DE102018003185A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils - Google Patents

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P23/00Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
    • B23P23/06Metal-working plant comprising a number of associated machines or apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (3) mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines virtuellen 3D-Modells für ein herzustellendes Bauteil (3); Bereitstellen einer Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen (7) verschiedener Form und/oder Größe; Ermitteln einer Zusammenstellung von Standardformen (7) aus der Mehrzahl von Standardformen (7), die das virtuelle 3D-Modell des Bauteils (3) approximiert; Aufbauen der ermittelten Zusammenstellung (13) aus den Standardformen (7), und Fügen der Standardformen (7) der Zusammenstellung (13) zu einem Rohteil (15), und Bearbeiten einer Oberfläche (21) des Rohteils (15), sodass das Bauteil (3) mit einer dem 3D-Modell entsprechenden Form erhalten wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung (1) zum Herstellen eines solchen Bauteils (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2014 006 771 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Umformwerkzeugs bekannt, wobei ein Formteil und ein Grundteil separat voneinander hergestellt und nach ihrer Herstellung zumindest mittelbar miteinander verbunden werden. Dabei kann das Grundteil als tragendes, Bauvariantenübergreifendes Standardbauteil hergestellt werden, insbesondere als Guss- oder Schmiedeteil. Das Formteil dagegen ist Bauvarianten-spezifisch und wird mit dem Grundteil bevorzugt zerstörungsfrei lösbar verbunden. Das Formteil kann insbesondere mithilfe eines generativen Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels Lasersintern, hergestellt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine hohe Flexibilität und Formvariabilität für das Umformwerkzeug. Komplexere Abweichungen, die gegebenenfalls auch eine Veränderung des Grundteils nötig machen, sind allerdings schwer umsetzbar und erfordern eine lange Herstellungszeit. Auch der stets neue, vollständige Aufbau des Formteils erfordert viel Zeit und ist mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden.
  • Aus dem Bereich der Rohling-Herstellung für beispielsweise Lehren, Montagehilfen, Aerohartmodellen, Formen, beispielsweise Gussformen, und dergleichen ist bisher insbesondere eine manuelle Fertigung bekannt, was aufwendig, teuer und belastend für die beteiligten Werker ist, die in großem Umfang Stäuben ausgesetzt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit folgenden Schritten geschaffen wird: Es wird ein virtuelles 3D-Modell für ein herzustellendes Bauteil bereitgestellt. Außerdem wird eine Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen bereitgestellt, wobei verschiedene Standardformen verschiedene Formen und/oder Größen aufweisen. Es wird eine Zusammenstellung von Standardformen aus der Mehrzahl von Standardformen ermittelt, die das virtuelle 3D-Modell des Bauteils approximiert. Die ermittelte Zusammenstellung wird dann aus den Standardformen - in der realen Welt - aufgebaut, und die Standardformen der Zusammenstellung werden zu einem Rohteil gefügt. Die Oberfläche dieses Rohteils wird bearbeitet, sodass schließlich das Bauteil mit einer dem 3D-Modell entsprechenden Form erhalten wird. Auf diese Weise können sehr schnell und einfach quasi beliebige Bauteile, insbesondere Werkzeuge, Lehren, Montagehilfen, Aerohartmodelle, Formen und dergleichen hergestellt werden, selbst wenn diese eine komplexe oder stark variierende Struktur aufweisen. Dabei bedarf es keines vollständigen Schichtaufbaus eines Teils im Rahmen eines generativen Verfahrens zum Zeitpunkt der Herstellung des Bauteils, sodass erhebliche Herstellungszeiten eingespart werden. Manuelle Arbeitsschritte entfallen weitgehend bis vollständig, wobei auch gegebenenfalls beteiligte Werker in deutlich geringerem Maße Stäuben und dergleichen ausgesetzt sind. Insgesamt kann die Taktzeit zur Herstellung von Bauteilen deutlich erhöht werden.
  • Dass das virtuelle 3D-Modell bereitgestellt wird, bedeutet insbesondere, dass dieses neu konstruiert, insbesondere mittels eines CAD-Programms erstellt, oder als bereits vorhandener Datensatz geladen wird. Insbesondere handelt es sich bei dem virtuellen 3D-Modell um einen 3D-Datensatz des herzustellenden Bauteils.
