Development of new clay roofing tile models using a 3

Entwicklung neuer
Dachziegelmodelle mittels
3-D-System
Neue Dachziegelmodelle werden heute mittels
dreidimensionaler Technik entwickelt. Der Beitrag
beschreibt die einzelnen Schritte von der Entwicklung über die Konstruktion und Fertigung bis zur
Inbetriebnahme eines neuen Modells. Die Entwicklungsphase wird am Beispiel einer Modellentwicklung für das Dachziegelwerk Meyer-Holsen dargestellt. Die Vorgehensweise von der 3-D-Entwicklung
über Kunstharzmuster bis hin zu Musterziegeln, die
auf einem Versuchswerkzeug im Dachziegelwerk
verpresst werden und durch den Produktionsprozess laufen, hat sich im Hinblick auf eine hohe
Produktionssicherheit bewährt.
Bei der Entwicklung neuer Dachziegelmodelle wird heute
fundiertes Wissen mit neuester Technik kombiniert. Konzeptentwürfe für die Neuentwicklung eines Dachziegels und Konzeptstudien für die Modellüberarbeitung werden mittels
dreidimensionaler Konstruktion durchgeführt. Für jeden
Modelltyp kann so die optimale technische Ausführung
gewährleistet werden. Wichtige Details wie Verfalzung, Stapelbarkeit, Eindeckspiel, Lage auf dem Trockenträger und
Wasserführung können damit überprüft werden. Den Wünschen der Dachziegelhersteller nach einem Produkt mit individuellem Design kann entsprochen werden. Anhand der 3-DDarstellung des Einzelziegels, eines Vierziegelverbundes und
einer Dachfläche kann die Modellentwicklung in Zusammenarbeit mit dem Dachziegelproduzenten erfolgen.
Das Ziel der gesamten Entwicklungsarbeit ist es, dem Dachziegler ein Netzwerk zur Verfügung zu stellen, mit dem er
qualitativ hochwertige Produkte wirtschaftlich produzieren
kann. Der Dachziegel steht im Vordergrund – die Werkzeuge
zur Herstellung der Dachziegel sind ein Hilfsmittel, um dieses
Ziel zu erreichen. Mit der Konzentration auf Entwicklung,
Konstruktion und Forschung wird für jeden Dachziegelproduzenten ein maßgeschneidertes Produkt erarbeitet. Für die Fertigung wird mit ausgewählten Partnern zusammengearbeitet,
bis hin zu Instituten und Produktdesignern.
Entwicklungsphase
Der Kunde wird bereits während der Entwicklungsphase bei
Fragen und Problemstellungen unterstützt. Beispiele dafür
sind Machbarkeitsstudien, Modellinformationen über Möglichkeiten, Probleme und Schwierigkeiten bei der Herstellung
und bei Prozessoptimierungen. Ein Teil der Entwicklungsarbeit
ist das Erstellen von Konzepten für bestehende oder neue
Trockengutträger und Anlagen.
* Tegulas GmbH, CH-8575 Bürglen
Daniel Imhof*
Development of new clay
roofing tile models using
a 3-D system
Today new clay roofing tile models are developed
by means of three-dimensional technology. This
paper describes the individual steps from the
development, through the design and manufacture, to the commissioning of a new model. The
development phase is presented on the basis of an
example of a model developed for the MeyerHolsen clay roofing tile works. The method of procedure from the 3-D development through synthetic resin specimens to model roofing tiles,
which are pressed on a pilot tool in the clay roofing tile works and then run through the production process, has proved successful in regard to
high production safety.
For the development of new clay roofing tile models today,
sound knowledge is combined with state-of-the-art technology. Design drafts for the new development of a roofing tile
and design engineering studies for revision of the model are
carried out by means of three-dimensional construction. In
this way the optimum technical execution can be guaranteed
for each model type. Important details such as interlocking
joints, stacking capability, covering tolerance, position on the
drying support and water conduction can be checked. It is
possible to comply with the wishes of the clay roofing tile
manufacturers for a product with individual design. On the
basis of the 3-D presentation of the individual roofing tile, a
combination of four interlocked tiles and a roof area, the
model development can be carried out in cooperation with
the clay roofing tile producer.
The aim of the entire development work is to make available
to the roofing tile producer a network, with which he can
produce high-quality products efficiently and economically.
