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Ausgabe 10/2017, 13.10.2017

«Wir sehen eine grosse Chance für die Schweiz»

Zusammen mit der Pi2 Process AG hat Newemag/Schneider mc ein 3D-Manufacturing-Kompetenzzentrum in Lachen etabliert. Im Fokus steht die hybride «Lumex»-Technologie von Matsuura. TR-Chefredaktor Wolfgang Pittrich sprach mit Pietro Pignatiello, CEO der Pi2 Process AG und deren Leiter Additive Manufacturing, Pascal Jenni, sowie Rolf Jauch, Leitung Verkauf Additive Fertigung bei Newemag/Schneider mc, über den Hintergrund dieser Aktion, die Wertigkeit von 3D-Printing für die Schweiz und den negativen Aspekt des Futterneids.

Autor: Wolfgang Pittrich

Herr Pignatiello, der Name Ihres Unternehmens Pi2 Process klingt ein wenig kryptisch. Können Sie unsere Leser aufklären, was es damit auf sich hat?

Pignatiello: Ursprung des Unternehmens ist die Otto Ackermann AG, die bereits 1967, also vor 50 Jahren, gegründet wurde. Ich habe den Betrieb im vorigen Jahr übernommen und wollte ganz bewusst den Prozessgedanken in die Firmenbezeichnung mit aufnehmen; deshalb also nicht «Tech» oder «Solution», sondern «Process». Pi2 leitet sich ganz schlicht von meinen Initialen ab. Die Otto Ackermann AG war – und ist natürlich auch unter neuem Namen – ein führender Schweizer Zulieferer im Bereich Aluminium-, Buntmetall- und Kunststoffzerspanung.

Warum jetzt diese Hinwendung zum metallischen 3D-Printing?

Pignatiello: Das ist unserer Geschäftsphilosophie geschuldet. Wir wollen als Komplettanbieter bei den Kunden wahrgenommen werden, und da ist nur Zerspanung zu wenig. Deshalb haben wir vier Geschäftsfelder definiert, in denen wir uns bewegen wollen und werden. Neben der Prozesstechnologie, der Zerspanung, dem Komponenten- und Gerätebau gehört dazu eben auch die additive Fertigung. Ein weiteres wichtiges Element ist die Einbindung von SAP als Datenbasis, um ohne Barrieren den Informationsfluss vom Kunden zu uns und wieder zurück steuern zu können. Im Endeffekt geht es darum, den Kunden im Sinne einer Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung umfassend zu beraten.

Das müssen Sie mir jetzt näher erklären.

Pignatiello: Ich gebe Ihnen ein Beispiel, Herr Pittrich: Wenn ein Unternehmen bisher einen Prototypen bei einem externen Lieferanten ordern wollte, musste er jede Menge Anfragen durchführen und Bestellvorgänge auslösen, um dann in vielleicht sechs Wochen sein Teil zu bekommen. Mit unserem ganzheitlichen Prozessgedanken und der additiven Fertigung bekommt er dieses Teil in zwei Wochen und ohne grossen bürokratischen Aufwand. Allfällig kostet das ein wenig mehr, aber der enorme Zeitgewinn macht das locker wieder wett, und indirekt spart er auch noch Kosten dabei. Ausserdem bedient sich dieser Kunde einer innovativen Technologie und kann dadurch weitere Vorteile generieren ...

Welche genau?

Pignatiello: Weil wir eben die Möglichkeit haben, ganzheitlich auf ein Werkstück zu blicken. Wir haben ein grosses Zerspanungswissen und jetzt kommt noch unser 3D-Printing-Know-how dazu. Es kann also plötzlich sein, dass ein Werkstück, weil es ganz anders konstruiert und gefertigt wird, im Einsatz in einem Produkt oder bei einem Fertigungsprozess zu einer deutlich besseren Funktionalität oder zu einem deutlich höheren Output führt. Dann reden wir nicht mehr über ein paar Franken Mehrkosten bezogen auf dieses Werkstück, sondern über die Kosten- und Zeiteinsparungen, die sich über den Zeitraum der Nutzung des Werkstücks ergeben. Und die können für unsere Kunden oder deren Kunden enorm sein. Diese ganzheitliche Betrachtung im Sinne des TCO-Gedankens spielt gerade in einem Hochpreisland, wie es die Schweiz ist, eine extrem wichtige Rolle. Deshalb gehört die additive Fertigung für mich zu einer Zukunftstechnologie.