  • Die vorbestimmten Standardformen sind insbesondere verkörperte Standardformen, die in der realen Welt als verkörperte Gegenstände vorliegen, sowie bevorzugt virtuelle 3D-Modelle davon. Die Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen wird insbesondere bereitgestellt, indem diese in einer Lagereinrichtung vorgehalten werden, aus der sie bedarfsweise entnommen werden können. Eine Form der Standardformen ist insbesondere eine Geometrie derselben.
  • Als vorbestimmte Standardformen können beispielsweise platonische Körper, Quader, Würfel, Kugeln, Zylinder, Kegel, oder Winkel, L-förmige, T-förmige, I-förmige oder anderweitig geformte Bausteine bereitgestellt werden. Es ist möglich, dass wenigstens eine Standardform einer bestimmten Form und Größe mehrfach bereitgestellt wird.
  • Insbesondere können alle Standardformen bestimmter Form und Größe mehrfach bereitgestellt werden.
  • Die Zusammenstellung von Standardformen aus der Mehrzahl von Standardformen, die das virtuelle 3D-Modell des Bauteils approximiert, erfolgt bevorzugt automatisch, insbesondere rechnergestützt, insbesondere in der virtuellen Welt, das heißt auf dem Rechner. Insoweit sind auf einer Recheneinrichtung, welche die Ermittlung durchführt, 3D-Modelle der vorbestimmten Standardformen hinterlegt, sodass die Recheneinrichtung in der Lage ist, die vorbestimmten Standardformen zunächst virtuell so zusammenzustellen, dass das virtuelle 3D-Modell approximiert wird.
  • Insbesondere erfolgt die Ermittlung einer Zusammenstellung nach wenigstens einem Optimierungskriterium, sodass das virtuelle 3D-Modell unter vorbestimmten Gesichtspunkten am besten approximiert wird, insbesondere mit Blick auf eine kleinste verbleibende Oberflächenabweichung der Zusammenstellung im Vergleich zu dem 3D-Modell, einem Einsatz einer geringsten Menge an vorbestimmten Standardformen, einem geringsten Gewicht oder einer geringsten Masse der Zusammenstellung, einem geringsten Materialeinsatz für die Zusammenstellung, und/oder einem anderen geeigneten Kriterium. Insbesondere kann auch eine bedingte Optimierung nach einer Mehrzahl von Kriterien erfolgen.
  • Ist die Zusammenstellung ermittelt, erfolgt deren Aufbau aus den verkörperten vorbestimmten Standardformen in der realen Welt, und diese werden zu dem Rohteil gefügt.
  • Durch die Bearbeitung der Oberfläche des Rohteils wird schließlich insbesondere das Bauteil mit einer Bauteiloberfläche erhalten, die der Modelloberfläche des 3D-Modells entspricht.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bearbeiten der Oberfläche des Rohteils abtragend und/oder aufbauend erfolgt. Je nach lokaler Abweichung der Oberfläche des Rohteils von der Oberfläche des 3D-Modells kann es nötig sein, bereichsweise Material abzutragen und/oder aufzubauen. Unter einer abtragenden Bearbeitung wird insbesondere eine spanabhebende oder spanlose Bearbeitung verstanden. Es ist auch sowohl eine spanabhebende als auch spanlose Bearbeitung möglich. Insbesondere kann eine spanabhebende Vorbearbeitung und eine spanlose Feinbearbeitung erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass eine spanabhebende Vorbearbeitung und eine ebenfalls spanabhebende Feinbearbeitung nacheinander durchgeführt werden, wobei durch die Feinbearbeitung letztlich das fertige Bauteil erhalten wird. Besonders bevorzugt wird die Oberfläche des Rohteils durch Fräsen bearbeitet, insbesondere mit einer robotergestützten Fräsvorrichtung, ganz besonders mit einem robotergeführten Fräswerkzeug. Bevorzugt wird eine mindestens zweistufige Fräsbearbeitung durchgeführt, wobei zunächst ein grobes Vorfräsen und danach ein finales Feinfräsen erfolgt.