In the foreground is the roofing tile – the tools for manufacturing the roofing tiles are the means to achieve this aim.
With the concentration on development, construction and
research, a tailor-made product is worked out for each roofing tile producer. For manufacturing, cooperation takes
place with selected partners, even institutes and product
designers.
* Tegulas GmbH, CH-8575 Bürglen
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Bild 1: Ein Dachziegelmodell für Versuchspressungen
Fig. 1: A clay roofing tile model for trial pressings
Vor Beginn eines Projektes ist es wichtig, Erfahrungen aus
bereits vorhandenen Modellen und der bestehenden Produktion zu sammeln und zu analysieren. Mögliche Einschränkungen durch das Rohmaterial sind ein sehr wichtiger Punkt: Ein
„Anfassen“ des Rohstoffes ist deshalb unumgänglich.
Die Lösungen und Varianten werden ständig den Prozessund Verkaufsvorstellungen angeglichen und dem Kunden per
E-Mail zur Verfügung gestellt. Die Konzepte werden begutachtet, beraten und Änderungswünsche diskutiert – dann
wird weiterentwickelt.
Im nächsten Schritt werden, je nach Bedarf, Musterziegel aus
Kunstharz oder einfache Versuchswerkzeuge hergestellt. Diese
lassen eine Probeproduktion auf der bestehenden Anlage zu.
Bild 1 zeigt ein Dachziegelmodell für Versuchspressungen,
Bild 2 das gleiche Modell, mit Gips ausgegossen.
Gerade bei einer „Neuentwicklung“ hat sich diese Probeproduktion mit ihren Vorteilen bewährt:
n Der Prozessablauf kann in der Fertigung bis ins Detail überprüft werden
n Es kann analysiert werden, ob der neue Dachziegel eventuell Problemzonen aufweist, beziehungsweise ob Schwierigkeiten beim Verpressen auftreten
n Der geometrische Dachziegelaufbau und das Erfüllen technischer Vorgaben können beurteilt werden, wie zum Beispiel die Bombierung, siehe Bild 3. (An den Seitenpartien
bestimmter Modelle wird mit einer konkaven oder konvexen Wölbung, der Bombierung, gearbeitet. Dadurch
erhalten diese Bereiche beim gebrannten Dachziegel eine
Rechteckform)
Das Erfassen solcher Basisdaten ist wichtig, da sich diese geometrischen Korrekturen durch den gesamten Werkzeugaufbau
ziehen. Spätere Änderungen sind zeitaufwändig und
kostenintensiv.
Ein weiterer Vorteil von Musterziegeln ist, dass Musterdächer
eingedeckt und begutachtet werden können. Die Optik und
die technischen Anforderungen der eingedeckten Dachfläche
werden mit den Zielvorgaben verglichen. Das neue Dachziegelmodell wird durch die Bereiche Marketing, Produktion und
Entwicklung kritisch beurteilt. Offene Punkte werden abgeklärt und Prüfungen an den Dachziegeln durchgeführt. Die
letzten Feinabstimmungen werden vorgenommen und
fließen in die endgültige Dachziegelkonstruktion ein.
Durch die gemeinsame Versuchsdurchführung und -auswertung mit dem Kunden wird eine optimale Ausgangslage für
den Start der Konstruktion und Fertigung der Werkzeuge
geschaffen.
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Bild 2: Modell aus Bild 1 – mit Gips ausgegossen
Fig. 2: Model from Fig. 1 – cast with plaster
Development phase
Already during the development phase, the customer receives
support in regard to questions and problem definitions.
Examples of this are feasibility studies, model information on
possibilities, problems and difficulties relating to manufacture
and process optimization. Part of the development work
involves the compiling of concepts for existing or new drying
supports and plants.
Before starting a project, it is essential to gather and analyse
experience from already available models and the existing
production. Possible restrictions due to the raw material are a
very important point: “touching” and “feeling” the raw material are therefore unavoidable.
The solutions and variations are adjusted constantly to the
process and sales expectations and made available to the customer by e-mail. The concepts are appraised, considered and
any desired modifications are discussed – then the development work continues.
In the next step, depending on requirements, specimen tiles
made of synthetic resin or simple pilot tools are manufactured. These allow a trial production on the existing plant.
