1/15 Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. …...1/15 Dezember/Januar Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D, A, CH: Euro 14,40 ISSN 1618-002X Innovative Lösungen für

1/15 Dezember/Januar ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D, A, CH: Euro 14,40

www.digital-engineering-magazin.de Innovative Lösungen für Konstrukteure, Entwickler und Ingenieure

I ntegrated D rive Systems ( IDS) von Siemens

Energiebedarf minimiert, Anwendernutzen maximiert

AutomatisierungMagnetische Drehgeber sorgen für präzise Positionssteuerung

KMU-tauglichErschwingliche Cloud-Services für Engineering-Anwender

Special EuroMoldInnovationen aus den Bereichen CAD/CAM und 3D-Druck

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Dirk Hoke, CEO Business Unit Large Drives, Siemens AG:„Mit IDS setzt Siemens den in der Ökodesign-Norm EN 50598 geforderten ganzheitlichen und produktübergreifenden Optimie-rungsansatz konsequent um.“

| EDITORIAL | 003

Liebe Leser, die Chancen für einen erfolgreichen Jahres-ausklang stehen gut. Mit den Fachmessen SPS IPC Drives und EuroMold finden zum Jahresende zwei bedeutende Veranstaltun-gen für die wichtigen Industriebranchen Automatisierung, Antriebstechnik und den Werkzeug- und Formenbau statt. Hier wer-den die Weichen gestellt für die nächsten Monate und Produkte und Lösungen ge-ordert. Der deutsche Maschinen- und An-lagenbau kann meiner Meinung nach opti-mistisch ins Jahr 2015 blicken und sollte sich nicht zu sehr von so manch trüber Konjunk-turaussicht diverser Wirtschaftsexperten die Laune verderben lassen, sondern weiterhin auf seine hohe Innovationskraft setzen.

Themen wie Industrie 4.0 und additi-ve Fertigung kommen mehr und mehr bei den Unternehmen an und stoßen vielerorts auf reges Interesse. Gerade in der Fertigung gibt es oftmals Potenzial für Optimierun-gen. Auf den zahlreichen Messen und Ver-anstaltungen, die ich dieses Jahr besucht habe, konnte man gut erkennen, wie sich die Besucher besonders für Produkte und Lösungen interessierten, mit denen sich die Effizienz in der Produktentwicklung und Produktion steigern lässt.

Diese Ausgabe des Digital Engineering Magazins steht natürlich auch im Zei-chen der beiden wichtigen Herbstmessen. Passend zur EuroMold präsentieren wir Ih-nen auf den Seiten 22 bis 33 ein Special mit Fachbeiträgen zu den Themen CAM und additive Fertigung. Interessieren Sie sich für den 3D-Druck? Dann empfehle ich Ihnen die passenden Beiträge ab Seite 28 mit fun-dierten Fachinformationen zu Geräten und Verbrauchsmaterialien.

Konstrukteure, die Lösungen aus der An-triebstechnik und Automatisierung suchen, werden in dieser Ausgabe ebenfalls fündig. In zahlreichen Beiträgen geht es unter an-derem um Präzisions-Dünnringlager (Seite 18-19), Energieführungsketten für Industrie-roboter (Seite 42-43) oder um robuste mag-netische Drehgeber (Seite 38-39).

Eines haben alle Fachartikel gemeinsam: Sie wollen Ihnen Anregungen und Beispiele geben für eine effizientere Produktentwick-lung.

Eine informative und erkenntnisreiche Lektüre wünscht Ihnen

Ihr Rainer Trummer, Chefredakteur

Rainer TrummerChefredakteur

Impulse für Produktentwickler

www.contact-software.com

PDM. PLM.CIM Database ist CONTACTs offenes PLM-System für die kollaborative Produktent-wicklung. Es unterstützt das Produktdatenmanagement und das Product Lifecycle Management von der Portfolioplanung und Konzeptphase bis zur Synchronisation mit den Logistikprozessen. Als Turnkey-Lösung ausgelegt ermöglicht CIM Database gleichzeitig hochgradig skalierbare und maßgeschneiderte Lösungen durch hervor-ragende Anpassbarkeit und sein umfassendes Anwendungsportfolio.

25 Jahre CONTACT SoftwareBremen | 17.–18. Juni Open WorldUser Meeting 2015

DIGITAL ENGINEERING Magazin 01-2015

004 | INHALT |

AKTUELL

WirtschaftstickerMacher und Märkte 6

VeranstaltungskalenderWas, wann, wo? 8

Trends und TechnologieNeue Produkte und Verfahren 10

Ausblick auf SPS IPC DrivesVorschau und Produkte 12

ANTRIEBSTECHNIK

Titelstory: Sparen mit der ÖkonormWie integrierte Antriebe von Siemens helfen, die Energie-Effizienz zu erhöhen 16

Bauteil-IntegrationDünnringlager übernimmt Zusatzfunktionen und spart Aufwand – auch in der Montage 18

Antriebe Online konfigurierenSondermaschinenbauer verschlankt Prozesse und geht bei der Beschaffung neue Wege 20

SPECIAL EUROMOLD

CAD/CAM im WerkzeugbauKoch suchte ein durchgängiges Tool für Konstruktion bis Montage seiner Stanzformen 22

Vom Design zur RealitätCAD/CAM für Innenausbauten von Hotels, Bars und Shoppingoasen 24

Prototypen für den AutomobilbauTrotz Geheimhaltung gewährt uns Proto- Technik einen Einblick in die Fertigung 26

KunststoffgleitlagerNeben Druckmaterial für FDM liefert Igus Komponenten für 3D-Drucker 28

Der 3D-Druck-MarktWir sprechen mit Andy Middleton über neue Entwicklungen bei Stratasys und im Markt 30

Keyence – die Japaner sind vielseitigMachen die nicht Sensorik? – Jetzt auch eigene 3D-Inkjet-Drucker 32

HARDWARE & PERIPHERIE

Plotten übers NetzMobile Geräte senden Daten direkt via E-Mail Plotter von HP 34

<Ebenfalls am 25. November öffnet die EuroMold ihre Pforten. Die Fachmesse zeigt vier Tage lang Innovationen entlang der gesamten Prozesskette, unter anderem aus den Bereichen Werkzeug- und Formenbau, Rapid Prototyping & Tooling, Enginee-ring, Design, Werkzeugmaschinen und Software. Auf sehr großes Interesse dürften wieder die Themen 3D-Druck und additive Fertigung stoßen. Im Mittelpunkt stehen dabei die vielfältigen Mög-lichkeiten der industriellen 3D-Druck-Technologie. Mehr dazu finden Sie in unserem EuroMold-Spe-cial auf den Seiten 22 bis 33.

>Komplexität und kurze Entwicklungszyklen erfor-dern in vielen Branchen eine verzahnte Zusam-menarbeit der Abteilungen in der Produktentste-hung. Beispielsweise verspricht eine frühzeitige Integration von Entwicklung und Einkauf eine Reihe von Vorteilen, wie bessere Qualität, gerin-gere Kosten und kürzere Entwicklungszeiten. All dies sind Themen, die für die Managementebene in Fertigungsbetrieben immer wichtiger werden. Darüber und über weitere Aspekte wie Cloud-Ser-vices fürs Engineering sowie über die Herausforde-rung bei der IT-Sicherheit im Kontext von Industrie 4.0 berichten wir ab Seite 54.

Die Aussichten für die vom 25. bis 27. November in Nürnberg stattfindende SPS IPC Drives, die dieses Jahr ihr 25-jähriges Jubiläum feiert, sind überaus positiv: Der Messeveranstalter erwartet über 1.600 nationale und internationale Aussteller, die ihre Innovationen, Produkte und Lösungen aus dem Bereich der elektrischen Automatisierung zeigen. Einen Vorgeschmack, was Sie in Nürnberg erwartet, geben Ihnen unser Messe-schaufenster auf den Seiten 12 bis 15 sowie zahlreiche Fachartikel aus den Bereichen Automation (Seite 36 bis 47) und Antriebstechnik (Seite 16 bis 21).

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| INHALT | 005

ELEKTROTECHNIK & AUTOMATION

Baukasten für Software-EngineeringB&R bietet Lösung für den Mangel an Softwarexperten im Maschinenbau 36

Magnetische DrehgeberFeinjustage bei 50 km/h: Die Druckmaschinen der Zeitungsindustrie müssen laufen 38

Integrierte SicherheitsfunktionenSteuerung von Pilz fasst Standard- und Sicherheitsfunktionen zusammen 40

Roboter mit schwachen Venen?Systemintegrator wählt lieber Energie- führungssysteme von Kabelschlepp 42

Lasertriangulatoren mit blauem LichtIn blau eignen sie sich auch für Messungen an glühenden und transparenten Objekten 44

Einfacher zum PrüfstandPrüfstandsbauer GVH setzt auf integriertes Automatisierungssystem 46

KONSTRUKTIONSBAUTEILE

Gerollte KugelgewindetriebeAller Software zum Trotz: Sauber gearbeitete mechanische Komponenten bleiben gefragt 48

CAD & DESIGN

SolidWorks Release 2015Cloudbasierte Funktionen eröffnen Möglichkeiten zur Produktivitätsteigerung 49

Interview: Siemens NX 10Wir sprachen mit Peter Scheller über die engere Verzahnung der einzelnen Prozesse von der Produktentwicklung bis in die Fertigung 50

In Form gebrachtBlechumformer stehen unter Druck – wir schauen, wie sich Fontana Pietro optimiert 52

MANAGEMENT

Cloud für die ProduktentwicklungEU-Projekt untersucht Cloud-Dienste für das Engineering in KMUs – erste Ergebnisse 54

IT-Security in der ProduktionDie Herausforderungen durch die vierte industrielle Revolution 57

Enterprise MobilityWas bringt der PLM-Zugriff übers mobile Gerät? – Seeburger spürt der Frage nach 60

Einkauf und Entwicklung verzahntProdukte entstehen nicht in der Entwicklung, sondern in einem Zusammenspiel 62

EDITORIAL 3

MARKTPLATZ 64

DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS 65

IMPRESSUM 66

VORSCHAU 66

Titelthemen

REDAKTIONELL ERWÄHNTE FIRMEN UND INSTITUTIONEN

AMA Verband für Sensorik und Messtechnik [S. 12], AMF-Bruns [S. 20], Autodesk [S. 7], Autoform [S. 52], B&R [S. 36], Bachmann Electronic [S. 46], Baumer [S. 15], Cloudflow Projekt [S. 54], Contact Software [S. 6], Core Technologie [S. 10], Eichenberger Gewinde [S. 48], Evo-Tech [S. 28], Fontana Pietro [S. 52], Fraunhofer IGD [S. 54], Friedhelm Loh Group [S. 14], GVH [S. 46], Heitec [S. 13], HP [S. 34], Igus [S. 28], InterCAM [S. 24], K.H. Arnold Maschinenfabrik [S. 18], Keyence [S. 32], KissSoft [S. 10], Koch Werkzeugbau [S. 22], Landes-messe Stuttgart [S. 7], Lohmeier [S. 14], Mecadat [S. 22], Mesago [S. 12], MHP [S. 62], Micro-Epsilon [S. 44], NASA [S. 10], National Instruments [S. 6], Pepperl+Fuchs [S. 38], Pilz [S. 40], Proto-Technik [S. 26], Rittal [S. 14], Rodriguez [S. 18], Rosskopf + Partner [S. 24], RS Components [S. 10], Seeburger [S. 60], Sensor-Tech-nik Wiedemann [S. 14], SEW-Eurodrive [S. 20], Siemens Industry [S. 16], Siemens PLM Software [S. 50], SLM Solutions [S. 11], SolidWorks [S. 49], Stellba Hydro [S. 54], Stratasys [S. 30], Sumitomo [S. 10], Tebis [S. 26], Technische Universität Wien [S. 15], Tsubaki Kabelschlepp [S. 42], VDE/VDI Innovation + Technik GmbH [S. 57], VDI [S. 11], Weidmüller [S. 14], WSCAD [S. 13].