Was für einen Stellenwert nimmt dabei das hybride 3D-Printing-Konzept von Matsuura ein? Es gibt ja noch andere 3D-Printing-Verfahren und -Hersteller?

Pignatiello: Für uns war es wichtig, wenn wir schon in die additive Fertigung einsteigen, dann mit etwas völlig Neuem. Und mit der Lumex-Technologie von Matsuura sind wir in der Schweiz der erste und einzige Dienstleister auf dem Markt. Wir bezeichnen diese Technologie als Hybrid Additive Manufacturing und führen es mit der Bezeichnung Pi2 HAM als eigenen Brand in unserem Geschäftsmodell.

Jenni: Mit dieser Anlage und weiteren Angeboten möchten wir uns als Technologiezentrum für die additive Fertigung in der Schweiz positionieren und zwar für Metall genauso wie für Kunststoffe. Aus diesem Grund arbeiten wir eng mit Newemag, aber auch mit Matsuura direkt zusammen.

Wie beurteilt Newemag als Matsuura-Vertriebspartner in der Schweiz diese Zusammenarbeit?

Jauch: Dazu muss ich ein wenig weiter ausholen. Die Lumex-Technologie mit der Avance-Baureihe zum Verschmelzen von Metallpulver im SLM-Verfahren in Kombination mit dem Fräsen dieser Strukturen auf einer Maschine hat Matsuura in Europa offiziell 2016 eingeführt. Wir sind, wie auch viele andere europäische Matsuura-Vertriebspartner, der Meinung, dass es eine sehr innovative und zukunftsträchtige Technologie ist. Deshalb hat Matsuura – auch auf unser Bestreben hin – mittlerweile ein Technologieteam in Europa installiert, um den notwendigen Support zu bieten.

Wie kommt jetzt Pi2 Process ins Spiel?

Jauch: Wir wollen dieser Technologie in der Schweiz zum Durchbruch verhelfen, und da benötigen wir einen Partner, der das Verfahren beherrscht, weil er täglich damit umgeht. Deshalb haben wir in enger Abstimmung mit Pi2 Process hier in Lachen das erste 3D-Manufacturing-Kompetenzzentrum der Schweiz etabliert.

Pignatiello: Wir waren von Anfang an für diese Art des Wissenstransfers offen und davon begeistert. Im Zusammenspiel Newemag, Matsuura und Pi2 Process sehen wir eine grosse Chance für die Schweiz. Übrigens sass exakt hier am Tisch der Eigentümer von Matsuura und hat mit uns die strategische Ausrichtung dieser Partnerschaft besprochen und am Schluss gesagt: Genauso machen wir es. Das funktioniert.

Kommen wir noch einmal auf die Lumex-Technologie zu sprechen. Wo sehen Sie den grössten Vorteil?

Jenni: Sicherlich in der Einzigartigkeit des Verfahrens. Es gibt Teile, die können nur in dieser Kombination von SLM und Fräsen hergestellt werden. Ich denke nur an Formwerkzeuge für den Spritzguss, die polierte innenliegende Kühlkanäle benötigen, um die Schusszeiten zu verringern. Bei hohen Stückzahlen kann hier eine Reduzierung um wenige Sekunden bereits extreme Auswirkungen auf den Output haben. Aber auch bei konventionellen Präzisionsteilen kann die Lumex-Technologie Vorteile bieten, da umständliche Folgeoperationen nach dem Fräsen wie Erodieren oder Schleifen mit entsprechend langen Liegezeiten entfallen. Die Fertigung erfolgt in einer Aufspannung auf einer Maschine.