Figure 1 shows a roofing tile model for trial pressings. Figure
2 shows the same model, cast with plaster.
Precisely in the case of a “new development”, this trial production with its advantages has proved successful:
n The process sequence can be tested in detail under production conditions
n An analysis can be made as to whether the new roofing tile
shows any problem zones or whether difficulties occur during pressing
n The geometric construction of the roofing tile and the fulfilment of technical preconditions can be assessed, for example the cambering, see Figure 3. (At the side sections of certain models, the roofing tile is worked with a concave or
convex curvature, the cambering. As a result, these sections
have a rectangular form in the fired roofing tile)
The recording of such basic data is important, as these geometric corrections run through the entire tool construction.
Later modifications are time-consuming and cost-intensive.
A further advantage of specimen roofing tiles is that specimen
roofs can be covered and appraised. The optical impression
and the technical requirements of the covered roof surface
are compared with the set targets. The new roofing tile
model is assessed critically by the marketing, production and
development areas. Open points are clarified and tests carried
out on the roofing tiles. The last precision adjustments are
made and flow into the final roofing tile design.
By carrying out and evaluating tests together with the client,
an optimum starting position is created for beginning the
construction and manufacture of the tools.
These procedures rule out to a very large extent any unpleasant surprises in the commissioning of the tools. Consequently
a high degree of safety is achieved both for the clay roofing
tile producer and for the model designer and constructor.
Model development for the Meyer-Holsen clay roofing
tile works
Bild 3: Trockener Dachziegel mit Bombierung
Fig. 3: Dry clay roofing tile with cambering
Diese Vorgehen schließen negative Überraschungen bei der
Inbetriebnahme der Werkzeuge weitestgehend aus. Sowohl
für den Dachziegelproduzenten wie auch für Modellentwickler und -bauer wird damit ein hohes Maß an Sicherheit
erreicht.
Modellentwicklung für das Dachziegelwerk
Meyer-Holsen
Anhand eines laufenden Projektes bei den Dachziegelwerken
Meyer-Holsen, Hüllhorst, wird die Vorgehensweise einer Entwicklung dargestellt.
Bei dem ersten Treffen wurden die Vorstellungen, Anforderungen und Rahmenbedingungen des Kunden aufgenommen
und diskutiert. Die Aufgabenstellung war:
n die Optik soll einem Strangfalz entsprechen
n Lattenweite: 330 mm bis 355 mm, Verschiebebereich:
25 mm
n Stückzahl: unter 13 Dachziegel pro m2
n das neue Modell soll in den Arbeitsformen eines vorhandenen Dachziegels verpresst werden und
n das neue Modell muss auf die vorhandenen H-Kassetten
passen und möglichst auch auf die bisher verwendeten
Trockenträger
Mit der Optik eines Strangfalzziegels entstand auf der Grundlage eines bestehenden Dachziegels, mit dem Trennungsverlauf und den Auflageflächen für Trocken- und Brenngutträger.
Die genannten Vorgaben wurden bei der ersten Entwicklung
berücksichtigt. In dieser Entwicklungsphase standen die wichtigsten technischen und optischen Belange im Vordergrund.
Die erste vorgeschlagene Lösung war optisch nicht zufrieden
stellend. Die von Meyer-Holsen festgelegten Rahmenbedingungen wurden gelockert. Als erstes wurde die Vorgabe „Verwendung der bestehenden Arbeitsformen des vorhandenen
Dachziegels“ aufgegeben. Als zweites wurde auf das Verwenden der bestehenden Trockengutträger verzichtet.
Das zu entwerfende Dachziegelmodell erwies sich als sehr
anspruchsvoll. Mit dem Einsatz der 3-dimensionalen Konstruktion konnte die technisch beste Lösung zwischen geringem Stufensprung von Dachziegelfläche zu Dachziegelfläche,
Verschiebbarkeit, Verfalzung und optischer Höhendifferenz
vom tiefsten zum höchsten Punkt auf dem Deckfalz aufgezeigt werden. Diese Aspekte wurden bei der weiteren Entwicklung berücksichtigt und neue Varianten erarbeitet. Erst als
die Vorgaben aus den Bereichen Marketing und Produktion
übereinstimmten, war dieser Vorgang abgeschlossen.