Größte Vielfalt an physikalischen Messverfahren

Breites Sensorprogramm mit vielfältigen Anwendungsreferenzen

Messgrößen: Weg, Abstand, Position, Dimension, Temperatur und Farbe

Die Lösung aus einer Hand:Anwendungsberatung - Konzeption Entwicklung - Herstellung - Service

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SPS/IPC/DRIVES / Nürnberg25.11.2014 - 27.11.2014Halle 7A / Stand 130


006 | AKTUELL | Macher & Märkte

UNSER WEB-AUFTRITT

Übersichtliche GestaltungAuf der Startseite finden Sie die Top-News sowie die Themen-Rubriken, in denen die Meldungen und Beiträ-ge – zur besseren Übersichtlichkeit – einsortiert werden. Dies sind CAD/CAM/Design, PDM & PLM, Simulation, Visualisierung & VR, Digitale Fabrik, Rapid Prototyping, Hardware, Dienstleistungen, Antriebstechnik, Automati-sierung, Elektrotechnik, Fluidtechnik, Konstruktionselemente, Verbindungstechnik und Werkstoffe.

Wöchentlicher NewsletterIn unserem neuen, wöchentlichen Newsletter präsentiert Ihnen die Redaktion des DIGITAL ENGINEERING Ma-

gazins die interessantesten News aus den Bereichen CAD, CAM, PLM, Hardware, Veranstaltungen, Forschung, Konstruktionskomponenten und Werkstoffe. Unter der Rubrik „Newsletter“ können Sie den News letter schnell und unkompliziert abonnieren.

C O N T A C T S O F T W A R E

Qualifizierung für PLM ProfessionalsVielen Unternehmen fehlen Fachkräfte und Know-how im Bereich des Product Lifecyc-le Managements (PLM). Es gibt weder ein Berufsbild noch fundierte Ausbildungspro-gramme. Diese Lücke schließt nun eine be-rufsbegleitende Qualifizierung zum PLM Professional. Die Inhalte der dreiwöchigen, berufsbegleitenden Weiterbildung zum PLM Professional haben die Fraunhofer-Institute IPK, IAO und IPT sowie das Bremer BIME Ins-titut in enger Zusammenarbeit mit Industrie-partnern auf die Bedürfnisse der Unterneh-men zugeschnitten. Neben Contact Software unterstützen die Gründungspartner Daimler, ECS, Küster, ProStep iViP, Siemens PLM und Volkswagen die Arbeit der Ausbildungsinitia-tive. „Die digitale Wertschöpfung entlang des gesamten Produktlebenszyklus ist essenziell

für den Innovationsstandort Deutschland, aber das dafür nötige Rüstzeug wird aktuell nicht ausreichend vermittelt“, begründet Dr. Patrick Müller von Contact das Engagement des Softwareherstellers.

PLM Professional wendet sich an Mitar-beiter aller Branchen mit mindestens zwei Jahren Berufserfahrung und ist sowohl für Ingenieure, Informatiker als auch Wirtschafts-wissenschaftler geeignet. Erfahrene Exper-ten aus Forschung und Entwicklung vermit-teln theoretische Grundlagen und praktische Anwendungskompetenz. Dazu gehören auch Einblicke in IT-Systeme, die in indus-triellen PLM-Umgebungen relevant sind. Der Lehrgang 2014/15 startet Ende Novem-ber. Weitere Informationen finden sich unter www.plm-professional.de.

N A T I O N A L I N S T R U M E N T S – N I

Rückblick: VIP-KongressAm 22. und 23. Oktober hat NI zum 19. Mal den Technologie- und Anwenderkongress „Virtuelle Instrumente in der Praxis“ (VIP) im Veranstaltungsforum Fürstenfeldbruck ausge-richtet. Nach der Begrüßung der Teilnehmer durch Michael Dams, Director Sales Central and Eastern Europe bei NI, standen am ers-ten Kongresstag künftige Trends und Heraus-forderungen der Energiebranche im Mittel-punkt. Jean-Christoph Heyne, Vice President Asset Management Solutions bei Siemens Energy, erläuterte, welche Maßnahmen inein-andergreifen müssen, damit die Energiewen-de gelingen kann. Anschließend zeigte Owen Golden, Vice President Energy bei NI, wie mit den Werkzeugen von NI in enger Zusammen-

arbeit mit führenden Industrieunternehmen vielversprechende Ideen für ein intelligente-res Stromnetz entwickelt werden. Am zwei-ten Kongresstag stellte NI neue Produktent-wicklungen und Technologien vor. Neben der neuen Version von LabView wurde mit NI InsightCM Enterprise eine neue Software-Lö-sung zur Online-Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen vorgestellt. Hard-wareseitig präsentierte NI einige neue Cont-roller und Module, die alle auf softwaredesi-gnter Messtechnik und FPGA-Technologie basieren. Im Rahmen des VIP 2014 präsentier-ten außerdem rund 40 Partner und Systemin-tegratoren in der begleitenden Fachausstel-lung ihre Lösungen und Produkte.

TITEL: SIEMENS AG

Die neue Ökodesignnorm (EN 50598-2) fördert eine ganzheitliche Betrachtung von Antriebssystemen zur Steigerung der Energie-effizienz. Es geht um eine Bewertung der Energie-effizienz innerhalb ihrer

Anwendung. Bestwerte erzielen dabei Integrated Drive Systems von Siemens. Die neue Ökodesignnorm ermöglicht die Einstufung der Ener-gieeffizienz von Gesamtsystemen aus Motor und Umrichter und zielt dabei auf den geringstmöglichen Energieeinsatz bei Prozessfunktio-nen, Transport- oder Fertigungsauf-gaben. Die wesentliche Neuerung dabei ist der ganzheitliche Ansatz: Der Antrieb wird im Kontext der An-wendung betrachtet. Das führt dazu, dass neben der Effizienz bei Nenn-leistung auch die für viele Applikati-onen weit relevanteren Teillastsitua-tionen berücksichtigt werden.Mit Integrated Drive Systems liefert Siemens Antriebslösungen ganz im Sinne der neuen Norm. Auf der SPS IPC Drives 2014 werden unter anderem Simotics-FD-Motoren an Umrichtern des Typs Sinamics G120P vorgestellt. Durch konse-quent aufeinander abgestimmte Komponenten erzielt das leistungs-starke System hohe Energieeffizi-enz in der IES-2-Klasse.

Siemens AGProcess Industries and DrivesLarge DrivesVogelweiherstr. 1-15D-90441 NürnbergTel: +49 (0)9 11 / 4 33 65 23E-Mail: [email protected]/ids

Marketing Di-rector Rahman Jamal und Marketing Ma-nager Daniel Riedelbauch stellen neue NI-Produkte vor.

Macher & Märkte | AKTUELL | 007

A U T O D E S K U N I V E R S I T Y G E R M A N Y

Viele Besucher und 3D-Druck1.200 Teilnehmer besuchten am 23. und 24. Oktober die Autodesk University Ger-many, die in diesem Jahr erstmals zweitä-gig stattfand. Das Anwendertreffen brachte Anwender, Entscheider und Partner aus den Bereichen Mechanik und Maschinenbau, Ar-chitektur, Bauwesen und Infrastruktur sowie digitale Medien und Entertainment im Kon-gresszentrum „Darmstadtium“ unter dem Motto „The Future of How Things are Made“ zusammen. Konstruieren, zusammenar-beiten, produzieren – diese Kernbereiche des Autodesk-Portfolios standen in der Er-öffnungsrede von Carl Bass, Präsident und CEO von Autodesk, im Mittelpunkt. Zudem gab er Einblicke in die aktuellen Entwicklun-

gen bei Autodesk rund um das Thema 3D-Druck. Das Unternehmen will mit Autodesk Spark, einer offenen Softwareplattform für 3D-Druck, sowie einem eigenen 3D-Dru-cker die Entwicklungen in diesem Bereich vorantreiben. „In Zukunft wird 3D-Druck auch in Bereichen zum Einsatz kommen, die wir uns bisher noch gar nicht vorstellen kön-nen. Wer hätte beispielsweise noch vor eini-gen Jahren gedacht, dass wir einmal Häuser drucken können oder es Nanoroboter gibt, die Jagd auf Krebszellen machen?“, erklärte Bass und zeigte den Prototyp eines geplan-ten 3D-Druckers, dessen Pläne, 3D-Modelle und Einzelteile auch unter einer Open-Hard-ware-Lizenz veröffentlicht werden sollen.

F A C H K O N G R E S S S I C H E R H E I T + A U T O M A T I O N

Industrie 4.0 braucht Safety und SecurityAm 3. März 2015 findet zum zehnten Mal der Fachkongress Sicherheit+Automation mit begleitender Fachausstellung im in-ternationalen Kongresszentrum (ICS) der Messe Stuttgart statt. Schwerpunkt ist diesmal das Thema Safety und Security in der Industrie. Zentrales Thema ist der Schutz von Informationen wie Produktda-ten, Patenten, Produktionsverfahren und Entwicklungen. Eine unternehmensweite und übergreifende Datennutzung erfor-dert neue und bessere Schutzmechanis-men. Diese müssen sowohl den unbe-fugten Zugriff auf schützenswerte Daten berücksichtigen, als auch mögliche Fehler, die durch Unwissenheit und Unachtsam-keit entstehen. Auch die zentralen Sicher-

heitsaspekte bei der Entwicklung von In-dustrie 4.0 spielen auf dem Kongress eine wichtige Rolle. Die Veranstalter bieten ein Programm mit 16 Referenten aus der Wis-senschaft und Praxis zu Themen wie die „Nachhaltige Konstruktion – Sicherheit von Anfang“, „Recht und Normen – ge-rüstet für kommende Änderungen“ oder auch „Grundlegender Schutz für Produk-tionsanlagen – welche Security-Maßnah-men jetzt notwendig sind“, „Vernetzung von Maschinen und Anlagen – Manipula-tionen vermeiden“, „Security und der Fak-tor Mensch – was bleibt neben der Tech-nik zu tun?“.Weitere Informationen unter: www.sicherheitundautomation.de.

Autodesk-CEO Carl Bass erklärt Besuchern seine Pläne zum 3D-Druck. Bild: Autodesk

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008 | AKTUELL | Veranstaltungskalender

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Wenn Sie in diesem Bereich eine Ihrer Veranstaltungen platzieren möchten, wenden Sie sich bitte an Frau Martina Summer, Tel. 0 81 06/3 06-1 64, [email protected]

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Ihr Dienstleister für CATIA und PLM

Hier die nächsten CATIA Kurse: CATIA V5 Detail Drafting CATIA V5 Implementierung

Besuchen Sie uns auf der Euromold 2014:Halle 11.0, Stand D28

Aktuelle Termine undOrte finden Sie unterwww.schwindt.eu

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Kostenfreie Webseminare zu wichtigen Themen rund um V6, CATIA, ENOVIA, SIMULIA, 3DVIA Composer, MultiCAD, Neutrale Daten-formate, EXALEAD

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Weil Simulation mehr als Software ist …… bietet CADFEM auch ein umfassendes Angebot an Semina-ren zur Numerischen Simulation mit der ANSYS Programm-familie und anderen Tools - für Einsteiger, Fortgeschrittene und Experten. Der CADFEM Seminarkatalog für 2015 mit über 80 verschiedenen Themenbereichen zur Numerischen Simulation in der Produktentwicklung ist erschienen: Abgedeckt werden die u.a. die Anwendungsgebiete Strukturmechanik, Elektro-magnetik, Akustik, Multiphysik, Geometrieaufbereitung und Vernetzung.

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COMSOL Multiphysics ist ein Werkzeug für virtuelle Produktent-wicklung basierend auf der Finite-Elemente-Methode. In unseren Veranstaltungen erlernen Sie verschiedene Modellierungstech-niken und erstellen selbständig Simulationsmodelle. Wir zeigen Ihnen, wie Sie COMSOL Multiphysics effektiv und produktiv für Ihr eigenes Aufgabengebiet einsetzen können. Im Mittelpunkt stehen die vielfältigen Möglichkeiten, physikalische Phänomene miteinander zu koppeln.

Die Teilnahme an unseren Workshops ist kostenfrei.