Wie muss ich mir das Zusammenspiel von Lasersintern und Fräsen vorstellen?

Jauch: In der Regel tragen wir fünf Hundertstel Millimeter Metallpulver auf, dann wird mit dem Laser geschmolzen, dann wieder aufgetragen und so weiter bis wir eine Schichtdicke von rund fünf Zehntel erreicht haben. Nun wird gefräst, und zwar reden wir von schruppen, schlichten und feinschlichten. Je nach gewünschter Oberflächengüte sind zwei bis drei unterschiedliche Fräser im Einsatz. Wir setzen teilweise Werkzeuge mit 0,6 Millimeter Durchmesser ein. Deshalb dauert der Zerspanungsprozess deutlich länger als das Lasersintern und kann zwischen 80 und 90 Prozent der kompletten Fertigungszeit betragen.

Jenni: Wobei wir nach jedem zweiten Fräsvorgang einen Finish-Schnitt an der Kontur vornehmen, um allfälligen Verzug durch den Wärmeeintrag des Lasers zu kompensieren.

Jauch: In dieser Qualität kann das noch niemand. Matsuura hat mittlerweile eine mehr als 15-jährige Erfahrung mit hybriden Prozessen. Die erste Maschine dazu wurde 2002 in Japan vorgestellt.

Jenni: Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die grosse Autonomie. Die Maschine läuft grösstenteils im Automatikbetrieb. Man muss nur rund alle 18 Stunden die Laserlinse auf Sauberkeit kontrollieren.

Von welchen Prozessgenauigkeiten sprechen wir?

Jauch: Wir erreichen bei den Oberflächen Ra-Werte von 0,8 bis 0,4 µm. Die Positioniergenauigkeit in den linearen Achsen liegt bei ± 2,5 µm und die Wiederholgenauigkeit bei ± 1 µm. Mit dem Laser bringen wir Wärme ins Bauteil hinein. Unter Berücksichtigung der Physik, Stichwort: Ausdehnung, erreichen wir Teilegenauigkeiten von ± 0,025 mm im gesamten Bauraum. Je nach Material, Baugrösse und Teilestrukturen kommen wir auf Genauigkeiten im Bereich von ± 0,005 mm.

Wo sehen Sie aktuell die Herausforderung bei der Umsetzung der Technologie?

Jenni: Die Maschine ist ein bisschen komplexer zu bedienen als eine reine SLM-Anlage oder Fräsmaschine. Die Herausforderung liegt eindeutig in der CAM-Programmierung. Zwar bietet Matsuura mit dem Lumex-CAM eine gute Hilfestellung auf Basis von SolidWorks, aber es ist trotzdem noch Fingerspitzengefühl erforderlich. So hatten wir beim Flächenfräsen das Problem, den empfohlenen Vorschub reduzieren zu müssen, um Ausrisse bei den Übergängen zu vermeiden. Es steht bereits eine neue CAM-Version in den Startlöchern, die insgesamt eine Verbesserung bringen soll.

Die Avance-25-Maschine ist seit Juni diesen Jahres bei Pi2 Process im Einsatz. Gibt es bereits Kundenteile, die darauf gefertigt werden.

Jenni: Bisher konnten wir ein Kundenteil realisieren. Noch tasten wir uns an die Möglichkeiten der Technologie heran. So hatten wir vor Kurzem ein Testteil auf der Maschine, mit Abmessungen von 7 × 4 Millimeter, einigen Schlitzen darin und kleinsten Radien. Sogar die Spezialisten von Matsuura hatten so ein Teil noch nie gesehen.

Wo sehen Sie die Haupteinsatzgebiete des Lumex-Verfahrens? Es wird doch eher eine Nische in der Nische bleiben.

Pignatiello: Natürlich sprechen wir nicht von einer Technologie für die grossen Stückzahlen. Die Durchdringung wird auch davon abhängen, wie sich die Maschinentechnologie weiterentwickelt; speziell, wenn wir auf die Materialien blicken, die in Zukunft verarbeitbar sein werden, oder auf die Laserkapazitäten. Wir sehen durchaus ein Potenzial.