Nach fünf Entwicklungsschritten stand das Dachziegelmodell.
Als Ergebnis lag ein Papier vor, auf dem die gesteckten Ziele
umgesetzt waren. Alle an der Entwicklung Beteiligten kannten
The method of procedure is presented on the basis of an
ongoing project at the Meyer-Holsen clay roofing tile works,
Hüllhorst.
At the first meeting, the expectations, requirements and
framework conditions of the customer were noted and discussed. The job definition was:
n The optical impression should correspond to an extruded
interlocking tile
n Lath width: 330 mm to 355 mm; adjustable range: 25 mm
n Number of tiles: under 13 roofing tiles per m2
n The new model should be pressed in the working moulds
of an existing roofing tile and
n The new models must fit on the existing H-cassettes and, if
possible, also on the drying supports used previously
With the optical appearance of an extruded interlocking tile,
the new model arose on the basis of an existing clay roofing
tile, with the separation procedure and the bearing areas for
drying and firing supports. The said preconditions were taken
into consideration in the first development. In this development phase, the most important technical and optical interests were in the foreground.
The first solution suggested was not satisfactory in regard to
the optical impression. The framework conditions imposed by
Meyer-Holsen were relaxed. First of all, the precondition
regarding the use of the available working moulds of the
existing roofing tile was abandoned. Secondly, it was decided
not to use the existing drying supports.
The clay roofing tile to be designed proved to be very
demanding. With the use of the three-dimensional construction, it was possible to demonstrate the best technical solution
between a small graduated step from one roofing tile area to
another, adjustment capability, interlocking joints and optical
height difference from the lowest to the highest point on the
covering interlock. These aspects were taken into consideration
in the further development and new variations were worked
out. When the preconditions from the marketing and production areas were identical, this procedure was concluded.
After five development steps, the clay roofing tile model was
complete. The result was presented in a document, in which
the set targets were implemented. Everyone involved in the
development work knew the new product down to the last
detail. In the new model, any problems occurring which may
lead to difficulties in production were taken into consideration.
The basis for this were the empirically determined observations
of the model developer. Figs. 4 and 5 show the sequence of
the development work in the 3-D presentation: The junction of
four roofing tiles and the roof area are to be seen.
In the next step an auxiliary tool for production on the
turntable press was manufactured and, together with the
model developer, the first roofing tiles were pressed. First of
all the freshly pressed tiles were assessed. Results from the
“drying” and “firing” areas were compiled and evaluated.
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Bild 4: Entwicklungsetappen, dargestellt am Vierziegeleck
Fig. 4: Development stages shown on the junction of four roofing tiles
das neue Produkt bis ins Detail. Im neuen Modell wurden
eventuell auftretende Probleme, die bei der Produktion zu
Schwierigkeiten führen können, berücksichtigt. Grundlage
dafür waren die empirisch ermittelten Erfahrungen des
Modellentwicklers. Die Bilder 4 und 5 zeigen den Ablauf der
Entwicklungsarbeiten in der 3-D-Darstellung: Gezeigt werden
das Vierziegeleck und die Dachfläche.
Im nächsten Schritt wurde ein Hilfswerkzeug zur Produktion
auf der Drehtischpresse hergestellt, und die ersten Dachziegel
wurden gemeinsam mit dem Modellentwickler verpresst.
Zuerst wurden die frisch verpressten Dachziegel beurteilt.
Ergebnisse aus den Bereichen „Trocknen“ und „Brennen“
wurden zusammengetragen und ausgewertet. Parallel dazu
trocknete man einen Dachziegel bei Raumtemperatur und
erfasste die relevanten Daten. Dieser Ziegel sah „gut“ aus –
im Gegensatz zu den Versuchsdachziegeln, die den normalen
Prozess durchliefen. Die größten Probleme traten beim Trocknen auf. Ein Teil im Bereich des Wasserfalzes wölbte sich bis zu
20 mm nach oben. Gegenmaßnahmen wurden telefonisch
besprochen, konstruktiv geändert und als Zeichnung wieder
zur Verfügung gestellt. Die Änderungen wurden bei MeyerHolsen in die Gipskontur der vorhandenen Versuchsarbeitsformen eingearbeitet.