  • Unter einem aufbauenden Bearbeiten wird insbesondere ein generatives oder additives Aufbauen verstanden. Dabei ist es insbesondere möglich, auf die Oberfläche des Rohteils Material generativ oder additiv aufzubringen, insbesondere aufzudrucken. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Rohteils sehr flexibel und zugleich einfach lokal aufgebaut werden. Dabei können insbesondere Lücken oder Spalte in der Oberfläche des Rohteils gefüllt werden.
  • Das Abtragen und/oder Aufbauen erfolgt insbesondere jeweils bereichsweise entlang der Oberfläche des Rohteils. Insbesondere ist es möglich, dass sowohl einerseits Bereiche der Oberfläche des Rohteils abtragend bearbeitet werden, als auch andere Bereiche der Oberfläche des Rohteils aufbauend bearbeitet werden. Auch ist in einem einzelnen lokalen Bereich eine sequentielle Abfolge von abtragenden und aufbauenden Verfahrensschritten möglich, um eine möglichst genaue Verwirklichung der Form des 3D-Modells zu erhalten.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorbestimmten Standardformen durch Kleben zu dem Rohteil gefügt werden. Bevorzugt erfolgt dies unter thermischem Aushärten eines Klebstoffs. Dabei wird der Klebstoff unter Wärmeeinbringung, besonders bevorzugt mittels Wärmestrahlung, ausgehärtet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorbestimmten Standardformen generativ und/oder additiv hergestellt sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die vorbestimmten Standardformen generativ und/oder additiv hergestellt werden, wobei sie insbesondere fortlaufend neu gefertigt und in der Lagereinrichtung eingelagert werden können. Es stehen so zu jeder Zeit ausreichend vorbestimmte Standardformen zum Aufbauen beliebiger Bauteil-Geometrien zur Verfügung. Die Standardformen können mittels eines generativen und/oder additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels Lasersintern oder 3D-Drucken, flexibel und schnell gefertigt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorbestimmten Standardformen mittels eines ersten Roboters aus der Lagereinrichtung entnommen und zu der Zusammenstellung zusammengestellt werden. Besonders bevorzugt wird hierzu ein Roboter verwendet, der einen Sauggreifer zum Greifen der Standardformen aufweist. Durch die Verwendung eines Roboters zur Entnahme der Standardformen und zum Aufbauen der ermittelten Zusammenstellung können manuelle Arbeitsschritte in großem Umfang eingespart werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorbestimmten Standardformen durch den ersten Roboter zu dem Rohteil gefügt werden. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Verfahrensführung. Alternativ ist es möglich, dass die Standardformen durch einen zweiten Roboter, der von dem ersten Roboter verschieden ist, gefügt werden. Dies ermöglicht eine Spezialisierung der Tätigkeiten der verschiedenen Roboter, wobei insbesondere Werkzeugwechsel gegebenenfalls entfallen oder minimiert werden können. Außerdem ist eine Taktung des Verfahrens möglich, wobei der erste Roboter bereits eine neue Zusammenstellung aufbaut, während der zweite Roboter die zuvor aufgebaute Zusammenstellung fügt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Rohteils gefräst wird, wobei das Fräsen bevorzugt durch einen Roboter durchgeführt wird. Dabei kann das Fräsen insbesondere durch den ersten Roboter, durch den zweiten Roboter, oder durch einen dritten, von dem ersten Roboter und von dem zweiten Roboter verschiedenen Roboter, besonders bevorzugt in einer separaten Arbeitsstation, durchgeführt werden.
  • Bevorzugt sind verschiedene Arbeitsstationen entlang des Umfangs eines Rundtisches angeordnet, wobei der Rundtisch um einen bestimmten Drehwinkel gedreht wird, um die Arbeitsstationen durch zu wechseln. Dabei kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eine kombinierte Zusammenstellungs- und Füge-Station vorgesehen sein, in welcher die Zusammenstellung der vorbestimmten Standardformen zusammengestellt und gefügt wird, weiterhin eine Vorbearbeitungsstation zur Vorbearbeitung der Oberfläche des Rohteils, und schließlich eine Feinbearbeitungsstation zur finalen Fertigbearbeitung der Oberfläche des Rohteils, wobei in der Fertigbearbeitungsstation das Bauteil erhalten wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Bauteil eine Lehre, eine Montagehilfe, ein Aerohartmodell, eine Form für die Fertigung, beispielsweise eine Gussform, oder ein Werkzeug hergestellt wird. Insbesondere bei dieser Art von herzustellenden Bauteilen verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile des hier vorgeschlagenen Verfahrens.
  • Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils geschaffen wird, welche eine Lagereinrichtung aufweist, in der eine Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen, insbesondere verkörperten Standardformen, verschiedener Form und/oder Größe angeordnet sind. Die Vorrichtung weist außerdem wenigstens einen Roboter auf, der eingerichtet ist, um eine Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen aus der Lagereinrichtung zu entnehmen und zu einer Zusammenstellung aufzubauen. Dieser Roboter kann vorteilhaft eingerichtet sein, um die Standardformen der Zusammenstellung miteinander zu einem Rohteil zu fügen. Es ist aber auch möglich, dass die Vorrichtung einen zweiten Roboter aufweist, der eingerichtet ist zum Fügen der Standardformen der Zusammenstellung, die der erste Roboter aufgebaut hat, zu dem Rohteil. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Bearbeitungsstation auf, die eingerichtet ist zur Bearbeitung einer Oberfläche des Rohteils. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf.
  • Diese ist bevorzugt eingerichtet, um anhand eines virtuellen 3D-Modells und der vorbestimmten Standardformen, insbesondere 3D-Modellen der vorbestimmten Standardformen, eine Zusammenstellung von Standardformen aus der Mehrzahl von Standardformen zu ermitteln, die das virtuelle 3D-Modell des Bauteils approximiert.
  • Die Steuereinrichtung ist alternativ oder zusätzlich eingerichtet zur Ansteuerung des wenigstens einen Roboters, um die ermittelte Zusammenstellung aus den Standardformen aufzubauen.
  • Die Steuereinrichtung ist alternativ oder zusätzlich eingerichtet, um die Bearbeitungsstation derart anzusteuern, dass die Oberfläche des Rohteils so bearbeitet wird, dass das Bauteil mit einer dem 3D-Modell entsprechenden Form erhalten wird.
  • In Zusammenhang mit der Vorrichtung verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden. Insbesondere ist die Steuereinrichtung eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
  • Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist zur Ansteuerung von wenigstens einem zweiten Roboter, um die Standardformen der Zusammenstellung zu dem Rohteil zu fügen.
  • Die Steuereinrichtung ist insbesondere als Recheneinrichtung, besonders bevorzugt als Computer, ausgebildet.
  • Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung eine Mehrzahl separater Recheneinrichtungen aufweist, die jeweils spezifisch eingerichtet sind zur Durchführung bestimmter Schritte des Verfahrens. Es ist aber auch möglich, dass die Steuereinrichtung als eine Recheneinrichtung ausgebildet ist, die insgesamt eingerichtet ist zur Durchführung der Verfahrensschritte.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen drehbaren Rundtisch aufweist, wobei dem Rundtisch in verschiedenen Segmenten angeordnete Arbeitsstationen zugeordnet sind. Auf diese Weise kann mit kurzer Taktzeit sehr schnell das Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mittels der Vorrichtung durchgeführt werden. Dabei erfolgt ein Wechsel der Arbeitsstationen insbesondere durch Drehen des Rundtischs um einen vorbestimmten Winkelbereich.
  • Vorzugsweise sind dem Rundtisch drei Bearbeitungsstationen zugeordnet, insbesondere nämlich eine kombinierte Zusammenstellungs- und Fügestation zum Aufbauen der Zusammenstellung und zum Fügen der Standardformen zu dem Rohteil, eine Vorbearbeitungsstation, und eine Fertigbearbeitungs- oder Feinbearbeitungsstation, in welcher das Bauteil erhalten wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung sowie einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 sowie eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils 3. Die Vorrichtung weist eine Lagereinrichtung 5 auf, in der eine Mehrzahl von vorbestimmten, verkörperten Standardformen 7, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet ist, vorgehalten wird. Die Standardformen 7 sind beispielsweise als platonische Körper, insbesondere Quader, Würfel, Zylinder, Kegel, Kugeln oder als Winkel ausgebildet; sie können auch eine L-Form, eine T-Form, eine I-Form, oder eine andere Form aufweisen. Verschiedene vorbestimmte Standardformen 7 unterscheiden sich voneinander in Hinblick auf ihre Form und/oder Größe, insbesondere in Hinblick auf ihre Geometrie. Es ist möglich, dass wenigstens eine Standardform 7 einer Form und Größe mehrfach in der Lagereinrichtung 5 vorhanden ist. Bevorzugt sind alle verschiedenen vorbestimmten Standardformen 7 jeweils mehrfach vorhanden.
  • Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 einen ersten Roboter 9 auf, der angeordnet und eingerichtet ist, um die vorbestimmten Standardformen 7 aus der Lagereinrichtung 5 zu entnehmen und in einer ersten Arbeitsstation 11 zu einer Zusammenstellung 13 aufzubauen. Bevorzugt ist der erste Roboter 9 zugleich ausgebildet, um die Standardformen 7 der Zusammenstellung 13 zu einem Rohteil 15 zu fügen. Es ist aber auch möglich, dass hierfür ein separater Roboter vorgesehen ist.
  • Die erste Arbeitsstation 11 ist bevorzugt als kombinierte Zusammenstellungs- und Fügestation ausgebildet.
  • Die Vorrichtung 1 weist außerdem wenigstens eine Bearbeitungsstation, hier eine Vorbearbeitungsstation 17 und eine Fertigbearbeitungsstation 19 als weitere Arbeitsstationen auf, wobei in den Bearbeitungsstationen 17, 19 eine Oberfläche 21 des Rohteils 15 so bearbeitet wird, dass schließlich das Bauteil 3 mit einer vorbestimmten Form erhalten wird.
  • Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 einen zweiten Roboter 23 auf, dem ein Fräswerkzeug 25 zugeordnet ist, mit dem der Roboter 23 die Oberfläche 21 des Rohteils 15 einer Fräsbearbeitung, hier insbesondere einem Vorfräsen, unterzieht.
  • In nicht dargestellter Weise weist die Vorrichtung 1 bevorzugt einen dritten Roboter auf, welcher in der Fertigbearbeitungsstation 19 das Rohteil 15 einer Fein- oder Fertigbearbeitung, insbesondere einem finalen Feinfräsen, unterzieht.
  • Die Vorrichtung 1 weist außerdem eine Steuereinrichtung 27 auf, die mit den Robotern 9, 23 wirkverbunden und eingerichtet ist zur Durchführung eines im Folgenden noch näher beschriebenen Verfahrens.
  • Außerdem weist die Vorrichtung 1 einen drehbaren Rundtisch 29 auf, dem in verschiedenen Segmenten die verschiedenen Arbeitsstationen, hier die erste Arbeitsstation 11, die Vorbearbeitungsstation 17 als zweite Arbeitsstation, und die Fertigbearbeitungsstation 19 als dritte Arbeitsstation zugeordnet sind. Zwischen den Arbeitsstationen kann durch Drehen des Rundtischs 29 um einen bestimmten Winkelbereich, hier insbesondere um 120°, gewechselt werden. Die Steuereinrichtung 27 ist vorzugsweise auch mit dem Rundtisch 29 wirkverbunden, um diesen zum Wechsel der Arbeitsstationen anzusteuern.
  • Im Rahmen einer bevorzugten, mit der Vorrichtung 1 auszuführenden Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen des Bauteils 3 wird zunächst - insbesondere auf der Steuereinrichtung 27 oder in einer separaten Recheneinrichtung - ein virtuelles 3D-Modell, insbesondere in Form eines 3D-Datensatzes, für das herzustellende Bauteil 3 bereitgestellt. Außerdem werden die vorbestimmten Standardformen 7, insbesondere als virtuelle Modelle in einer Recheneinrichtung, insbesondere der Steuereinrichtung 27, bereitgestellt. Es wird dann automatisch, insbesondere rechnergestützt, vorzugsweise durch die Steuereinrichtung 27, eine Zusammenstellung von Standardformen 7 ermittelt, die das virtuelle 3D-Modell des Bauteils 3 approximiert. Sodann wird diese ermittelte Zusammenstellung in der realen Welt aus den verkörperten Standardformen 7 der Lagereinrichtung 5 aufgebaut, indem die Standardformen 7 durch den ersten Roboter 9 aus der Lagereinrichtung 5 entnommen und in der ersten Arbeitsstation 11 zu der Zusammenstellung 13 aufgebaut werden.