Termine und weitere Infos zu COMSOL Multiphysics Workshops, Trainings- kursen und Webinaren finden Sie unter www.comsol.de/events

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GOM Gesellschaft für Optische Messtechnik mbHMittelweg 7-8 38106 BraunschweigTel.: +49 (0) 531 390 29 0Fax: +49 (0) 531 390 29 15E-Mail: [email protected]: www.gom.com

GOM Inspect Einführungsseminare Netzbearbeitungs- und Auswertesoftware für 3D-Daten

Die kostenlose GOM Inspect Software eröffnet den freien Zugang zur 3D-Datenbearbeitung. Die Seminare richten sich an Anwender aus Produktentwicklung, Konstruktion und Qualitäts-sicherung, die 3D-Daten aus unterschiedlichen Messsystemen betrachten, bearbeiten und auswerten. Das Seminar umfasst praktische Übungen zu Datenimport, Netzbearbeitung, 3D-Ins-pektion, 2D-Inspektion, GD&T, Prüfberichten und Daten-Export.

GOM Inspect Einführungs-seminare am 2. Februar, 16. März, 20. April, und 22. Juni in der GOM-Zentrale in Braunschweig.

Anmeldung unter www.gom.com/de/events oder [email protected]

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ESI Engineering System International GmbHSiemensstr. 12 B 63263 Neu-IsenburgTel.: 06102 / 2067-0Fax: 06102 / 2067-111E-Mail: [email protected]: www.esi-group.com

ESI Group lädt Sie ein ESI Group ist Vorreiter und weltweit führender Anbieter von Virtu-al Prototyping Software-Lösungen sowie Engineering-Dienstleis-tungen für die gesamte Fertigungsindustrie. In den kommenden Monaten laden wir Sie zu folgenden Veranstaltungen ein:• SimVEC 2014 - Stand 15, 18.-19.11., Baden-Baden• Carbon Composites, 18.-19.11., Augsburg• Metal Additive Manufacturing Conference - 20.-21.11., Wien• Aachener Akustik Kolloquium, 20.-26.11., Aachen• Wind Turbine Blade Manufacture 2014, 1.-3.12., Düsseldorf

Ihr Ansprechpartner: Alexandra.Lawrenz @esi-group.com

Weitere Veranstaltungen: www.esi-group.com/events

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CEDRAT S.A.15 Chemin de Malacher, Inovallée38240 Meylan FranceTel.: +33 (0)4 76 90 50 45Fax: +33 (0)4 56 38 08 30E-Mail : [email protected]: www.cedrat.com

CEDRAT entwickelt und vertreibt mit der MACCON Gmbh in Deutschland CAE Ingenieursoftware:• Flux: elektromagnetische, thermische Untersuchungen• InCa3D: Impendanzberechnungen von elektrischen Schal-

tungen und des Nahbereichs• Portunus: multiphysikalischer Systemsimulator• GOT-It: Optimierung von Vorrichtungen und Systemen

Diese Tools ermöglichen es, zuverlässige und optimierte Lö-sungen für Motoren, Transformatoren, Aktoren, Sensoren und andere elektromagnetische Vorrichtungen zu entwickeln.

Weitere Informationen zu CEDRAT Webinars, Work-shops, Consulting, Trainingunter:

www.cedrat.com

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Software Factory GmbHParkring 4 85748 Garching bei MünchenTel.: 089 / 323 501-10Fax: 089 / 323 501-53E-Mail: [email protected]: www.sf.com

Workshops, Seminare und Consulting zu folgenden Themen:

• Software-Entwicklung mit Pro/TOOLKIT und J-Link für PTC Creo • Prozessoptimierung für PTC Windchill • Migration von PLM Datenbanken • PTC Integrity und FlexPLM • Wanddickenprüfung mit WALLCHECK für PTC Creo

Software Factory – die TOOLKIT | EXPERTEN für PTC® Creo® und PTC® Windchill®

• Entwicklerworkshop Pro/ TOOLKIT auf Anfrage• JLink Entwicklerworkshop auf Anfrage• Workshop Windchill Customization auf Anfrage• Inhouse Workshops auf AnfrageInfos auf www.sf.com oder per Email an [email protected]++

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KISSsoft AGRosengartenstrasse 6 8608 BubikonSwitzerlandTel.: +41 55 254 20 50 Fax: +41 55 254 20 51E-Mail: [email protected]: www.KISSsoft.AG

Die KISSsoft AG stellt Maschinenbau-Berechnungsprogramme für die Nachrechnung, Optimierung und Auslegung von Maschinenelementen (Zahnräder, Wellen, Lager, Schrauben, Federn, Passfedern, Presssitze und andere) her. KISSsoft bietet auf der Grundlage von internationalen Berechnungsstandards (ISO, DIN, AGMA, FKM, VDI etc.) weitgehende Optimierungsmöglichkeiten. Die Anwendung erstreckt sich vom einfachen Maschinenelement bis zur auto-matischen Auslegung von kompletten Getrieben. Schnittstel-len zu allen wichtigen CADs runden dieses Angebot ab.

27. + 28.11.14 KISSsoft- User-Meeting KUM 2014

20. + 21.01.15 Einführungs-schulung Zahnrad & Welle

10. - 12.03.15 Vertiefungs-schulung Zahnradberech-nung

Infos und Anmeldung www.KISSsoft.AG

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Infinite Design Exploration for CAE - ATCx CloudWie wäre es, wenn Sie Ihren Entwicklungsteams heute schon die unbegrenzten HPC Ressourcen zur Verfügung stellen könnten, die Sie für bessere und schnellere Designentscheidungen benötigen?Erfahren Sie von Altair, AWS und Intel sowie unseren Kunden Stanley Black & Decker und Vertu mehr über die Nutzung von HPC Ressourcen wie HyperWorks Unlimited für die Simulation. Außerdem kann jeder Teilnehmer die Altair Cloud Lösungen mit kostenfreien Cloud Zyklen kennenlernen und eigene Modelle untersuchen. Die Teilnahme ist kostenfrei!

Wann: 26. Februar 2015Wo: Steigenberger Frankfurter Hof, FrankfurtVeranstalter: Altair Engineering GmbHWeitere Informationen sowie ein Anmeldeformular finden Sie unter www.altairatc.com/EventHome.aspx?event_id=35

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DSC Software AGAm Sandfeld 1776149 KarlsruheTel.: 07 21/ 97 74-1 00Fax: 07 21/ 97 74-1 01E-Mail: [email protected]: www.dscsag.com

DSC Lösungen erweitern den Leistungsumfang von SAP in den Bereichen Product Lifecycle Management und Dokumenten-Ma-nagement um:• eine intuitive und effiziente Bedienoberfläche

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Die Coffee GmbH präsentiert auf der Fachmesse EuroMold die gesamte SOLIDWORKS, SolidCAM und 3D Systems-Lösungs- und Produktpalette. „Von der Idee bis zum Produkt“ und „3D Drucker LIVE“ erleben: unter diesen Mottos erwartet Sie das Coffee-Team auf der EuroMold an drei unterschiedlichen Stand-orten. Am Dassault Systèmes-Stand E06 in Halle 11, am Solid-CAM-Messestand B70 in Halle 8 sowie am 3D Systems-Stand D69 in Halle 11. Sie erhalten bei uns die Möglichkeit, sich zu maßgeschneiderten Hardware- und Softwarepaketen beraten zu lassen, die den gesamten Produktentwicklungsprozess abbilden.

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Workshop: Effiziente und präzise Simulation der Wärme-übertragung In diesem Seminar werden die allerneuesten Methoden bezüglich der effizienten Berechnung von Wärmeübertragung beim Design von mechanischen Systemen, einschließlich Komponenten und Baugruppen, vorgestellt. Die Berechnung eines mehrphasigen Rührwerks wird in einer Live-Demonstra-tion veranschaulicht. Als Teilnehmer wird Ihnen Wissen rund um die Simulation von Wärmeübertragung und verschiedene Mischvorgänge aus erster Hand vermittelt.

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trieb typischerweise in den verschiedenen Teil-, Nenn- und Überlastbereichen arbeitet.Die neue Norm ermöglicht damit vor allem Maschinenherstellern und System-integratoren einen praxisrelevanten Ver-gleich verschiedener Antriebslösungen. Diesem Vergleich liegt eine einheitliche und anerkannte Bewertung zugrunde. Dies wiederum ermöglicht den Nachweis, dass regionale Energiespar-Verordnungen und -Gesetze eingehalten werden.

Herstellerseitige Systemoptimierung führt zu hoher EffizienzBestwerte bei der erzielten Energieeffizienz erreichen Antriebssysteme, deren Kompo-nenten bereits herstellerseitig aufeinander abgestimmt sind. Hier gibt es die besten Voraussetzungen, eine Antriebslösung zu-sammenzustellen, die in allen relevanten Betriebspunkten der Anwendung eine op-timale Energieeffizienz bietet.

Grundlegend dabei sind „produktüber-greifende“ Optimierungen. Dies sind Maß-nahmen, die sowohl den Motor als auch den Umrichter betreffen. Beispiele hierfür sind die gegenseitige Abstimmung von Motorwicklungen und Umrichterspannun-gen, die Abstimmung der Motor- und Um-richterströme oder besonders energieeffi-ziente und geräuscharme Pulsmuster des Umrichters.

Solche produktübergreifende Optimie-rungen sind nur dann in aller Konsequenz möglich, wenn man die Potenziale da-für bereits bei der Entwicklung der Einzel-komponenten ausschöpft – also innerhalb eines durchgängig konzipierten Produkt-portfolios.

Die Aussage „Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ gilt zweifelsohne auch für Antriebs-lösungen. So ermöglicht die neue

Ökodesignnorm EN 50598-2 nun die Ein-stufung der Energieeffizienz von Gesamt-systemen aus Motor und Umrichter. Hierfür sind die Energieeffizienzklassen IES 0 bis IES 2 vorgesehen; sie gelten derzeit für Motor-Umrichter-Kombinationen im Leistungs-bereich 0,12 bis 1.000 kW bei Anschluss-spannungen von 100 bis 1.000 V. Wie bei

den IE-Klassen für Motoren und Umrichter bedeutet eine höhere Klasse eine bessere Ausnutzung der eingesetzten Energie.

Die neue Ökodesignnorm EN 50598-2 zielt auf den geringstmöglichen Energie-einsatz zum Erfüllen einer Prozessfunktion, einer Produktions-, Transport- oder Ferti-gungsaufgabe. Die wesentliche Neuerung dabei ist der ganzheitliche Ansatz: Der Antrieb wird im Kontext der Anwendung betrachtet. Das führt dazu, dass man neben der Effizienz bei Nennleistung auch die für viele Applikationen weit relevanteren Teil-lastsituationen berücksichtigt.

Das zu klassifizierende Antriebssystem wird dazu in acht Arbeitspunkten auf sei-ne Verluste hin beurteilt. So können die Be-triebsdaten der Anwendung in die Beurtei-lung der Energiebilanz der Lastmaschine einfließen, zum Beispiel, wie lange der An-

W E N I G E R E N E R G I E E I N S A T Z D U R C H N E U E Ö K O D E S I G N - N O R M

Höchste Effizienz ganzheitlich betrachtetDie neue Norm EN 50598-2 fördert die ganzheitliche Bewertung der Energieeffizienz von Antriebssystemen innerhalb ihrer

Anwendung. Bestwerte erzielen Integrated Drive Systems: Ihre Komponenten sind konsequent aufeinander abgestimmt

und für verschiedenste Branchenanwendungen ausgelegt. Sie bieten ein Höchstmaß an Energieeffizienz – und erschließen

darüber hinaus zahlreiche kostensenkende Synergien, wie Siemens auf der SPS IPC Drives 2014 zeigt. VON DIRK HOKE

016 | ANTRIEBSTECHNIK | Integrated Drive Systems Anzeige

IES 2: Optimiert für Pumpen-, Lüfter- und Kompressor- Anwendungen: über 35 Pro-zent geringere Verluste als das Referenzsystem. (Motor: Simotics Flexible Duty, Umrichter: Sinamics G120P Cabinet Module)


Anzeige Integrated Drive Systems | ANTRIEBSTECHNIK | 017

Dreidimensionale IntegrationDer derzeit weltweit einzige Elektroaus-rüster, dessen Portfolio eine umfassende Optimierung von Antriebssystemen zu Integrated Drives Systems (IDS) erlaubt, ist Siemens und geht dabei weit über die hori zontale Integration entlang des Energie flusses hinaus. Zusätzlich sind IDS vertikal in die Steuerungs- und IT-Ebene integriert, zum Beispiel für effizientes En-gineering, einfache Einbettung in Diagno-se- und Zustands überwachungs systeme, zum einfacheren und wirksamen Realisie-ren von Sicherheitsfunktionen oder für ein anlagenweites Energiemanagement auf MES- beziehungsweise ERP-Ebene.