Weitere Versuche wurden durchgeführt. Die Ergebnisse waren
besser, aber noch nicht zufriedenstellend. Eine weitere
gemeinsame Absprache vor Ort war notwendig. Sämtliche
Änderungen am Dachziegel und an den Trockengutträgern
wurden durchgesprochen und diskutiert. Die gewonnenen
Ergebnisse wurden begutachtet und hinterfragt. An einem
noch nicht vollständig getrockneten Dachziegel konnten die
möglichen Ursachen für das ungewünschte Verhalten
während der Trocknung erkannt werden. So wurden Korrekturmöglichkeiten abgeleitet und diese in weiteren Versuchen
getestet. Die Dachziegelrückseite wurde gravierend geändert.
Die Versuche erbrachten positive Ergebnisse. Bei der Schlussbesprechung wurde das vorhandene Modell im Detail
ergänzt, optimiert und die Freigabe zur Werkzeugkonstruktion beschlossen. Bild 6 zeigt die Vorder- und Rückseite
des heutigen Dachziegelmodells und Bild 7 eine eingedeckte
Dachziegelmusterfläche.
Konstruktion
In der Konstruktion wird ausschließlich mit einem 3-D-System
gearbeitet. Das EDV-Netzwerk, bestehend aus neuester Hard-
Bild 5: Entwicklungsetappen, dargestellt an der Dachziegelfläche
Fig. 5: Development stages shown on the roofing tile area
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Parallel to this, a roofing tile was dried at room temperature
and the relevant data registered. This tile looked “good” – in
contrast to the experimental roofing tiles which ran through
the normal process. The major problems occurred during drying. Part of the tile at the water interlock arched upwards by
20 mm. Countermeasures were discussed by telephone,
adjustments were made to the design and made available
again as a drawing. At the Meyer-Holsen works the modifications were integrated into the plaster contour of the existing
test working moulds.
Further tests were carried out. The results were better but still
not satisfactory. A further joint agreement on site was necessary. All alterations made on the roofing tile and the drying
supports were reviewed and discussed. The results obtained
were appraised and scrutinized. Possible causes for the undesired behaviour during drying could be recognized on one
not completely dried roofing tile. With these findings, corrective possibilities were derived and tested in further experiments. The rear side of the roofing was altered radically. The
tests brought positive results. At the final meeting the existing
model was supplemented in detail, optimized and clearance
was given for construction of the tools. Fig. 6 shows the front
and rear side of the present clay roofing tile and Fig. 7 a sample covered roof area.
Bild 6: Vorder- und Rückseite des heutigen Dachziegelmodells
Fig. 6: Front and rear side of the present clay roofing tile model
Construction
In the construction section work is carried out exclusively with
a 3-D system. The electronic data processing network, consisting of the latest hardware and software, extends to the
partners in the manufacturing section. The customers benefit
from information in the form of 3-D views through to draw-
und Software, reicht bis zu den Partnern in der Fertigung. Die
Kunden profitieren von Informationen in Form von 3-DAnsichten bis hin zu Zeichnungen, die per E-Mail versendet
werden. Für jeden Auftrag wird ein Pflichtenheft als Informations- und Grundlagenpapier für die auszuführenden Konstruktionen erstellt. Dieses beinhaltet wichtige Kundeninformationen über das Dachziegelmodell, Verpressungsanlagen,
Transportanlagen, Trockenträger und Werkzeuge.
ings which are sent by e-mail. For each order, a list of specifications is compiled as an informational and basic document
for the construction work to be carried out. This contains
important customer information on the clay roofing tile
model, pressing plants, transport systems, drying supports
and tools.
The basis for each construction is the clay roofing tile model.
Tool construction is only begun when the following points
have been worked out:
Pflichtenheft
Maschineninformationen: Maschinenhersteller, Maschinentyp, Lage des Dachziegels auf der Trommel
Werkzeuginformationen: Mutterformen, Mutterformrahmen, untere Arbeitsform, obere Arbeitsform, Saugkopf
Dachziegelinformationen: Masse (Nassmasse), Scherbendicke, Bombierungen, Trenngrat, Schwindung, Eindeckspiel (gebrannt), Lattenweite, Stückzahl pro m2,
Verfalzung, Eindeckmöglichkeit, Nagelloch, Radien, Stapelpunkte, Ziegelbezeichnung
Allgemeine Informationen: Diese Arbeitsweise garantiert
ein effizientes und fehlerfreies Abwickeln des Auftrages.
