Erfolgreicher Reverse Engineering-, Design- und Fertigungsprozess von MFL mit Hexagon

Das Objekt der Begierde: MFL konnte rund 300 neue Kettenglieder für die beiden Schneefräsfahrzeuge der Großglockner-Hochalpenstraße herstellen und damit die reibungslose Schneeräumung wieder sicherstellen.

Die Maschinenfabrik Liezen und Gießerei Ges.m.b.H. (MFL) hat sich sowohl als verlässlicher Zulieferpartner der Industrie als auch mit eigenen, innovativen Produkten weltweit einen Namen gemacht. Am Fertigungsstandort in Liezen (Stmk.) wird in den beiden Betrieben Gießerei und Maschinenbau eine breite Produktrange abgebildet. Im Maschinenbau sind das – mit Schwerpunkt auf die Schienenverkehrsindustrie – vom Einzelbauteil über Schweißkomponenten bis hin zu kompletten Schienen-Sonderfahrzeugen, wie Spurhalter, Drehgestellrahmen, Baufahrzeuge für den Gleisbau oder innovative Güterwagen.

„Die Verfahrenskombination von Flüssigstahl aus dem Elektrolichtbogenofen und Sandformmasken nach Croning ist außergewöhnlich und bietet viele Vorteile für anspruchsvolle Sicherheitsbauteile in Schienenfahrzeugen, Müllverbrennungsanlagen, metallurgischen Anlagen, Landmaschinen oder Sonderfahrzeugen“, beschreibt Gießereileiter DI Peter Fuchs die vielfältigen Produktionsmöglichkeiten von MFL. Die Steirer gelten in der Branche als zuverlässiger Partner vieler Stahlgussanwender – die in Liezen gegossenen Bauteile sind dementsprechend auch weltweit im Einsatz. „Nachhaltigkeit ist Teil der DNA unseres Gießereiteams und wurde eindrucksvoll auf der COP27 (Anm.: UN-Klimakonferenz 2022 in Sharm el-Sheikh, Ägypten) präsentiert. Die weit überdurchschnittliche Forschungs- und Entwicklungskompetenz wurde in den Jahren 2021 und 2022 mit zwei Innovationspreisen gewürdigt“, so Fuchs weiter.

Das Objekt der Begierde: MFL konnte rund 300 neue Kettenglieder für die beiden Schneefräsfahrzeuge der Großglockner-Hochalpenstraße herstellen und damit die reibungslose Schneeräumung wieder sicherstellen.

Kettenglieder für den Großglockner

Ein besonders gelungenes Beispiel, erfolgreich Sonderfahrzeuge mit optimierten hochfesten Stahlgussteilen aus Liezen zu bestücken, ist die Kooperation mit der Großglockner-Hochalpenstraßen AG. „Liegen die Zielmärkte für Produkte von MFL meist in Mittel- und Westeuropa, teilweise auch weltweit, so durfte sich unser Team vor ein paar Jahren mit der Lösung einer kniffligen Aufgabenstellung des oben genannten, renommierten Unternehmens beschäftigen“, erinnert sich der Gießereileiter an einen nicht alltäglichen Auftrag.

In unmittelbarer Nähe von Österreichs höchstem Berg – dem Großglockner – sind zwei Schneefräsfahrzeuge im Einsatz, die die Großglockner-Hochalpenstraße vor der Wiederöffnung im Frühjahr von oft meterhohen Schneemassen befreien müssen. Die Kettenglieder der beiden Raupenfahrzeuge sind für deren Betrieb unerlässlich, jedoch waren diese in die Jahre gekommen und durch mechanischen Abrieb vollkommen verbraucht. Die Einsatzfähigkeit der Schneeräumfahrzeuge musste jedoch langfristig abgesichert werden. „Konstruktionspläne, respektive CAD-Daten gab es nicht mehr, daher mussten wir mittels Reverse Engineering-Prozess die 3D-Modelle aus den vorhandenen, verschlissenen Raupengliedern generieren. Diese wurden dann auf den Originalzustand im 3D ergänzt sowie das Verschleißbild für geometrische Optimierungen benutzt, um die Haltbarkeit sogar noch zu verbessern. Die endgültigen 3D-Daten wurden dann als Basis zur Berechnung der Prozessparameter für die Gießsimulation herangezogen sowie für die Ableitung der Formwerkzeuge. Damit konnten die optimierten Kettenglieder gegossen und final bearbeitet werden“, erläutert Ing. Markus Schmid, Leitung Industrial Engineering Gießerei bei MFL, den komplexen Herstellungsvorgang.