Die dritte Integrationsebene betrifft den Lebenszyklus des Antriebssystems: Vom Konkretisieren der ersten Idee zur Maschi-ne bis hin zu einem späteren Retrofit sind Integrated Drives Systems in Engineering-Tools, Services und in der Portfolio-Pfle-ge berücksichtigt. Damit verringert der Einsatz von Integrated Drive Systems die Engineering-, Beschaffungs-, Inbetriebset-zungs- und Instandhaltungs-Aufwände, ihr Bezug aus einer Hand reduziert sowohl die technischen als auch die logistischen Risiken eines Projektes. Dies führt zu kür-zeren Projektlaufzeiten, schnellerer Liefer-fähigkeit beziehungsweise Vermarktung und zu früherem Erreichen der Profit ziele – sowohl für den Maschinen- und Anlagen-hersteller als auch für den Betreiber.

Der führende Elektroausrüster der In-dustrie betreibt diese produktübergreifen-de Optimierung und Integration von An-triebsystemen bereits seit geraumer Zeit. Viele zufriedene Kunden und erfolgreich umgesetzten Referenzapplikationen bele-gen den Nutzen und bestätigen die Rich-tigkeit des Vorgehens. In Bezug auf die Forderungen der neuen Ökodesign-Norm ist Siemens schon jetzt sehr gut aufgestellt – und zeigt dies auch auf der diesjährigen SPS IPC DRIVES in Nürnberg.

Integrated Drive Systems auf der SPS IPC Drives 2014Siemens zeigt auf der Messe ein Exponat zur System-Effizienzklasse IES 2: Simotics-FD-Motoren an Umrichtern des Typs Sinamics G120P. Das Zusammenspiel dieser Antriebs-komponenten liegt weit über dem Durch-schnitt: Verglichen mit dem in der Norm definierten Referenzsystem hat dieses für Pumpen, Lüfter und Kompressoren opti-mierte integrierte Antriebssystem eine um über 35 Prozent geringere Verlustleistung.

Dazu sorgt dieses innovative Antriebs-system für geringe Energieverluste, ei-nerseits durch automatische Flussabsen-kung im Teillastbereich und andererseits durch optimierte Pulsmuster im Volllast-bereich.

Dies wirkt sich sehr positiv auf die Ener-gie- und Betriebskosten aus, die gerade bei Antrieben größerer Leistungen die Lebenszykluskosten dominieren – zumal die Sinamics-G120P-Umrichter alle Daten für ein weitergehendes Energiemanage-ment bereitstellen.

Best in Class bei Verfügbarkeit und LebensdauerDie höchsten Effizienzwerte in der IES-2-Klasse erreicht die ebenfalls auf der SPS IPC Drives zu sehende Konzeptstudie ei-nes innovativen Synchron-Reluktanz- Motors mit dem Umrichter der Reihe Sinamics G120. Diese Technologie ermög-licht hohe Drehmomente auch ohne Ma-gnete – und führt zu einer geringen Ei-genträgheit des Motors. Die insgesamt erzielte Energie kostenreduktion bedingt sehr niedrige Life-Cycle-Kosten.

Die insgesamt geringere Erwärmung und die präzise gegenseitige Abstim-mung der Antriebskomponenten redu-zieren die Belastungen für Motor und Umrichter und tragen zu reduzierter Aus-fallwahrscheinlichkeit und hoher Lebens-dauer bei. Der Betreiber profitiert davon in Form verbesserter Anlagenverfügbarkeit und längerer Nutzungsdauer.

Passgenaue Dimensionierung und effizientes Engineering Doch auch der Maschinen- und Anlagen-hersteller profitiert: Die mit IDS mögliche passgenaue Auslegung vermeidet Über-dimensionierungen. Typischerweise kann man so bis zu 15 Prozent der antriebsbe-zogenen Investitions- und Beschaffungs-kosten einsparen. Außerdem lässt sich mit IDS das Engineering der Antriebslö-sung um zirka 30 Prozent beschleunigen, denn das Engineering-Framework TIA- Portal führt zu einem sehr effizienten Engi- neering.

Fazit: Mit IDS setzt Siemens den in der Ökodesign-Norm EN 50598 geforderten ganzheitlichen und produktübergreifen-den Optimierungsansatz konsequent um. Dadurch ergeben sich neben hohen Ener-giesparpotenzialen zusätzliche Vorteile wie geringer Platzbedarf, reduzierte Ge-samtkosten, hohe Anlagen-Performance und maximale Zuverlässigkeit.

Das Ganze ist eben mehr als die Sum-me seiner Teile: Eine wirklich effiziente Antriebslösung ist deutlich mehr und sie bewirkt auch deutlich mehr als die bloße Kombination eines sparsamen Motors mit einem verlustarmen Umrichter. R T |

Dirk Hoke ist CEO der Business Unit Large Drives bei Siemens.

Das Antriebssystem, bestehend aus einem Simotics-FD-Motor und einem

Umrichter des Typs Sinamics G120P, sorgt für geringe Energieverluste im

Teillastbereich durch automatische Flussabsenkung und im Volllastbe-reich durch optimierte Pulsmuster.

Bilder: Siemens


Das vorherige Programm konnte die ho-hen Erwartungen nicht mehr erfüllen. „Wir bekamen damals immer häufiger Probleme mit den Schnittstellen zu anderen Program-men, die in neueren Versionen auf unseren Computern und Maschinen liefen“, erklärt Detlef Uhlmann, CNC-Programmierer am Standort in Hennersdorf, die Problematik.

Die regelmäßigen Updates von Master-cam haben die Effizienz der Arbeit stark er-höht, da es nun nicht mehr zu Schnittstel-lenproblemen mit anderen Programmen kommt.

Programmierzeiten reduziert„Ich schätze besonders die Möglichkeit Programmvorlagen zu erstellen. Das redu-ziert die Programmierzeiten drastisch und ermöglicht somit die schnellere und wirt-

Die Rosskopf + Partner AG im thü-ringischen Obermehler nutzt für seine Innenausstattungen Premi-umwerkstoffe wie Mineralstoffe,

Quarz- und Naturstein oder Porzellankera-mik. Das Unternehmen hat noch zwei wei-tere Werke in Hennersdorf und in Schlo-theim. Die insgesamt etwa 250 Mitarbeiter schnüren hier Rundum-Pakete: Von der Projektberatung und -kalkulation, über die technische Zeichnung, die komplette Fer-tigung bis hin zu Transport und Montage bekommt der Kunde alles aus einer Hand.

Die Verarbeitung von Mineralwerkstof-fen stellt besondere Anforderungen an den Bereich des 3D-Fräsens. Um diesen Ansprü-chen gerecht zu werden, setzt das Unter-nehmen seit 2008 auf die CAD/CAM-Soft-ware Mastercam.

C A D / C A M I M I N N E N A U S B A U

Design in die Welt gebrachtIndividuelle Ideen und Lösungen sind heute mehr denn je gefragt. Das gilt auch für den Innenausbau, Nobel-Hotels,

Diskos oder den neuen Laden: Das Ambiente entscheidet über den Erfolg. Für die besondere Optik und Haptik sorgen

heute Freiformflächen, die durch moderne CAD/CAM-Systeme erzeugt werden. VON BIRGIT WAGNER

MASTERCAM UND SEINE VERTRIEBSSTRUKTUR

Mastercam ist laut CIMdata mit 200.000 Installati-onen weltweit das meistgenutzte CAM-System auf PC-Basis. Es ist in vielen Sparten vertreten, vom For-menbau und der Prototyperstellung über Automo-bilindustrie, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt bis hin zur Konsumgüterindustrie. Mastercam bie-tet ein breites Spektrum kompletter Bearbeitungs-software für 2- bis 5-Achsfräsen, Drahterodieren, Drehen, Dreh-Fräsen, Laser- und Plasmaschneiden, Holzbearbeitung, 3D-Design, künstlerische Reliefs sowie Solid- und Flächenmodeling, und eignet sich für die Holz-, Stein- und Kunststoffbearbeitung. Die InterCAM-Deutschland GmbH ist der deutsche Distributor der gesamtren Mastercam-Produktpa-lette, der Vertrieb erfolgt über ein Netz qualifizier-ter Partner.


schaftlichere Bearbeitung der Kundenauf-träge“, fährt Uhlmann fort.

Auch die Anwenderfreundlichkeit des Programms hebt er hervor. Es biete weit-aus mehr Möglichkeiten in der Bearbeitung von Mineralwerkstoffteilen als andere Pro-gramme. Das sogenannte „TrueShape Nes-ting“, also die Freiform-Verschachtelung ist beispielsweise eine Funktion, die effiziente Plattenbearbeitung mit vollständig bear-beitbaren Stegen, Durchbrüchen und Aus-fallteilen sowie die Mehrachsenbearbei-tung unterstützt.

Bei der Freiform-Verschachtelung han-delt es sich um das automatische Ver-schachteln frei geformter Teile für eine bestmögliche Materialausnutzung. Dabei behält der Anwender die vollständige Kon-trolle über die Abstände zwischen den ein-zelnen Teilen, sowie zu den Seitenrändern.

Zusätzlich erhöht die Mehrachsenbear-beitung die Wettbewerbsfähigkeit. Selbst komplexe Bauteile lassen sich schnell und einfach mit Mastercam programmieren.

Durch die nützlichen Funktionen in Mas-tercam Router konnte die Rosskopf + Partner AG ihr Teilespektrum erheblich ausbauen.

Dynamisches FräsenDas dynamische Fräsen beispielsweise er-zeugt einen Werkzeugweg mit gleichblei-benden Schnittbedingungen, der die ge-samte Schneidenlänge des Werkzeuges nutzt. Das führt sowohl zu einer erhebli-chen Standzeiterhöhung des Werkzeuges als auch zu einer idealen Ausnutzung der Maschinendynamik. Unterschiedliche Ta-schenbearbeitungen reduzieren den Pro-grammieraufwand auf ein Minimum und ermöglichen einen vergrößerten Material-

abtrag allein durch die Wahl der optimalen Einfahr- und Ausräumstrategie.

„Wir konnten seit der Einführung von Mastercam unsere Programmierzeiten hal-bieren, und dank der Flexibilität des Pro-grammes lassen sich kleine Zeichnungs-fehler leichter und schneller beheben“, resümiert Rüdiger Darmer, Werksleiter der Standorte Hennersdorf und Schlotheim. Er habe die Leistungsfähigkeit seiner Ferti-gungsmaschinen steigern beziehungswei-se besser ausnutzen können.

Die Einführung der Software geschah zu-sammen mit der WDS Software und Service GmbH, die gerade mit ihrem Know-How bezüglich Postprozessoren überzeugte. So waren im Rahmen der Einführung einige maschinenspezifische Besonderheiten zu berücksichtigen, wie zum Beispiel die Un-terstützung einer Lasereinheit für die Plat-tenbearbeitung.

Dabei projiziert ein Laser die zu fräsende Geometrie auf das Werkstück und ermög-licht ein einfaches Ausrichten. Das ist Vor-teilhaft bei der Verwendung von Restplat-tenstücken, da schnell entschieden ist, ob deren Verwendung noch möglich ist.

Zudem konnten über den Postprozes-sor die steuerungsseitigen Verschleifoptio-nen der Maschine berücksichtigt werden. Dadurch ließ sich das Maschinenverhalten enorm verbessern. J B I |

Birgit Wagner ist Medienfachwirtin bei InterCAM Deutschland in Bad Lippspringe.