Durch den Einsatz einer digitalen Bildkamera ist es möglich, jedem Projekt Bildinformationen über Werkzeuge,
Maschinen und Infrastrukturen beizufügen. Die Konstruktion ist im Besitz möglichst vieler wichtiger, zusätzlicher Informationen.
Den Grundstein jeder Konstruktion bildet das Dachziegelmodell. Mit der Werkzeugkonstruktion wird erst begonnen,
wenn folgende Punkte abgearbeitet sind:
n Einzelziegel im Grundaufbau nach neuesten Erfahrungen
und Kenntnissen in Bezug auf das Ziegelmodell und dessen
Eigenschaften und Eigenheiten
n Analyse der Querschnitte im Abstand von wenigen Millimetern (Bild 8)
n Beurteilung im gestapelten und eingedeckten Zustand
(Bild 9)
n Optimale Verfalzung im Wasser-, Deckfalz-, Kopf-, Fuß- und
im Ziegeleckbereich (Vierziegeleck)
Nach der Freigabe zur Konstruktion entstehen alle notwendigen Werkzeugkomponenten. In einem eigens entwickelten
System orientieren sich die verschiedenen Bauteile nach der
Referenz des Dachziegels. In Abhängigkeit davon lässt sich
zum Beispiel die Bombierung im Wasserfalzbereich von
1,5 mm auf 2,0 mm ändern. Nach dem Regenerierungsprozess sind sämtliche betroffenen Bauteile komplett geändert,
wie zum Beispiel Mutterform mit Rahmen, Randleiste, Saugkopfkörper mit Saugplatte und Messer bis hin zu den technischen Zeichnungen.
Während der Konstruktion können mit dem Kunden per
E-Mail die Baugruppen diskutiert und, wenn notwendig,
angepasst werden. Die Konstruktion orientiert sich an den
Möglichkeiten, die das Verwenden von 3-D-Daten in Zusammenhang mit neuester Fertigungstechnik bietet. Daraus abgeleitet entstehen neue Bauweisen für die verschiedenen Baugruppen.
Das Saugkopfsystem zum Beispiel hat sich innerhalb eines
Jahres komplett geändert. Das erste System arbeitete folgendermaßen: Um das Kleben von Tonmaterial an den Schneidmessern zu reduzieren, fließt von der Saugplatte über den
Dachziegel Strom an die Messer. Die Schneidmesser sind
daher komplett vom eigentlichen Grundkörper isoliert. Dies
geschieht durch eine Werkstoffschicht zwischen Grundkörper
und Schneidmesser. Die Befestigungsschrauben der Schneid-
Specifications
Machinery information: Machine manufacturer, machine
type, position of the clay roofing tile on the drum
Tool information: Master moulds, master mould frame,
lower working mould, upper working mould, suction head
Clay roofing tile information: Mass (wet mass), clay body
thickness, cambering, trimming burr, shrinkage, covering
tolerance (fired), lath width, number per m2, interlocking
joints, covering possibility, nail hole, radii, stacking points,
roofing tile designation
General information: This working method guarantees
the efficient and correct processing of the order. With the
use of a digital image camera, it is possible to attach picture information on tools, machines and infrastructures for
each project. The construction section is in possession of as
much important additional information as possible
n Individual roofing tile in its basic structure according to the
latest experience and findings in regard to the clay roofing
tile model and its characteristic features and individual
attributes
n Analysis of the cross-sections at intervals of a few millimetres (Fig. 8)
n Assessment in stacked and covered state (Fig. 9)
n Optimum interlocking joints at the water interlock, covering interlock, head, foot and corner area of the roofing tile
(four tile junction)
After release of the model for construction, all necessary tool
components are produced. In a specially developed system,
the various construction elements are oriented according to
the reference of the clay roofing tile. Depending on this, it is
possible for example to adjust the cambering in the water
interlock area from 1.5 mm to 2.0 mm. After the regeneration
process, all affected construction elements are completely
modified, for example the master mould with frame, edge
strip, suction head body with suction plate and knife, together with the technical drawings.
