Behalve in de maakindustrie is ook in productontwerp en engineering nog een forse efficiencyverbetering haalbaar. Dat meldt Jaarbeurs Utrecht, vooruitkijkend naar de TechniShow en ESEF. Model based definition zal de 2D-tekening verdringen. En generative designsoftware geeft ontwerpers de kans om hun aandacht helemaal te richten op vorm en functionaliteit, zonder zich druk te maken over maakbaarheid.
Smart industry (Industrie 4.0, 3D-printen en digitalisering) gaat het werk van productontwerpers en engineers in de toekomst drastisch veranderen. De productontwikkelaar en (design)engineer krijgen dit jaar dan ook volop aandacht tijdens de ESEF en TechniShow.
Exposanten tonen de nieuwe softwaretools, waarmee de sector kan aanhaken aan de digitalisering en de opmars van onder andere 3D-printen. “Tot nog toe is de ontwerper het startpunt voor de ontwikkeling van een nieuw product; met generative designsoftware krijgt hij het vertrekpunt aangereikt door de software”, zegt Orlando Sardaro van Design8 over de nieuwe software voor topologie-optimalisatie. “De software levert een vorm die optimale stijfheid biedt of minimaal materiaalgebruik en dus gewicht.” Op de ESEF toont Design8 onder andere de mogelijkheden van solidThinking Inspire.
‘Ontwikkeling blijft achter’
Eigenlijk is dergelijke software vooral bedoeld voor producten die naderhand 3D-geprint worden. Orlando Sardaro vindt ontwikkelingen op dat vlak echter achterblijven. Maakbedrijven zetten nog vooral klassieke maaktechnieken in. Ook dan kun je met topologie-optimalisatie vaak 40 tot 60% van het gewicht van een product verminderen.
De nieuwe software biedt namelijk nog een ander voordeel. Eén van de ‘constraints’ die de productontwerper ingeeft, is de productietechnologie waarmee het product gemaakt gaat worden. De software houdt dan automatisch rekening met de maakbaarheid van het ontwerp. Hierin schuilt volgens Sardaro een grote verandering voor productontwerpers en design engineers. “Tot nog toe moeten zij veel kennis hebben van de productiemethode. Dat wordt minder noodzakelijk omdat de software dit overneemt. Productontwerpers kunnen zich veel meer concentreren op de vorm en functionaliteit.”
Hij gelooft absoluut niet dat algoritmen de ontwerper gaat vervangen. Zeker niet op middellange termijn. “Ontwerpers moeten nog steeds een eigen twist aan het voorstel van de software geven.” Met de ondersteuning vanuit de software, kunnen ze volgens hem uiteindelijk betere en mooiere producten maken.
3D-model als basis
Ook in de vervolgstappen gaat de digitalisering werkwijzen veranderen. In de machinebouw is het gebruik van 3D modellen nu wel de standaard, constateert Joost Swarts van ISD Group. Met softwarepakketten zoals HiCAD en Helios biedt ISD Group CAD, PDM en PLM oplossingen. Daar zullen ook de maakbedrijven, de toeleveranciers, meer mee te maken gaan krijgen, verwacht hij. “Ook bij toeleveranciers zie je nu de verandering van 2D naar 3D.”
ISD Group presenteert op de TechniShow een black box, waarmee 80 procent van alle 3D modellen automatisch omgezet worden in een STEP bestand of DXF file voor in de productie. “Er komen automatisch de bestanden uit voor de vervolgstappen, of dat nu een lasersnijmachine, CNC-machine of kantbank is”, zegt Swarts. “Hiermee zorgen we dat een proces dat nu voor een groot deel handmatig gebeurt, automatisch verloopt.”
Hij ziet dit als eerste stap. Het systeem kan 80% van de 3D-modellen converteren. Het resterend deel zijn complexe werkstukken, met nauwe maattoleranties en bijzondere bewerkingen. Deze moeten voorlopig nog handmatig worden verwerkt. “Door smart engineering toe te passen, automatiseren we het repeterend werk. Laat de mensen de complexe projecten doen.”
Smart engineering
Swarts ziet dit als rode draad in engineering. De repeterende handelingen waar een engineer vandaag een groot deel van de dag mee bezig is, worden geautomatiseerd: Smart engineering. Dat kan een behoorlijke impact hebben op een maakbedrijf, is de ervaring bij ISD Group. Een machinebouwer die zijn frames hiermee ging engineeren, zag het uitvalpercentage afnemen van 20% naar 0 omdat bij het samenstellen voor de lasser absoluut geen fouten meer gemaakt worden. De software maakt namelijk automatisch slimme pasverbindingen, zodat stukken maar op één manier in elkaar passen. Door de vergrijzing betekent het wel dat bedrijven hun kennis veel meer moeten gaan borgen in systemen.
Om deze reden wordt PLM software volgens hem onmisbaar, zodat altijd de laatste revisie van een ontwerp wordt gebruikt. Hij merkt dat de weerstand bij sommige bedrijven nog groot is, omdat deze nieuwe manier van werken soms dwingt bestaande processen aan te passen. ISD Group heeft een quick scan om het besparingspotentieel snel in kaart te brengen. “Dan praat je al gauw over één, twee ton op jaarbasis. Er gaat immers veel geld om in het herstellen van fouten.”
3D scannen
3D-scannen biedt engineering eveneens nieuwe mogelijkheden. Partijen als GOM, 4CCCC en Faro tonen op de beurzen hoe je 3D-scannen zowel kunt inzetten voor reverse engineering als kwaliteitscontrole. De nieuwe 3D-scanners maken vooral met de nieuwe generatie software het scannen van een product zeer eenvoudig, terwijl de nieuwste scanners zeer hoge nauwkeurigheden toestaan. De file die je met de meeste scanners genereert, kan direct naar een 3D-printer worden gestuurd of kan als input gelden voor CAD-pakketten om het product te re-engineeren.
GOM Benelux laat zien hoe met een 3D-scanner en speciale analyse software de invloed van bepaalde parameters op het 3D-printen, zoals de positionering op de bouwplaat, onderzocht kan worden. Dit maakt dat engineering meer wordt verweven met de productie, ook al wordt de software intelligenter.