Halle 8Stand: K07

HÄNDLER MIT EIGENER ENTWICKLUNG

Die WDS Software & Service GmbH ist be-reits seit 1990 Mastercam-Händler und so-mit von Anfang an in der CAD/CAM-Bran-che mit dabei. Das Unternehmen betreut Kunden im gesamten Bundesgebiet, aber auch in den Benelux-Staaten und in Ös-terreich. In den letzten Jahren entwickel-te sich die WDS zum „Problemlöser“ der zunehmend individuelleren Kundenanfor-derungen. Immer öfter geht es nicht mehr nur um eine gute CAM-Software, sondern auch um den kompletten Fertigungs-prozess, inklusive den Schnittstellen zur Maschine. Darin liegt die Kernkompetenz der WDS: Die Postprozessorerstellung. Die Schnittstelle zwischen CAM-Software und

Maschinensteuerung programmiert das Unternehmen selbst, wodurch individuel-le Kundenwünsche und -anforderungen einfließen können. Zudem ist auch die Pro-grammierung von Sonderlösungen durch eine eigene Softwareentwicklung möglich. Vor- und nachgelagerte Softwareprodukte wie die 3D-CAD-Software SpaceClaim und die Datenübertragungs- und Datenmana-gementlösungen von CIMCO ermöglichen es der WDS, den Fertigungsprozess zu op-timieren. Eine an das Unternehmen ange-schlossene Fertigungsstätte der TECH-KO Zerspanungstechnologie GmbH dient als Vorführzentrum sowie als Forschungs- & Entwicklungszentrum.

Das Unternehmen Rosskopf + Partner fertigt Inneneinrichtung aus Mineralstoffen, Quarz- und Naturstein oder Porzellankeramik. Bilder: Rosskopf + Partner


schätzen, weil wir nicht zu allen Kunden den direkten Zugang haben. Aber wir den-ken, dass unsere PolyJet-Geräte zu etwa 80 bis 90 Prozent Prototypen fertigen. Die anderen 10 bis 20 Prozent gehen weitge-hend auf das Konto von Spritzgussformen aus Digital ABS, in denen dann Bauteile aus herkömmlichem Kunststoffgranulat in klei-nen bis mittleren Stückzahlen entstehen. Bei FDM ist der Fertigungsanteil höher. Wir gehen hier von 30 bis 40 Prozent aus. In die-sem Anteil sind Serien- und Kleinserientei-le enthalten – aber auch Teile, die als Hilfs-mittel in der Produktion eingesetzt werden. Etwa in einer Produktionsstraße, in der Ro-boter Teile greifen und für die Montage po-sitionieren. Die Greifer der Roboter entste-hen heute häufig auf 3D-Druckern und sind auf diese Weise sehr wandelbar.

DEM: Wie treiben Sie das Thema Rapid Ma-nufacturing strategisch voran?Andy Middleton: Zunächst muss ich die Euphorie etwas dämpfen, was das aktuel-le Potenzial des Rapid Manufacturing an-geht: Alle Technologien, die der 3D-Druck aktuell zu bieten hat, unsere eigenen ein-geschlossen, können heute nur einen sehr kleinen Teil der kompletten Fertigung über-nehmen. In Zukunft kann sich das wandeln. Wir können zwar schon Endkomponenten bauen, die in vielen Fällen die Anforderun-

Digital Engineering Magazin (DEM): Was zeigt Stratasys neues auf der Euromold?Andy Middleton: Wir zeigen auf der Euro-mold elf neue und weiterentwickelte Pro-dukte. Davon acht neue 3D-Drucker, die mit dem PolyJet-Verfahren arbeiten und über eine große Materialvielfalt verfügen. Die Unterschiede liegen insbesondere in den verschiedenen Baugrößen – eine Desk-top-Variante ist auch darunter. Ein weiteres PolyJet-Modell unterstützt ein neues Stütz-material, das sich schonend in einem Flüs-sigkeitsbad entfernen lässt. Das ist wichtig bei sehr feinen Strukturen, die durch das bisherige Herauswaschen des Stützma-terials mit Hochdruck beschädigt werden konnten – oder bei Teilen, deren Geometrie so komplex ist, dass sich das Stützmaterial an manchen Stellen mit dem herkömmli-chen Verfahren nur schwer entfernen lässt. Beim Fused Deposition Modeling (FDM) – bei den Fortus-Systemen – haben wir zwei neue Modelle. Und ein neues Material für FDM – Ultem 1010 ist ein sehr festes Mate-rial für den Fortus 900mc. Das Material hat Zertifizierungen für die Medizintechnik und

für den Flugzeugbau. Das ist ein Material, für das wir bei den Fertig- beziehungswei-se Serienteilen sehr hohes Potenzial sehen.

DEM: Sie haben in diesem Jahr drei Mes-sestände?Middleton: Ja, wir werden neben unserem traditionellen Hauptstand in Halle 11 zwei weitere Stände haben. In Halle 8 zeigen wir die Welt des „Digital Manufacturings“ und an einem Stand im Eingangsbereich vor der Halle 11 Kunstgegenstände und Mo-deartikel, die im 3D-Farbdruck erzeugt wur-den. Das wird ein Highlight.

DEM: Arbeiten Sie bei Entwicklung und Her-stellung von Materialien mit Zulieferern?Middleton: Nein, wir entwickeln und ferti-gen alle unsere Materialien selbst. Dabei ist die Forschung für die PolyJet-Materialien in Israel und die FDM-Materialien kommen aus Minneapolis. In den USA haben wir zur Un-terstützung der Materialentwicklung und -forschung vor kurzem zwei Firmen zuge-kauft. Zwar gibt es noch keine konkreten Er-gebnisse, aber diese Firmen sollen uns hel-fen, künftig Materialien für den FDM-Bereich schneller entwickeln zu können.

DEM: Fertigen Ihre Kunden mehr Prototypen oder mehr Serienteile auf den 3D-Druckern?Andy Middleton: Da kann ich leider nur

A N D Y M I D D L E T O N V O N S T R A T A S Y S I M G E S P R Ä C H

„Wir begrüßen den neuen Wettbewerb“Der 3D-Druck entwickelt sich mehr und mehr zu einem tragenden Standbein der Euromold. Wir haben Andy Middleton,

Geschäftsführer EMEA bei Stratasys, nach den aktuellen Entwicklungen im Markt befragt.

030 | SPECIAL EUROMOLD | 3D-Druck

Wir rechnen bei der additiven

Fertigung mit Wachstumsraten um die 30 Prozent pro Jahr“, ANDY MIDDLETON.

Additive Fertigung ermöglicht komplexe Geometrien.Bilder: Stratasys


3D-Druck | SPECIAL EUROMOLD | 031

gen erfüllen. Aber eine ganz große Rolle spielen die Geschwindigkeit und die Kos-ten für das Material. Für die Kleinserie bis mehrere Hundert Stück könnte 3D-Druck durchaus jetzt schon interessant sein. Wenn es in die Tausende oder Zehntausende geht, bedarf es jedoch höherer Geschwin-digkeiten, günstigerer Materialen und die Materialeigenschaften müssen auch den Endprodukten noch mehr gerecht werden. Hier sind wir überall dran, das sehen wir als unseren strategischen Part. Aktuell ist das Thema aus den genannten Gründen noch sehr beratungsintensiv. Deshalb stellen wir 2015 ein spezialisiertes Beratungsteam zur Verfügung, das Kunden berät, die in die Fertigung mit 3D-Druck einsteigen wollen.

DEM: Bei Ihrer Preispolitik ist ja jetzt ein we-nig Bewegung drin – was tut sich da?Andy Middleton: Indirekt ja, wir haben den 3D-Drucker Objet30 Prime als Nachfolger des Objet30 Pro vorgestellt und bieten ihn zum gleichen Preis an, wobei die Pro-Ver-sion weiterhin zu einem günstigeren Preis verfügbar ist. Der Kern ist aber eher eine Preisleistungsoffensive im Preissegment zwischen 35.000 und 50.000 Euro. Dieses Segment ist besonders hart umkämpft. Und mit dem neuen Drucker liegen wir da genau drin, bieten aber mehr Funktionen und Per-formance als Vorgänger und Wettbewerb zu bieten haben – insbesondere eine große Materialauswahl und verschiedene Bau-Mo-di: High Speed, High Quality und Draft.

DEM: Die Zahl der 3D-Druck-Anbieter wächst und wächst. Spüren Sie zunehmen-de Konkurrenz?Andy Middleton: Zwar gibt es immer mehr Anbieter, aber vor allem im unteren Einstiegsbereich. Hier haben wir ja vor etwa einem Jahr mit Makerbot eines der führen-den Unternehmen übernommen. Maker-bot hat sehr viel Konkurrenz, aber bisher hat es keine dieser Firmen geschafft, eine ähnlich große Community um das Pro-dukt zu schaffen. Für Stratasys selbst ist die Konkurrenz überschaubar. Da ist sicherlich

3DSystems und möglicherweise auch EOS, aber wenn man die Marktanteile anschaut und auch die Bewertungen der Firmen durch Analysten, sind wir hier vorne – bei Umsatz, Wachstum, Marktanteil.

DEM: Kennen Sie auch die Verfahren von Arburg und HP?Andy Middleton: Natürlich, Arburg nimmt das Original-Granulat und schmilzt es auf, das ist ein sehr interessantes Verfahren. Das bringt eine deutliche Einsparung bei den Materialkosten. Einen großen Nachteil sehe ich noch in der Geschwindigkeit: Das schränkt die Rentabilität aktuell noch stark ein. Bei HP ist es ähnlich: Das Verfahren, dass da kommuniziert wird, ist sehr interessant – aber erste Geräte soll es erst 2016 geben. Wir begrüßen diesen Wettbewerb, denn er bringt den additiven Fertigungsverfahren insgesamt mehr Aufmerksamkeit. Zudem muss man eines realistisch klarstellen: Es gibt noch keine Technologie, die den gesamten Markt des Rapid Prototyping und der addi-tiven Fertigung komplett abdecken könn-te, weder bei uns noch beim Wettbewerb. Der eine Anwender brauchen Plastikteile, der nächste Metall, ein weiterer glatte Ober-flächen, dem nächsten ist die Farbe wichtig und dem anderen die Stabilität.

DEM: Wie teilen sich das PolyJet-Verfahren und FDM den Markt auf?Andy Middleton: Wir verkaufen stückzahl-mäßig 70 Prozent FDM- und 30 Prozent Po-lyJet-Geräte. Da die Polyjet-Drucker in der Regel höherpreisig sind, ist das Verhältnis beim Umsatz ausgeglichen. Wobei wir Ma-kerbot hier noch nicht mit reingerechnet haben, sonst wären wir bei FDM stückzahl-mäßig deutlich höher. Makerbot allein ver-kauft bis zu 15.000 Stück pro Quartal.

DEM: Wie wird sich der 3D-Markt weiter-entwickeln?Andy Middleton: Grob kann man den Markt in drei Bereiche teilen: die Prototypenerstel-lung, die additive Fertigung und den Privat-kundenmarkt. Wir rechnen bei der additiven Fertigung mit Wachstumsraten um die 30 Prozent pro Jahr. Im Prototypenbau schät-

zen wir die Wachstumsrate auf etwa 15 Pro-zent. Am schwierigsten ist der Endverbrau-chermarkt einzuschätzen. Das können auch 30 oder aber 150 Prozent pro Jahr sein. Kern-frage ist hier der „Ease of Use“. Es geht hier nicht nur um die Software, die es einfacher machen soll, 3D-Modelle selbst zu erstel-len, auch Online-Portale und die Commu-nity um die Drucker sind sehr wichtig. Dann ist auch die Frage nach der Umgebung, wir sprechen hier nicht von einem Büro oder ei-ner Produktionsumgebung, sondern vom Arbeits- oder Wohnzimmer, vom Hobby-raum oder gar dem Kinderzimmer als Stand-ort für die Geräte. Das stellt komplett andere Anforderungen: Lautstärke, Prozessschutz, Geruchsentwicklung, Gefahrenpotentiale durch Materialien und den Druckprozess, verschluckbare Kleinteile und so weiter. Da sind viele Eigenschaften, die die Kollegen von Makerbot gerade zu Ende denken.

DEM: Vielen Dank, Herr Middleton, für die-ses Gespräch!

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Teile aus den PolyJet-Dru-ckern sind meist komplexe Pro-totypen – durch umfassende Mehrfarbfähig-keit imitieren sie das Endprodukt immer besser.


Dafür sorgen sowohl virtuelle Echtzeitsimu-lationen als auch Testaufbauten in den Werk-stätten. Die Mitarbeiter optimieren auch den Aufbau und die Bewegungsprogramme des Roboters und konfigurieren die Steuer- und Regelsysteme.