Jauch: Die Anwendungen in Japan, wo bisher die meisten Maschinen laufen, gehen hauptsächlich in den Werkzeug- und Formenbau. Wobei sich aus unserer Sicht noch viel mehr Möglichkeiten auftun, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, beim Reparaturschweissen oder generell bei der Komplettbearbeitung auf einer Maschine. Hier müssen einfach alle am Prozess Beteiligten umdenken. Es kann, muss aber keine Nische sein.

Jenni: Diese Technologie bewegt sich ähnlich einer konventionellen Fräsmaschine in einem linearen Koordinatensystem. Wir besitzen also eine einfache Möglichkeit, gewisse Abweichungen zu kompensieren. In Verbindung mit dem Nachfräsen bekommen wir daher ganz andere Oberflächenqualitäten von der Maschine als bei den sonst üblichen additiven Verfahren. Das ist ein Vorteil, den man in der Diskussion über zukünftige Anwendungen nicht unterschätzen sollte.

Jauch: Zudem können wir mit der neuen Avance 60 Teile bis zu 600 × 600 × 500 Millimeter herstellen. Auch das wird nochmals einen Schub geben.

Newemag lebt ja primär vom Verkauf der Maschinen. Was passiert eigentlich, wenn Newemag mit einem Anwender kommt, der an Maschine und Technologie interessiert ist und sich dann plötzlich als potenzieller Wettbewerber von Pi2 Process outet?

Pignatiello: Ich kann doch niemanden verbieten so eine Maschine zu kaufen, nur weil wir eine haben und sich ein Teil unseres Geschäftsmodells darauf stützt. Die Technologie und die Maschine sind doch hinlänglich beschrieben. Wir müssen weg von dieser Betrachtungsweise, von diesem Futterneid. Dafür ist die Schweiz zu klein. Gefragt ist das Denken in Netzwerken, nur so kommen wir weiter. Allfällig sind wir selbst einmal froh, wenn wir einen Lumex-Anwender kennen, der uns bei einem Engpass aushelfen kann. Ich habe keine Angst vor einer Öffnung nach aussen. Wir müssen nur immer eine Nasenlänge voraus sein. Die Grundlagen dafür haben wir zusammen mit Newemag geschaffen. Wir sind jetzt daran, sie zu vertiefen.

Pi2 Process AG
8853 Lachen, Tel. 055 451 08 11,
info@pi2process.ch

Newemag AG/Schneider mc SA
6274 Eschenbach, Tel. 041 798 31 00
info@newemag.ch



Zusammen hat man «das erste 3D-Manufacturing-Kompetenzzentrum in der Schweiz» etabliert (von links nach rechts): Pietro Pignatiello, CEO Pi2 Process, Rolf Jauch, Leiter Verkauf Additive Fertigung Newemag|Schneider mc, und Pascal Jenni, Leiter Additive Manufacturing Pi2 Process. (Bilder: TR).


Dieses Teil kann nur mit Lumex-Technologie hergestellt werden.

Meine Meinung

Es war sicherlich ein richtiger Schritt von Newemag bei der Markteinführung der neuen Lumex-Technologie von Matsuura auf die Partnerschaft mit Pi2 Process zu setzen. Nicht nur, weil die hybride 3D-Printing-Technologie erklärungsbedürftig ist und der Aufbau eines eigenen Teams zu viel Zeit gekostet und Ressourcen verschlungen hätte. Sondern auch deshalb, weil mit Pi2 Process ein Kooperationspartner gefunden wurde, der über den eigenen Tellerrand hinausblickt und sich einem ganzheitlichen Prozessgedanken verpflichtet sieht. Die Aussage, dass man zusammen etwas für den Werkplatz Schweiz bewegen wolle, dürfte deshalb kein Lippenbekenntnis sein.
Wolfgang Pittrich, Redaktion «Technische Rundschau»