3D-Messungen an jedem Ort

Der erwähnte Reverse Engineering-Prozess wurde mit dem Vermessen eines alten, verschlissenen Kettengliedes gestartet. Zum Einsatz kamen ein Absolute Arm mit sieben Achsen und ein RS6-Laserscanner von Hexagon: „Hierbei wird das Bauteil sowohl taktil als auch mit dem Laserscanner vermessen. Die Messergebnisse liefern eine Punktewolke bzw. Polygonmodell. Daraus generieren wir dann ein virtuelles Abbild des Bauteils“, geht Schmid ins Detail. Der Messarm ist flexibel mittels Taster oder berührungslos mittels Scanner einsetzbar und bewegt sich im Hundertstel-Genauigkeitsbereich.

Mit dem Absolute Arm kann zudem jede beliebige Oberfläche und Farbe gescannt werden. „Die Einsatzmöglichkeiten sind nahezu unbegrenzt“, bringt sich Dominik Giefing, Vertriebsleiter bei der Hexagon Metrology GmbH, ein. Aufgrund seiner leichtgängigen Bedienbarkeit lassen sich mit dem Gelenkmessarm auch komplexe Bauteile sehr einfach vermessen. Zudem kann der Absolute Arm ortsunabhängig nahezu überall im Betrieb eingesetzt werden. „Wir sind der einzige Hersteller mit einem IP54-Schutz. Für MFL ist das sehr wichtig, da die Messarme vor allem in der Produktionsumgebung zum Einsatz kommen“, so Giefing weiter. Den Absolute Arm gibt es von 2,0 bis 4,5 Meter in unterschiedlichen Größen – zudem sei es möglich, den Messarm umzupositionieren (Anm.: Bocksprung) und somit das Messvolumen fast beliebig zu erweitern.

Durchgängiges CAD/CAE/CAM-System

Softwareseitig setzt MFL durchgängig auf die CAD/CAE/CAM-Software VISI von Hexagon. Diese ist speziell auf die Werkzeug- und Formenbauindustrie ausgerichtet – insbesondere auf das 3D-Werkzeugdesign, die Kunststoffflussanalyse sowie das Stanzen und mehrachsige Fräsen. „VISI ist für unsere Bedürfnisse bestens geeignet und es verbindet CAD und CAM nahtlos miteinander. Jeder Mitarbeiter verwendet die gleiche Software und arbeitet mit dem gleichen Datenstand. Es sind keine Schnittstellen notwendig – das macht richtig Spaß“, begründet Markus Schmid, warum die Steirer VISI als unternehmensweite Softwarelösung einsetzen.

Ein Faktum, dass gerade bei diesem Projekt besonders zum Tragen kam. Mit der Punktewolke aus der Laservermessung wurde mit dem Softwaremodul VISI Reverse das 3D-Modell generiert. „Danach wurde eruiert, wie man das optimierte Produkt in der Formtechnik bestmöglich abbilden kann und was seitens der Gießtechnik notwendig ist, damit das Ergebnis auch die hohen Anforderungen erfüllt“, beschreibt der Engineeringleiter die weitere Vorgehensweise. Aus den daraus resultierenden CAD-Daten wurden die Formwerkzeuge mit VISI Mould Design konstruiert und schließlich mit VISI CAM programmiert und simuliert. Gefräst hat man die Formwerkzeuge natürlich im hauseigenen Werkzeugbau.

High-End-Qualitätssicherung

Bereits während des Fertigungsprozesses wurden laufend Qualitätssicherungsmaßnahmen, sprich Soll-Ist-Vergleiche, mit Hexagon-Produkten durchgeführt: „Wir können somit in sehr kurzer Zeit feststellen, ob die Geometrie des Produktes in Ordnung ist oder ob Anpassungen vorzunehmen sind“, so Schmid weiter.