Für die maximale Bewegungsfreiheit der Industrieroboter sorgen Robotrax-Ener-gieführungen von Tsubaki Kabelschlepp. „Wir verwenden ausschließlich die spezi-

Die KUK-automation GmbH unter-stützt Anwender branchenüber-greifend bei der Inbetriebnahme und Einrichtung von Robotersys-

temen. Das Unternehmen wurde 1990 am Standort Beckum in Nordrhein-Westfalen als Elektrobetrieb gegründet und hat sich seitdem kontinuierlich weiterentwickelt. „Heute sind wir auf komplexe Aufgaben der Automatisierungstechnik spezialisiert, die Robotik ist ein Teilbereich davon“, er-läutert Dipl.-Ing. André Röttger, Geschäfts-führer von KUK-automation. Für eine opti-mal angepasste Automatisierungstechnik bietet das Unternehmen das gesamte Leistungsspektrum aus einer Hand – von der Planung und Umsetzung bis hin zum Service. Mit umfassendem Know-how im Maschinenbau und in der Verfahrenstech-nik realisiert das Unternehmen weltweit Projekte jeglicher Größenordnung.

Im Bereich der Robotik übernehmen die Beckumer die Planung, Konstruktion und Fertigung von Roboterzellen für Handling,

Vereinzelung und Montage. Dabei werden Roboter der Hersteller ABB, KUKA, Mitsubishi und FANUC eingesetzt. Zu den Leistungen zählen Projektengineering, Schaltanlagen-bau, Anlageninstallation und Softwareer-stellung. „Wir erarbeiten zum Beispiel Hand-arbeitsplätze oder Robotergreifsysteme“, erklärt Röttger. „Egal ob Klein- oder Großro-boter, sie werden jeweils perfekt in die be-stehenden Produktionsanlagen integriert.“

E N E R G I E F Ü H R U N G S K E T T E F Ü R I N D U S T R I E R O B O T E R

Für Roboter gemachtIndustrieroboter sind auf dem Vormarsch, und zwar aus gutem Grund: Sie sind vielfältig einsetzbar und ermöglichen

kurze Taktzeiten in der Produktion. Voraussetzung dafür ist eine nahtlose Integration in bestehende Fertigungsanlagen.

Eine Aufgabe, die KUK-automation seit vielen Jahren erfolgreich für seine Kunden übernimmt. Um Ausfallzeiten zu

minimieren, setzen die Automatisierungsexperten Energieführungssysteme von Tsubaki Kabelschlepp ein.

VON FRANK SPRINGER

042 | AUTOMATISIERUNG | Energieführungssysteme

Der aktive Rückholmechanismus Pull-Back-Unit hält die Energieführung auf Spannung, verhindert ein unerwünschtes Anschlagen der Kette an den Roboter und schützt so die darin verlegten Leitungen.

Die Robotrax-Energieführungskette von Tsubaki Kabelschlepp bildet zusam-men mit den Schnellspannhaltern, der Führungshalterung, dem Anschlagschutz Protector sowie der Pull-Back-Unit ein ro-bustes und langlebiges System.


Energieführungssysteme | AUTOMATISIERUNG | 043

ellen Ketten von Tsubaki Kabelschlepp“, sagt Röttger. „Schließlich sind intakte Lei-tungen die Voraussetzung für den unter-brechungsfreien Betrieb von Robotern. Zudem ergeben sich in diesem Anwen-dungsbereich besondere Anforderungen, die diese Energieführungen auf ganzer Linie erfüllen können.“ Dass dies nicht bei allen vergleichbaren Produkten auf dem Markt der Fall ist, hatte KUK vorab feststel-len müssen: Produktionsunterbrechungen und erhöhte Betriebskosten waren die Fol-ge. Die Zusammenarbeit mit Tsubaki Kabel-schlepp kam schließlich über eine persön-liche Empfehlung zustande. Seitdem setzt man das System ein.

Energieführung mit hoher Lebensdauer „Das Robotrax-System besteht aus der Ener-gieführungskette und speziellem Zubehör“, schildert Werner Eul, Product Manager Cable Carrier Systems bei Tsubaki Kabel-schlepp. „Damit können wir alle Heraus-forderungen meistern, die sich in diesem speziellen Einsatzbereich mit 3D-Bewegun-gen ergeben.“ Die Energieführungskette selbst ist speziell für den Einsatz in Indust-rierobotern konzipiert. Sie besteht aus ein-zelnen Kunststoffgliedern mit an beiden Seiten angebrachten kugelförmigen Ge-lenkverbindungen, die die dreidimensiona-len Schwenk- und Drehbewegungen der Maschinen unterstützen. Die Kraftübertra-gung erfolgt nicht nur über die Kugelge-lenke, sondern auch über ein Stahlseil in der Mitte der Kette und ist daher für sehr hohe Zugkräfte und Beschleunigungen ge-eignet. „Die Stahlseil-Konstruktion bewirkt eine sehr hohe Festigkeit der Kette, zudem lässt sich die Beweglichkeit der Energiefüh-rungskette individuell einstellen“, erläutert Röttger die Vorteile. „Die robuste Energie-führung unterstützt die Roboterbewegun-gen optimal und überzeugt im Dauerbe-trieb mit einer hohen Lebensdauer.“

Die Befestigung der Kette am Roboter er-folgt einfach mit Schnellspannhaltern. Sie passen an jedes Kettenglied und lassen sich an den Bewegungsablauf der Maschi-ne individuell anpassen. KUK nutzt zudem die Pull-Back-Unit. Dabei handelt es sich um einen aktiven Rückholmechanismus, der zusätzlich für eine Verlängerung der Lebensdauer sowie eine Verringerung von Ausfallzeiten sorgt. Die Vorrichtung hält die Energieführung auf Spannung, verhindert ein unerwünschtes Anschlagen der Kette an den Roboter und schützt so die darin verlegten Leitungen. „Gerade in der Mess-robotik ist es sehr wichtig, dass die Kette nicht im Weg ist, sondern immer straff ge-halten wird“, so Röttger. „Zudem wird so der sehr teure 3D-Sensor nachhaltig geschützt.“

Eine weitere Komponente des Systems ist der Anschlagschutz Protector, der für alle Baugrößen erhältlich ist. Dieser schützt bei schnellen Bewegungsabläufen und gro-ßen Arbeitsräumen vor harten Schlägen, übermäßigem Abrieb und vorzeitigem Ver-schleiß. Er dient gleichzeitig als Begrenzung des kleinsten Krümmungsradius. Ausfallzei-ten werden minimiert, denn im Falle einer Beschädigung muss man nur den Protector und nicht die gesamte Energieführungs-kette austauschen.

Zusammenarbeit bei EntwicklungsprojektenAuf Basis der guten Erfahrungen hat sich die Zusammenarbeit zwischen dem Anbie-ter und dem Anwender mittlerweile wei-terentwickelt – die beiden Unternehmen sind eine Entwicklungs-Kooperation einge-gangen. „Wir testen neue Ketten, die noch nicht auf dem Markt erhältlich sind“, erläu-tert Röttger. Anhand der gesammelten Er-fahrungen gibt der Automationsexperte detaillierte Rückmeldungen und macht Verbesserungsvorschläge, die dann in die Weiterentwicklung der Energieführungen einfließen. Ein Kooperationsmodell, von

dem beide Seiten profitieren: „Wir schätzen die lange Erfahrung von KUK-automation bei der Umsetzung von Roboteranlagen“, bestätigt Jochen Bensberg, Mitarbeiter und Produktentwickler des Robotrax-Sys-tems bei Tsubaki Kabelschlepp. „Durch die gemeinschaftlichen Forschungs- und Ent-wicklungsprojekte entstehen für beide Sei-ten neue Ideen und Impulse.“ Insgesamt also eine Win-Win-Situation, von der nicht zuletzt der Anwender profitiert. R T |

Zeichnen die Energieführungsketten aus: Eine hohe Festigkeit der Stahlseil-Konstruktion sowie die indi-viduelle Einstellbarkeit.

Die Energieführung gleitet durch die Führungshalterung, so lassen sich Defekte durch das Anschlagen der Energieführung am Roboterarm vermeiden.

Für den Schutz der Energieführung und Leitungen ist der Anschlagschutz Protector zuständig. Er schützt bei schnellen Bewegungsabläufen und großen Arbeitsräumen vor harten Schlägen, übermäßigem Abrieb und vorzeitigem Verschleiß.

Die Robotrax-Energieführungen sorgen bei den KUK-Industrierobotern für maximale Bewegungs-freiheit. Bilder: Tsubaki Kabelschlepp/KUK-automation


Peter Scheller: Wir haben rund 95 Prozent aller Befehle so gestaltet, dass man sie über Touch bedienen kann. Man könnte also tat-sächlich mit dem Stift und mit den Fingern anfangen zu konstruieren. Wir finden aber, dass hier nun eine Rückmeldung aus der Praxis nötig ist. Also die konkreten Nutzfäl-le, in denen das auch Sinn macht. Wir selbst sehen die Touch-Bedienung schon beim Digital Review vorne, also bei Konzeptfrei-gaben beim Kunden oder internen Freiga-ben im Entwicklungsteam, für die man viel-leicht nicht an Rechner und Space-Mouse sitzen möchte. Weiter geht es damit, dass man NX jetzt quasi überall hin mitnehmen sowie jegliche Produkt- und PLM-Infor-mationen in einem spontanen Gespräch oder einem Meeting abfragen kann. Aber beim waschechten Konstruieren sehen wir die Space-Mouse immer noch vorne. Statt Touch favorisieren die CAD-Konstrukteure aktuell eher Mehrfachbildschirmlösungen, bei denen das Modell etwa auf einem der Bildschirme dargestellt ist und die Menü- und Befehlsstrukturen auf einem anderen. Es ist also keine Ablösung oder ein Gegen-einander, sondern mehr das Miteinander der Technologien, wobei wir immer schau-en, wie die Anwender auf die Neuerungen reagieren.

DEM: Und wie sieht es da mit Bedienkon-zepten aus, die über die Touch-Bedienung hinausgehen?Peter Scheller: Auf der Prototypenebene und bei Testanwendern gehen wir auch schon weiter, beispielsweise mit Infrarot-Controllern, mit denen der Anwender die Applikation vollständig über Gesten steu-ert. Für diese Technologien fehlen uns je-doch noch die konkreten Anwendungsfäl-le, die dem Anwender weiterhelfen. Aber die Forschungsaktivitäten sind bei der Be-dienung aktuell sehr hoch.

Digital Engineering Magazin (DEM): Was ist neu und besser an NX 10?Peter Scheller: Nun, ein wichtiger Punkt für den Anwender ist immer sein Produkti-vitätsgewinn. Wir setzen hier in drei grund-legenden Schlagrichtungen an. Einmal ist da die Bedienbarkeit. Zudem haben wir entlang der kompletten Kette von der Pro-duktentwicklung und Absicherung über die Konstruktion bis zur Fertigung eine noch engere Verzahnung der NX-Applikati-onen geschaffen. Drittens schauen wir auf den Bereich CAM und die Anbindung von Messmaschinen. Wir haben die Fertigungs-simulation optimiert und neue Strategien für die 5-Achs-Bearbeitung entwickelt, um bessere Oberflächen zu ermöglichen.

DEM: Was tut sich bei der Bedienung?Peter Scheller: Wir haben uns insbesonde-re darauf konzentriert, den Anwender bei

seiner Tätigkeit in seiner spezifischen Rolle zu unterstützen und ihm die richtigen In-formationen zum richtigen Zeitpunkt zu geben und so darzustellen, dass er sie ein-facher verarbeiten kann. Dabei versuchen wir auch, wahrscheinliche Befehle leicht erreichbar zu machen, etwa eine Verrun-dung oder Verrippung – oder eben typi-sche Befehle für verschiedene Branchen, wie die Luft- und Raumfahrt. Das erreichen wir über Benutzerrollen und ein neues Be-dienkonzept in NX 10, das beispielsweise ein an den neueren Windows-Versionen orientiertes Menüband-Interface integriert. In diesem Zusammenhang haben wir auch eine weitgehende Touch-Bedienung um-gesetzt.