During construction, the components can be discussed with
the customer by e-mail and adjusted if necessary. The con-
Bild 7: Eingedeckte Dachziegelmusterfläche
Fig. 7: Specimen area clad with roofing tiles
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Bild 8: Modell einer Querschnittsüberprüfung
Fig. 8: Model of a cross-sectional test
Bild 9: Beurteilung im gestapelten Zustand
Fig. 9: Assessment of tiles in stacked state
messer sind ebenfalls isoliert. Für diesen aufwändigen und
kostenintensiven Herstellungsprozess wird für den Grundkörper meist ein Aluminiumguss mit dazugehörigem Gießereimodell benötigt. Am Fertigungsablauf sind somit Modellbauer, Gießerei, nochmals Modellbauer und die mechanische
Fertigung beteiligt. Neben höheren Herstellungskosten sind
auch die Durchlaufzeit und somit die Lieferzeit länger.
Bei dem neuen „Sandwich-System“ werden die Schneidmesser direkt an einer Aluminiumplatte befestigt. Darunter und
darüber befindet sich eine Werkstoffschicht. Diese beiden
Platten übernehmen die Isolationsfunktion gegenüber der
Trägerplatte aus Aluminium. Die Halbfabrikate werden durch
Wasserstrahlschneiden hergestellt, in der mechanischen Fertigung bearbeitet und montiert. Optional kann dieses Baukastensystem mit beweglicher Saugplatte, Messerhalter, Messerschneiden und einer integrierten Messerbeölung ausgestattet
werden.
Ziel dieser Entwicklung war es, die Herstellungskosten bei
gleich bleibender oder besserer Qualität zu senken. Als weiterer Punkt sollten die Werkzeuge „anwenderfreundlicher“ sein.
Das Saugkopfsystem ist leichter und somit besser zu handhaben und belastet die Pressenanlage weniger. Ein späteres
Nachrüsten der oben genannten Optionen ist möglich. Die
Schnittstellen zu weiteren beteiligten Lieferanten an Gesamtprojekten werden vom Modellentwickler wahrgenommen
und selbstständig bearbeitet.
Das Ergebnis der fertigen Konstruktion ist spezifisch auf die
Partner in der Fertigung abgestimmt: von 2- und 3-D-Daten
bis hin zu technischen Zeichnungen mit Explosionsdarstellungen und Stücklisten für die Montage. Letztere werden
während der Konstruktion automatisch im Hintergrund
erstellt.
struction is oriented to the possibilities offered by the use of
3-D data in connection with the latest manufacturing technology. Derived from this, new construction methods arise for
the different components.
For example, the suction head system has changed completely within one year. The first system worked in the following
manner: In order to reduce the clay material sticking to the
cutting knives, electricity flows from the suction plate via the
roofing tile to the knives. The cutting knives are therefore
completely insulated from the actual base body. This occurs by
means of a coating of material between base body and cutting
knives. The fastening screws of the cutting knives are also insulated. For this time-consuming and cost-intensive manufacturing method, cast aluminium with the appropriate casting
model is usually required for the base body. Consequently the
model builder, the foundry, the model builder again and the
mechanical production are involved in the manufacturing
sequence. In addition to the higher production costs, the processing time and thus the delivery time is also longer.
With the new “Sandwich System”, the cutting knives are fastened directly onto an aluminium plate. Above and below
there is a coating of material. These two plates take over the
insulating function towards the bearing plate of aluminium.
The semi-finished products are manufactured by water jet
cutting, processed and assembled in the mechanical production. Optionally this modular system can be fitted with a
mobile suction plate, knife holder, knife cutters and integrated
knife lubrication.
The aim of this development was to lower the manufacturing
costs while retaining or improving the quality standard. As a
further point, the tools should be “user-friendly”. The suction
head system is lighter and therefore better to handle and
causes less load on the pressing plant. Later retrofitting of the
above mentioned options is also possible. The interfaces to
other suppliers involved in overall projects are looked after
and processed independently by the model developer.
The result of the finished construction is coordinated specifically with the partners in the production section: from 2-D and 3D data through to technical drawings with explosion representations and piece lists for assembly. The latter are compiled
automatically in the background during construction.