  • Anschließend werden die Standardformen 7 der Zusammenstellung 13 zu dem Rohteil 15 gefügt.
  • Schließlich wird die Oberfläche 21 des Rohteil 15 bearbeitet, sodass das Bauteil 3 mit einer dem 3D-Modell entsprechenden Form erhalten wird.
  • Dieses Bearbeiten kann aufbauend und/oder abtragend, insbesondere durch Fräsen, erfolgen. Dabei erfolgt bevorzugt zunächst in der Vorbearbeitungsstation 17 eine Vorbearbeitung und anschließend in der Fertigbearbeitungsstation 19 eine Fertigbearbeitung oder Feinbearbeitung.
  • Die Standardformen 7 werden bevorzugt durch Kleben, besonders bevorzugt unter thermischem Aushärten eines Klebstoffs, zu dem Rohteil 15 gefügt.
  • Die Standardformen 7 können generativ und/oder additiv hergestellt sein oder werden. Insbesondere können diese fortlaufend hergestellt und jeweils neu der Lagereinrichtung 5 zugeführt werden.
  • Als Bauteil 3 wird bevorzugt eine Lehre, eine Montagehilfe, ein Aerohartmodell, eine Form für die Fertigung, beispielsweise eine Gussform, oder ein Werkzeug hergestellt.
  • Mittels des hier vorgeschlagenen Verfahrens sowie der Vorrichtung 1 ist es in einfacher, kostengünstiger und manuelle Arbeitsschritte einsparender Weise möglich, flexibel und geometrievariabel verschiedene Bauteile 3 herzustellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014006771 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (3) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines virtuellen 3D-Modells für ein herzustellendes Bauteil (3); - Bereitstellen einer Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen (7) verschiedener Form und/oder Größe; - Ermitteln einer Zusammenstellung (13) von Standardformen (7) aus der Mehrzahl von Standardformen (7), wobei die Zusammenstellung (13) das virtuelle 3D-Modell des Bauteils (3) approximiert; - Aufbauen der ermittelten Zusammenstellung (13) aus den Standardformen (7), und Fügen der Standardformen (7) der Zusammenstellung (13) zu einem Rohteil (15), und - Bearbeiten einer Oberfläche (21) des Rohteils (15), sodass das Bauteil (3) mit einer dem 3D-Modell entsprechenden Form erhalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) des Rohteils (15) abtragend oder aufbauend, insbesondere durch Fräsen, bearbeitet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardformen (7) durch Kleben, vorzugsweise unter thermischem Aushärten eines Klebstoffs, zu dem Rohteil (15) gefügt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardformen (7) generativ und/oder additiv hergestellt sind oder hergestellt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardformen (7) mittels eines ersten Roboters (9) aus einer Lagereinrichtung (5) entnommen und zusammengestellt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardformen (7) durch den ersten Roboter (9) oder durch einen zweiten Roboter gefügt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) des Rohteils (15) gefräst wird, vorzugsweise durch einen Roboter (23).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteil (3) eine Lehre, eine Montagehilfe, ein Aerohartmodell, eine Form für die Fertigung, insbesondere eine Gussform, oder ein Werkzeug hergestellt wird.
  9. Vorrichtung (1) zum Herstellen eines Bauteils (3), mit - einer Lagereinrichtung (5), in der eine Mehrzahl von vorbestimmten Standardformen (7) verschiedener Form- und/oder Größe angeordnet ist, - wenigstens einem Roboter (9), der eingerichtet ist, um die Standardformen (7) aus der Lagereinrichtung (5) zu entnehmen und zu einer Zusammenstellung aus Standardformen (7) aufzubauen, und - einer Bearbeitungsstation, die eingerichtet ist zum Bearbeiten einer Oberfläche (21) eines aus den Standardformen (7) der Zusammenstellung (13) gebildeten Rohteils (15), wobei - die Vorrichtung (1) eine Steuereinrichtung (27) aufweist, die bevorzugt eingerichtet ist zur Ansteuerung der Bearbeitungsstation derart, dass die Oberfläche (21) des Rohteils (15) so bearbeitet wird, dass ein Bauteil (3) mit einer vorbestimmten Form erhalten wird.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen drehbaren Rundtisch (29) mit in verschiedenen Segmenten des Rundtischs (29) angeordneten Arbeitsstationen aufweist.
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