DEM: In welchen Bereichen sehen Sie die Touch-Bedienung bereits als effizient um-setzbar an? Ersetzt Touch die Space Mouse?

050 | CAD & DESIGN | Integrierte Entwicklungssoftware

W I R S P R E C H E N M I T P E T E R S C H E L L E R V O N S I E M E N S P L M Ü B E R D I E N E U E V E R S I O N 1 0 V O N N X

Enger verzahntSiemens bringt eine neue Version von NX und man fragt sich: Was kann bei einem ausgereiften System noch verbessert

werden? Diese und andere Fragen beantwortet Peter Scheller, Marketing Director, NX bei Siemens PLM Software, dem

Digital Engineering Magazin.

Konzepte lassen sich in 2D oft einfacher und schneller erfassen. Die neuen 2D-Funktionen ermöglichen durch die Integra-tion in NX zudem eine einfache Übertragung der Konzepte in die 3D-Welt.


Integrierte Entwicklungssoftware | CAD & DESIGN | 051

DEM: Welchen Stellenwert nehmen mobi-le Geräte und Cloud in der Produktentwick-lung ein?Peter Scheller: Wir haben NX jetzt für die Private Cloud zertifiziert. Das heißt, mit Systemlieferanten wie Dell können unse-re Kunden eine Private Cloud hosten und über Virtualisierungstools wie Citrix auf eine komplette NX-Umgebung zugreifen und damit die Grafikleistung des Servers auf das Endgerät durchschleusen – also beispiels-weise auch auf ein Tablet. Eine echte Cloud bieten wir hingegen über einen Partner für NX Nastran an. Der Anwender sendet seine Daten an einen externen Server, auf dem die Berechnungen durchgeführt wer-den. Wenn es darum geht, NX komplett in der Cloud laufen zu lassen, äußern unsere Kunden nach wie vor Bedenken bezüglich der Datensicherheit. Sobald es um sensib-le Konstruktions- und Produktdaten geht, sind viele noch zögerlich. Bei den Berech-nungstools ist das anders, weil die Daten so versendet werden, dass nur Spezialisten sie auswerten können. Ein Beispiel ist die Zu-sammensetzung der Geometrie eines Pro-duktes.

DEM: Sie erwähnten das Schließen von Lü-cken in der Prozesskette – was meinen Sie damit?Peter Scheller: Wir haben uns die gesam-te Kette der Produktentwicklung bis in die Fertigung genauer angeschaut, also die Schnitte und weißen Flecken zwischen CAE, CAD und CAM. Wir arbeiten hier schon lange an einer engeren Verzahnung. Dabei dringen wir immer wieder in Bereiche vor, die bis dato noch nicht von NX bedient worden sind, wie zum Beispiel frühe Desi-gnphasen im Maschinenbau. Dort haben wir jetzt die Funktion 2D-Layout integriert oder für andere Branchen die Freiformflä-chenfunktion.

DEM: Ist das nicht ein Rückschritt, bislang galt ja immer 3D als Maß der Dinge?

Peter Scheller: Natürlich ist 3D immer noch der Trend, jedoch gibt es viele Aufga-ben von Konstrukteuren und Entwicklern, bei denen wir über die Jahre festgestellt ha-ben, dass 3D zu aufwendig ist. Denken Sie an Hallen- oder bestimmte Maschinenlay-outs. Auch die Ideenfindung findet allge-mein meist noch in 2D statt. Hier bieten wir eine integrierte Lösung in NX mit den Funk-tionen 2D-Layout und 2D-Konzeptentwick-lung. Wir wollen, dass Konstrukteure und Planer diese integrierten Tools nutzen, mit dem Vorteil, dass sich die geschaffenen 2D-Strukturen später in 3D übertragen lassen.

DEM: Geht auch die Funktion NX Realize Shape in diese Richtung?Peter Scheller: Ja, NX Realize Shape ver-folgt als Konzeptions-Tool einen ähnlichen Ansatz – jedoch für Freiformflächen. Wir adressieren damit eher die Automobil-entwickler und die Konsumgüterindustrie oder eben alle, die mit sehr aufwendigen Flächen arbeiten. In NX 9 haben wir diese Funktion und damit die sogenannte Facet-tenmodellierung eingeführt, die man aus der Spieleindustrie kennt. Damit integriert NX eine Befehlspalette, wie sie aus Produk-ten dieser Branche bekannt sind. Designer der Konsumgüterindustrie arbeiten heute häufig mit diesen Tools. Anschließend er-folgt die Konstruktion in CAD und dabei wird dann beispielsweise entdeckt, dass beim geplanten Design der Motor nicht in das Gehäuse passt. Solche Schleifen und Ineffizienzen wollen wir mit Realize Shape

minimieren, indem es in NX integriert ist und auf die Daten des verbauten Motors zurückgreifen kann. So etwas geht effizient nur mit in einem durchgängigen System.

DEM: Wo sehen Sie die Hauptentwick-lungsrichtungen von NX für die Zukunft?Peter Scheller: Die große Herausforde-rung für NX ist in Zukunft, die Informatio-nen noch besser an den Anwender heran-zubringen. Das ist bei einer stets komplexer werdenden Umgebung wichtig. Sie ken-nen das sicherlich von der Internetsuche: Wenn Sie heute etwas suchen, ist es nicht mehr die Kunst, etwas zu finden – vielmehr geht es darum, das Richtige zu finden. Vor zehn Jahren hatten sie vielleicht ein paar hundert Suchergebnisse – heute sind es Millionen. Die Kunst besteht darin, das auf die Entwicklungsumgebung zu übertragen und im Kontext des Benutzers die richti-gen Infos zu bieten. Das gilt für die Bereiche Konstruktion, Absicherung oder Fertigung. Damit machen wir die Komplexität für den Anwender beherrschbar.

Wie das geht, zeigen auch Beispiele wie Apple oder Google – wenn das nicht ge-lingt, nutzen auch die besten und größten Systeme nichts.

DEM: Vielen Dank für dieses Gespräch, Herr Scheller!

Die Fragen stellte Jan Bihn, Redakteur.

Trotz der ganzen Konzentrati-

on und Integration muss die Ober-

fläche einfacher werden.“ PETER SCHELLER IST ALS MARKETING DIRECTOR BEI SIE-MENS PLM SOFTWARE FÜR DEN BEREICH DIGITALE PRO-DUKTENTWICKLUNG IN DEUTSCHLAND VERANTWORTLICH.

Neue Bearbeitungsstrategien in NX CAM verbessern die Oberflä-chengüte der Bearbeitungen. Bilder: Siemens PLM Software

Weiterentwickelt: Realize Shape gibt es erst seit Version 9. Entliehen aus der Videospieleindust-rie, vereinfacht die dahintersteckende Facettenmodellierung die Erstellung von Frei-formflächen.


Der erste Open Call wurde Ende September 2014 geschlossen; es wurden 36 Vorschlä-ge eingereicht. Ein weiterer Open Call öff-net Ende Juni 2015 und schließt Ende Sep-tember 2015; der aktuelle Stand findet sich unter www.eu-cloudflow.eu/open-calls.

Beispiel WasserkraftwerkSechs solcher Experimente laufen bei-spielsweise beim Anwender Stellba Hydro, der Turbinen für Wasserkraftwerke wartet und überarbeitet. Sie betreffen die Phasen Konstruktion (CAD), Strömungssimulation (CFD), Systemsimulation, Herstellungspla-nung (CAM), Datenverwaltung (PLM) und Qualitätssicherung im Engineering- und

Konstruktion, Strömungsberechnung (CFD), Strukturmechanik (CSM), Sys-temsimulation und Datenverwal-tung (PLM) aus der Cloud: Das ist

die Idee und Motivation hinter dem Pro-jekt CloudFlow. Die Teilnehmer wollen eine Cloud-Infrastruktur schaffen, die typische Arbeitsprozesse in der Produktentwicklung und Arbeitsvorbereitung unterstützt.

Das Projekt setzt auf Software-Lösun-gen verschiedener europäischer Anbieter auf, die meist selbst zu den vornehmlich als Anwender adressierten KMU zählen. Es widmet sich unter anderem Fragestellun-gen und Herausforderungen zur Integrati-on heterogener Dienste und Daten, wobei die Simulationsdienste überwiegend Res-sourcen des High Performance Computing (HPC) nutzen, um den Anwendern neue Möglichkeiten bei zu simulierender Physik und der Produktoptimierung zu bieten.

Mittels Cloud-Technologie können KMU gemeinhin teure „Spezial-Software“ über das Internet mittels der CloudFlow-Platt-form nutzen, statt die Software lokal instal-lieren und lizenzieren zu müssen. In Kom-bination mit neuen Abrechnungsmodellen soll die Nutzung für die Unternehmen er-schwinglich werden – etwa Pay-per-Use.

Im Konsortium sind bisher die Software-Anbieter Missler (CAD/CAM), Numeca (Strömungssimulation), Jotne (PLM) und ITI (Systemsimulation) vertreten. Zudem sind die Forschungseinrichtungen Fraunhofer, die norwegische Sintef, das Deutsche For-schungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) sowie die University of Nottingham im Boot. Um Geschäftsmodelle bemüht

sich das Unternehmen Carsa aus Spanien; während Arctur aus Slowenien die benötig-te HPC-Infrastruktur bereitstellt.

Das besondere an I4MS-Projekten – wie auch CloudFlow eines ist – ist, dass sie „offen“ sind, das bedeutet: Auch im Verlauf kann es zusätzliche Partner aufnehmen, die sich mit Ideen für Anwendungsexperimente (appli-cation experiments) bewerben können. In zwei Open Calls werden jeweils sieben neue Anwendungsexperimente gesucht, um so-wohl weitere Anbieter anzuziehen als auch, um Anwender zu finden, die mit Hilfe von erfolgreichen Experimenten die Akzeptanz von HPC-Cloud-Engineering-Diensten stei-gern und damit den Markt öffnen.

054 | MANAGEMENT | Produktentwicklung in der Cloud

H P C - C L O U D - S E R V I C E S F Ü R S E N G I N E E R I N G

Erschwinglich auch für KMUEin an der Praxis von klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU) orientiertes EU-Projekt untersucht den Einsatz

von Cloud-Diensten im Engineering – mit ersten Ergebnissen. Das Beste: Ob Anwender oder Anbieter – jeder kann noch

einsteigen in das offene Projekt. VON DR. ANDRÉ STORK, DANIEL WEBER UND CHRISTIAN ALTENHOFEN

Bild 1: Über CloudFlow lassen sich beispielsweise Simulationen in die Cloud verlagern. Hier die Falschfarben-darstellung einer Wasserkraftwerkssimulation (Geschwindigkeitsbetrag).


Produktentwicklung in der Cloud | MANAGEMENT | 055

Herstellungsprozess. Das Unternehmen möchte künftig HPC-Cloud-Technologi-en im Entwicklungsprozess einsetzen und erhält durch CloudFlow die Gelegenheit, diese mitzugestalten und Erfahrungen zu sammeln. Die erwarteten Vorteile durch die Nutzung von Cloud-basierten HPC-Diens-ten umfassen die Möglichkeit zur Entwick-lung optimierter Produkte, die Abbildung komplexerer Physik in den Simulationen, die Schaffung kreativer Freiräume für neue innovative Lösungen und Produktideen durch mehr Simulationen in kürzerer Zeit auf der HPC-Infrastruktur, die bis zum Fak-tor 30 leistungsstärker ist als die mögliche firmeninterne Hardware.

HPC-Cloud im Engineering-ProzessDie Experimente sollen sicherstellen, dass die Plattform größtmöglichen Nutzen auf Anbieter- und Kundenseite entwickeln und die Praxistauglichkeit untersuchen. Die Inf-rastruktur zielt auf größtmögliche Offenheit bei der Integration neuer Engineering-Werk-zeuge. (Zudem soll das System unabhängig bleiben von bestimmten Cloud-Anbietern wie beispielsweise Amazon.) Sie besteht aus mehreren hierarchischen Abstrakti-onsschichten, die ihre jeweilige Komple-xität und Technologie zur nächsthöheren Schicht hin verbergen (Bild 2).