Fertigung
Eines der wichtigsten Bindeglieder im Netzwerk ist die „virtuelle“ Fertigung. Dazu wird mit verschiedenen Firmen in der
Schweiz und Deutschland aus folgenden Bereichen zusammengearbeitet:
n Modellbau
n Gießerei
n Laserfertigung
n Wasserstrahlfertigung
n Mechanische Fertigung
Die Partnerfirmen weisen einen hohen technischen Fertigungsstand auf. Damit wird ein effektives und effizientes
Umsetzen der verschiedenen Daten aus der Konstruktion
sichergestellt. Mit diesem System werden alle Informationen
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Manufacture
One of the most important links in the network is the “virtual”
manufacture. For this purpose, work is carried out in cooperation with various firms in Switzerland and Germany from the
following areas:
so weitergeleitet, dass eine reibungslose Produktion gewährleistet ist. Alle Halbfabrikate fließen in der Mechanischen Fertigung zusammen. Dort findet auch die Endmontage sämtlicher Baugruppen vor der Auslieferung statt. Ersatz-,
Verschleißteile und Modellpflege kommen alle aus einer
Hand. Die zukunftsorientierte Organisationsform der „virtuellen“ Fertigung ist ein Zusammenspiel von Kompetenz, technologischem Know-how, Leistungsbereitschaft und vor allem
dem Vertrauen in den mitwirkenden Partner.
Inbetriebnahme
Bei der Inbetriebnahme der Werkzeuge können wichtige
Informationen und Daten praktisch ermittelt und Erfahrungen
gesammelt werden. Zum Dienstleistungsangebot gehört auch
die Festlegung des optimalen Querschnittes für die Batzengestaltung. Mit einem bestmöglich gestalteten Batzen wird das
Material innerhalb des Querschnittes so verteilt, dass die Form
ideal ausgefüllt wird. Dadurch kann auch das Batzengewicht
reduziert werden, und es fällt weniger Restmaterial an.
Die Facharbeiter an den Maschinen, die täglich mit Ton und
Werkzeugen arbeiten, sind wichtige Informationsträger für
den Modell- und Werkzeugentwickler. Sind sie mit der Ausführung und Handhabung zufrieden? Diese Frage stellt sich
von der Gipserei bis zur Instandhaltungsabteilung.
Jeder Werkzeugsatz ist ein Prototyp und kein ausgereiftes Serienprodukt. Eine 100%ige Sicherheit besteht bei keinem Projekt. Das Ziel ist es, möglichst nahe an diese Grenze zu kommen. Eine Standortbestimmung bei der ersten Verpressung ist
sehr wichtig. Die allfälligen Korrekturmaßnahmen können
gemeinsam diskutiert und, wenn notwendig, eingeleitet werden. Und nicht zuletzt ist es wichtig, ein frisch verpresstes
Produkt an den Entstehungsort – ins Konstruktionsbüro – mitzunehmen. Am Erfolg des Projektes sollen alle teilhaben, dies
ist eine Motivation für neue erfolgreiche Vorhaben.
n Model construction
n Casting foundry
n Laser manufacture
n Water jet manufacture
n Mechanical production
The partner firms demonstrate a high technical production
standard. This ensures the effective and efficient implementation of the various data from the construction section. With
this system, all information is passed on so that smooth production is guaranteed. All semi-finished products flow together
in the mechanical production. The final assembly of all components also takes place there before delivery. Spares, wearing parts and model maintenance all come from one source.
The future-oriented organization form of “virtual” manufacture is an interplay of competence, technological know-how,
performance capability and above all confidence in the contributing partners.
Commissioning
When commissioning the tools, important information and
data can be obtained in practice and experience gathered.
The services offered also include the determination of the
optimum cross-section for the shaping of the clay bat. With
the best possible form of clay bat, the material is distributed
within the cross-section so that the mould is ideally filled. As a
result the weight of the bat can also be reduced and less
residual material occurs.
The skilled workers at the machines, who work with clay and
tools every day, are important sources of information for the
model and tool developer. Are they satisfied with the design
and handling? This question is posed from the plaster casting
unit through to the maintenance department.
Each set of tools is a prototype and not a perfected series
product. There is no 100% security for any project. The target
is to get as close as possible to this limit. A definition of one’s
position at the first pressing is very important. Any due correction measures can be discussed jointly and initiated if necessary. And not least it is important to take a freshly pressed
product to its place of origin – to the construction office.
Everyone should share in the success of the project, this is a
motivation for new successful projects.
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