Zur Endkontrolle der Bauteile setzt MFL eine Global S Portal-Koordinatenmessmaschine, ebenfalls von Hexagon, ein. Ausgestattet ist das KMG mit einem taktilen Dreh-Schwenk-System und einem teilautomatisierten Palettenhandlingsystem. Damit wird auch ein hoher Messdurchsatz gewährleistet. „Im Zuge der Neuanschaffung der Global S wurde zudem die bestehende Messmaschine (Anm.: ein Produkt eines anderen Herstellers) mit modernster Sensorik und Software von Hexagon aufgerüstet. Somit hat MFL auf beiden Messmaschinen die gleiche technische Ausstattung“, begründet Dominik Giefing die Retrofit-Maßnahme.

Ausgezeichneter Service und Support

Hexagon ist für MFL laut Markus Schmid der perfekte Partner: „Weil wir sowohl hard- als auch softwareseitig einen Top-Support genießen und auch das Service bzw. die Wartungen der Messarme und Messmaschinen perfekt organisiert sind!“ Beispielsweise werden für die Dauer der Kalibrierung seitens Hexagon stets Ersatzgeräte zur Verfügung gestellt.

Die Partnerschaft zwischen Hexagon und MFL besteht mittlerweile mehr als 20 Jahre. „Wir begleiten unsere Kunden von der Bauteilentwicklung und Konstruktion über den Fertigungsprozess bis hin zur finalen Qualitätskontrolle“, fasst Thomas Szirtes, Geschäftsführer der Hexagon Metrology GmbH, das umfangreiche Produktangebot von Hexagon zusammen und er ergänzt: „Das war sicherlich kein alltäglicher Auftrag, daher freut es mich besonders, dass wir zu diesem interessanten Projekt einen positiven Beitrag leisten konnten.“

Prozess-Know-how sichert Erfolg

Da man über das Know-how aller notwendigen Prozessschritte verfügt, war MFL für dieses Projekt laut Markus Schmid der absolut richtige Partner. „Um die Lebensdauer noch weiter zu erhöhen, haben wir bei den fertigen Kettengliedern noch zusätzlich Schweißungen bzw. Aufpanzerungen vorgenommen“, zeigt Schmid weitere Details des Projektes auf. Als Werkstoff habe man sich daher für einen Vergütungsstahl GS 42CrMo4 entschieden.

MFL hat rund 300 neue Kettenglieder für beide Schneefräsen gefertigt. „Unser Kunde war mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Die Kettenglieder haben auf Anhieb gepasst und die Räumung der Großglockner-Hochalpenstraße war wieder sichergestellt!“, freut sich Gießereileiter Peter Fuchs über das erfolgreiche Projekt und ergänzt abschießend mit einem Schmunzeln: „Es hat alles perfekt zusammengepasst – österreichischer renommierter Kunde kauft bei österreichischem renommiertem Hersteller für Österreichs höchsten Berg!“

Thomas Szirtes
Geschäftsführer der Hexagon Metrology GmbH

„Dass wir gerade bei diesem nicht alltäglichen Projekt unser Know-how miteinbringen konnten, macht uns definitiv stolz. “

Dominik Giefing
Vertriebsleiter bei der Hexagon Metrology GmbH

„Bei Projekten wie diesem ist eine flexible Messtechnik kombiniert mit intelligenten Softwarelösungen Voraussetzung. Mit dem Absolute Arm sowie der CAD/CAE/CAM-Lösung VISI konnten wir die hohen Anforderungen bestens erfüllen.“

Infos zum Anwender

Die Maschinenfabrik Liezen und Gießerei Ges.m.b.H. (MFL) ist mit rund 700 Mitarbeitenden auf Engineering, Konstruktion und Fertigung komplexer Maschinen und Anlagen spezialisiert. Im Zentrum Europas angesiedelt blickt MFL auf eine mehr als 80-jährige Firmengeschichte zurück. Das Unternehmen ist Teil der leistungsstarken MFL-Gruppe, die weltweit in über 50 Ländern durch Vertriebspartner oder Vertriebsniederlassungen vertreten ist.

• Firmenareal: 220.000 m²
• Hallenfläche: 67.000 m²
• MitarbeiterInnen: 700
• Exportanteil: ca. 75 Prozent