So spielt es für die Entwickler und An-bieter neuer Cloud-Services im Service- und Application-Layer keine Rolle, welche Cloud-Middleware, Speicherlösungen und Hardware im Cloud- und Hardware-Layer zum Einsatz kommen. Bei Änderungen in-nerhalb einer Schicht müssen daher maxi-mal die Schnittstellen zur darüber- und da-runterliegenden Ebene angepasst werden.

Einstiegspunkt für alle Benutzer ist das CloudFlow-Portal, eine Webseite, die Zu-griff auf die Dienste gewährt. Diese lassen sich durch „Aneinanderreihung“ zu kom-plexen Workflows kombinieren und sind als SOAP-basierte Webservices realisiert, die sich auf XML stützen.

In der Infrastruktur wird zwischen Services und Applications unterschieden. Services laufen auf entfernten Rechnern oder Clus-tern, nachdem sie mit entsprechenden Ein-gabedaten gefüttert wurden. Die Eingabe-daten erzeugt der Benutzer mithilfe von den Applications. Diese bieten in der Regel HT-ML-basierte Benutzungsschnittstellen, etwa um Parameter einzugeben oder die Ergeb-nisse darzustellen – hier kommen Techniken wie HTML5 oder WebGL zum Einsatz.Services können beispielsweise komplexe

Berechnungen durchführen oder Daten konvertieren, um eine Interoperabilität der Dienste zu gewährleisten. Die Verkettung mehrerer Services und Applications zu ei-nem Workflow übernimmt der sogenannte WorkflowManager (Bild 3).

Mittels semantischer Beschreibungen der einzelnen Schritte und ihrer Ein- und Ausgabedaten bestimmt der WorkflowMa-nager, welche Kombinationen gültig sind.

Cloud-GrafikEin essentieller Bestandteil jeder Simulati-on ist die folgende Begutachtung der be-rechneten Ergebnisse, um physikalische Effekte verstehen zu können und um si-cherzustellen, dass die Simulation richtig aufgesetzt und durchgeführt wurde. Eine Visualisierung von Simulationsergebnissen wie die Falschfarbendarstellung physika-lischer Größen (Bild 1), kann den nötigen Aufschluss geben.

Ein grundlegender Unterschied von Cloud Computing zu Applikationen, die lo-kal auf dem Endgerät laufen, ist der Spei-cherort der Daten, die typischerweise auf den Servern vorgehalten und nicht auf die Endgeräte übertragen werden. In einem solchen Set-Up ist die effiziente Visualisie-rung von Simulationsdatensätzen wegen der beschränkten Netzwerkbandbreite und -latenz eine Herausforderung.

Für die Visualisierung eines auf einem entfernten Server erzeugten und gespei-cherten Datensatzes gibt es verschiedene Optionen. Eine Möglichkeit ist, die Daten

für die Visualisierung in ihrer ursprüngli-chen Form direkt auf das Endgerät zu über-tragen. Im Falle von Simulationsergebnis-sen ist dies aber oft nicht sinnvoll, da die Datenmenge zu groß ist, um sie in akzepta-bler Zeit herunterzuladen. Praktikabler und häufig angewandt ist die Übertragung von Bildern, gegebenenfalls in einem Video-strom komprimiert, wie sie beispielsweise Microsofts Remote Desktop Protocol oder die Software VNC erlauben.

Der Nachteil von Bildübertragungen ist die häufig wiederholte Bildgenerierung, die bei jeder Benutzeraktion (etwa kleins-ten Kamerabewegungen) notwendig wird, und die Latenz, die durch die Bildkompres-

Bild 2: Schichten in der CloudFlow-Infrastruktur.

Bild 3: Die einzelnen Cloud-Applikationen lassen sich mit dem Workflowmanager zu einem Engineering-Prozess verbinden.


proportional zur Anzahl der Zeitschritte. In-teraktive Simulationen sind ein Spezialfall von instationären Simulationen, die sich dadurch auszeichnen, dass die Berechnun-gen nahezu gleichzeitig zur Visualisierung durchgeführt werden können. Solche Si-mulationen ermöglichen beispielsweise zur Laufzeit Änderungen der Randbedin-gungen, Geometrie oder Materialparame-ter und eine direkte Begutachtung der Aus-wirkung dieser Änderungen. In CloudFlow werden interaktive Simulationen mittels GPUs (Graphics Processing Units) realisiert. Nur durch die Verwendung der massiv pa-rallelen Hardware-Architektur, in der bis zu 3.000 Prozessoren auf einer GPU genutzt werden, sind Berechnungszeiten unter 100 Millisekunden möglich.

Bild 4 skizziert ein solches Szenario, in dem die Deformation zu gegebenen Rand-bedingungen und Kräften auf einem Server in der Cloud berechnet wird. An das Endge-rät wird zunächst nur die topologische Infor-mation übertragen, gefolgt von geometri-schen Änderungen pro Zeitschritt und den entsprechenden physikalischen Größen, so-dass der dynamische Verlauf der Simulation, die aktuell und parallel auf dem Server be-rechnet wird, direkt „vom Endgerät aus“ be-obachtet werden kann. Auch hier wird zur Visualisierung nur die notwendige Informa-tion verschickt und somit die Nutzung der Netzwerkbandbreite optimiert. J B I |

Prof. Dr. André Stork leitet die Abteilung Interakti-ve Engineering-Technologien am Fraunhofer IGD in Darmstadt. Dipl.-Inform. Daniel WeberGruppenleiter Interaktive Simulation am IGD. Christian Altenhofen (M. Sc. Inform.) ist wissen-schaftlicher Mitarbeiter am IGD.

sion und -übertragung entstehen. Eine Al-ternative, die das CloudFlow-Projekt unter-sucht, besteht darin, nur die Geometrie zu übertragen, die zur Visualisierung benötigt wird und diese dann auf dem Endgerät auf lokaler Grafikhardware anzuzeigen. Die Strömungssimulation des Wasserkraftwerks vermittelt die Vorteile dieses Ansatzes.

Bis zu Milliarden ElementenDer Datensatz der Simulation besteht aus Millionen bis Milliarden von finiten Elemen-ten (Zellen), die den Raum aufteilen und an denen neben geometrischen Informa-tionen auch physikalische Werte, beispiels-weise Druck und Geschwindigkeit, gespei-chert sind. Typischerweise werden nicht alle Zellen direkt visualisiert, sondern der Benutzer ist an der Visualisierung von Teil-mengen, wie Oberflächen (äußere Hülle der Geometrie, Schnittebenen) oder der Darstellung von Stromlinien, die die Bewe-gung der Strömung durch das Simulations-feld zeigen, interessiert.

Die Methode besteht nun darin, im Web-Browser mittels Extraktion nur die äußere Oberfläche zu visualisieren – also eine aus dem Volumendatensatz abgeleitete Geo-metrie – die zu übertragende Datenmenge ist dadurch signifikant reduziert. Die Dar-stellung basiert auf WebGL, so dass keine Applikation oder Add-On installiert und li-zenziert werden muss, und der Benutzer kann direkt im Web-Browser 3D-Post-Pro-cessing-Funktionen ausführen, etwa die Einfärbung anpassen (Falschfarbendarstel-lung), ohne dass weitere Daten nachgela-den werden müssten.

Komplexere Funktionalitäten für das Post-Processing wie die Berechnung von Schnit-tebenen und Stromlinien sind nicht so ein-

fach im Browser möglich – beziehungsweise nur bei deutlich reduzierter Verarbeitungs-geschwindigkeit. Daher verfolgt CloudFlow einen hybriden Ansatz, der die Idee der Übertragung abgeleiteter Geometrie mit der Übertragung von Bildern verknüpft. Zu-sätzlich zu den Bildpunkten (Pixeln) werden physikalische Größen (Druck, Geschwindig-keit und weitere) sowie Tiefeninformatio-nen mit den Pixeln verknüpft vom Server an den Client übertragen. Der hybride An-satz eröffnet, Daten nur bei Bedarf nachzu-laden, etwa wenn sich durch Benutzerinter-aktion die Kameraposition stark ändert. Das bedeutet auch: Im Unterschied zum rein bildbasierten Ansatz muss nicht mit jedem die Kameraposition ändernden Ereignis ein neues Bild angefragt werden.

Lokales Post-ProcessingAuch ist es möglich, lokale Post-Processing-Funktionalitäten auf den an den Pixeln vor-liegenden physikalischen Werten vorzu-nehmen, beispielsweise eine Änderung der Falschfarbendarstellung, aber auch numeri-sche Auswertungen. Bild 4 zeigt dieses Kon-zept in einem Web-Browser, das ebenfalls mit WebGL arbeitet. Im linken Bild wurde kurz vor der „Aufnahme“ des Bildes die Kame-ra gedreht. Die vorhandenen Deep Pixel – Pi-xel mit Tiefeninformation – werden räumlich transformiert, bis das Nachladen abgeschlos-sen ist (Bild 4 rechts). Weitere komplexere Post-Processing-Funktionalitäten lassen sich server-seitig realisieren und mit den Ergeb-nissen die Szene „hybrid“ anreichern.

Instationäre Simulationen, in denen sich der Datensatz zusätzlich noch in der zeitli-chen Dimension ändert, stellen noch höhe-re Anforderungen. Die Größe der anfallen-den Datenmenge wächst typischerweise

056 | MANAGEMENT | Produktentwicklung in der Cloud

Bild 4: Hybride, „Deep-Pixel“-basierte Datenübertragung von Simulationsergebnissen nach dem Ändern der Kamerapositi-on (links) und fertig nachgeladenem Teildatensatz (rechts). Bilder: Fraunhofer IGD und Stellba Hydro

066 | VORSCHAU | Ausgabe 2/15 – erscheint am 3. Februar 2015


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ISSN 1618-002X, VKZ B 47697Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei ge-bleichtem Papier gedruckt.

Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTU-RING, e-commerce Magazin, digitalbusiness CLOUDPartnerkataloge: AUTOCAD & Inventor Solution Guide, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog

IM NÄCHSTEN HEFT

Branche: Luft- und RaumfahrtOb Bauteile aus neuen Verbundswerkstoffen, Kompo-nenten aus dem 3D-Drucker oder der Griff nach den Sternen: Kaum ein Arbeitsfeld für Ingenieure hat wohl mehr Spirit als die Luft- und Raumfahrt. 105.000 Men-schen allein in Deutschland setzen in dieser Branche über 30 Milliarden Euro pro Jahr um. Wir schauen uns um in der Branche, was sie zu bieten hat in Sachen Engineering, Materialien (Verbundwerkstoffe, Metal-le, Keramik) Produktion, Elektronik, Sensorik, Testing, Komponenten und Systeme sowie dem Life-Cycle-Support.

Systems EngineeringSchaut man sich in den Branchen um, ist Systems Engineering nicht mehr nur ein Thema in Luft- und Raumfahrt oder in der Automobilindustrie. Spätestens mit der Entwicklung der im Rahmen der Industrie 4.0 diskutierten cyberphysikalischen Systeme – oder nen-nen wir sie einfach smarte Komponenten – ist das Thema in nahezu allen Branchen ein Thema. Aber was ist das überhaupt Systems Engineering (SE) – haben wir nicht schon immer Systeme entwickelt, Anforde-rungen formuliert und systematisch das Produkt he-rausgeschnitzt? Wie könnte da SE helfen? Diesen und ähnlichen Fragen spüren wir nach.

KonstruktionsbauteileAls Ingenieur will man sich auf seine Kernkompetenz konzentrieren und nicht jedes Rädchen neu erfinden. An vielen Stellen in den Maschinen und Anlagen ste-cken deshalb die sogenannten Konstruktionsbauteile. Führungen, Sicherungen, Dichtungen und Gewinde-einsätze, Schläuche, Bürsten und Federn. Wir greifen in die Kiste und holen einige davon ans Licht, um die durchdachten Bauteile zu beleuchten, die überall rein-zupassen scheinen.

Weitere Themen: CAD-Lösungen Strömungssimulation Product Lifecycle Management Energieketten Elektrische Antriebstechnik Automatisierung

Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

Je komplexer die Produkte werden, umso eher lohnt der Einsatz von Systems Engi-neering. Bild: fotolia.com

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1/15 Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. …...1/15 Dezember/Januar Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D, A, CH: Euro 14,40 ISSN 1618-002X Innovative Lösungen für