Energiesparend entstauben
Die ESK-SIC GmbH erneuert Filter für Entstaubungsanlagen mit Hilfe von Laserscans
Niedriger Stromverbrauch und höhere Effizienz
sind wichtige Treiber für den Umbau
von Produktionsanlagen. Das gilt auch für
die ESK-SIC GmbH in Grefrath, die Siliciumcarbid
in verschiedenen Körnungen und
Qualitäten produziert. Um neue Anlagen
effektiv in den Bestand zu integrieren,
muss dieser erfasst und dokumentiert
werden. MuM hat mit Software, Hardware
und Dienstleistung zum Thema Laserscanning
die Basis für erfolgreiche Anlagenkonzeption
geschaffen. Heute sind
Laserscans, die problemlos mit Autodesk
Inventor weiterverarbeitet werden können,
der Grundstein für die Planung.
Seit bald 100 Jahren sind die ESK-SIC GmbH in Grefrath bei Köln und ihre
Rechtsvorgänger am Markt erfolgreich: 1922 gründete Dr. Max Schaidhauf
das Elektroschmelzwerk Kempten AG. Das Tochterwerk in Grefrath,
Baujahr 1952, produzierte bis in die 70er Jahre Siliciumcarbid (SiC) und
verarbeitete es zu Körnungen, Fraktionen und Pulvern. Seit der Einstellung
des Ofenbetriebs wird „nur noch“ weiterverarbeitet. In diesem Bereich
ist die ESK-SIC GmbH heute weltweit führend.
Ein harter Job im wahrsten Sinne des Wortes
SiC – ein synthetisches Industriemineral – gehört zu den neun von der
Welthandelsorganisation (WTO) definierten Schlüssel-Rohstoffen. Bauteile
aus SiC kommen in vielen technisch herausfordernden Bereichen
zum Einsatz, unter anderem in der Präzisionsoptik, Elektronik, Mechanik
und chemischer oder thermischer Verfahrenstechnik, sowie – mit wachsendem
Anteil – in innovativen Produktionstechnologien wie der additiven
Fertigung. Von besonderer strategischer Bedeutung ist SiC in Form
hochreiner, eng fraktionierter Feinstpulver mit einer Korngrösse von 0,5
bis 250 μm. „Einfach gesagt: Wir zerkleinern grosse Brocken“, erklärt
Dominik Fischer, Projektingenieur für Verfahrenstechnik bei ESK-SIC, die
Tätigkeit des Unternehmens. Doch das ist komplexer, als es sich anhört:
Da sich das Endprodukt durch extreme Härte auszeichnet, widersetzt
sich auch der Rohstoff der Zerkleinerung. Die Maschinen sind damit höchsten
Belastungen ausgesetzt, und das Technikteam, das für Instandhaltung
und Weiterentwicklung des Maschinenparks zuständig ist, hat
gut zu tun.
Alle Maße in dieser Halle händisch zu ermitteln, würde mehrere Personen etliche Wochen beschäftigen, und Fehler wären vorprogrammiert.
Eine Punktwolke ist mehr als eine exakte Abbildung: Hier lassen sich sogar Entfernungen, Winkel, Radien, Durchmesser usw. ausmessen.
Eigentlich nur Lizenzverlängerung
Die Techniker nutzen vor allem Autodesk Inventor für ihre Konstruktionsarbeit. Man besitzt jedoch Lizenzen der kompletten Product Design & Manufacturing Collection, und diese standen zur Aktualisierung an. Natürlich redet man bei solchen Bestellungen mit dem Lieferanten – in diesem Fall die Dürener Niederlassung von MuM – auch über aktuelle Projekte, über Pläne, über Ideen, und so erwähnte Dominik Fischer eher beiläufi g den anstehenden Ersatz des grossen Entstaubungsfi lters durch mehrere kleinere, energieeffi zientere und effektivere Geräte.Planen im Bestand – immer tückisch
Es stellte sich schnell heraus, dass es für die 40 Jahre alte Anlage keine vollständigen Pläne gab. Auch die Rohrleitungen, die in dem dreistöckigen Gebäude verlegt waren, waren nicht hinreichend dokumentiert. Die Planung der neuen Anlagen und ihre Montage würde eine gewaltige Herausforderung sein. Der Vorschlag, das Problem mit Hilfe eines 3D-Laserscanners zu lösen, stieß daher auf offene Ohren.Das Untergeschoss als Testgebiet
Ziemlich spontan entschloss sich das Team zu einer Präsentation. Die Experten von MuM führten Scans im Untergeschoss des betroffenen Gebäudes durch: Acht Aufnahmen, die anschliessend softwaretechnisch zusammengefügt wurden. „Wir mussten ein bisschen Zeit mitbringen, da die Datenmengen natürlich sehr gross sind“, erinnert sich Dominik Fischer. „Aber am Ende hatten wir eine komplette Punktwolke des Raums und 3D-Fotos, mit denen wir weiterarbeiten konnten.“ Die Entscheidung, selbst eine solche Lösung anzuschaffen, war schnell gefallen.Training „on the Job“
Training sei nötig gewesen – dabei sei es nicht in erster Linie um die Bedienung des Scanners, sondern um die Nachbearbeitung der Scans gegangen, sagt Dominik Fischer. Die Experten von MuM haben ihm auch hier zur Seite gestanden. Anstelle einer Schulung gab es ein dreitägiges Training „on the Job“. Das dreigeschossige Gebäude, in dem der zu ersetzende Filter installiert ist, wurde in dieser Zeit komplett aufgenommen. Dazu waren etwa 60 Scans nötig, die sich dank leistungsstärkeren Rechnern als bei der ersten Präsentation auch zügig bearbeiten ließen.
Auf Basis der Laserscans kann man präzise „in den Bestand“ konstruieren.
Der alte Filter zur Entstaubung ist zu groß und verbraucht zu viel Energie; mehrere kleinere sollen ihn ersetzen.
Typisch Altbau: Rohre und Rohrknoten, an die man kaum herankommt; aktuelle, vollständige Pläne fehlen.
Viele Bilder – eine Wolke
Die zugehörige Applikation Autodesk ReCap hilft, die einzelnen Aufnahmen passgenau zusammenzusetzen. Meist erkennt der Scanner selbst, welche Flächen er schon gescannt hat und welche neu sind. Wenn er jedoch „die Orientierung verliert“, werden auf dem Bildschirm jeweils zwei zusammenzuführende Bilder angezeigt, und der Benutzer klickt auf drei Flächen, die in beiden Bildern zu sehen sind. Das genügt dem Programm, um die Punktwolken zu vereinigen: Die Software rechnet – das Ergebnis passt.Punktwolke als Planungsgrundlage
Die fertige Punktwolke kann man nun in Autodesk Inventor übernehmen. Das Beste: Die Masse stimmen bereits, und man kann z. B. präzise markieren, welche Teile zu entfernen sind. Ebenso leicht lässt sich die neue Anlage in den Bestand hineinkonstruieren. Kollisionen zwischen Neukonstruiertem und Bestehendem findet Autodesk Navisworks automatisch. Nur sechs Wochen nach dem Scannen „stehen“ bei ESK-SIC die Konstruktion der neuen Filter und der zugehörigen Rohrleitungen.Engagierte Betreuung
In der nächsten Zeit geht es darum, die strömungstechnischen Kalkulationen durchzuführen. Auch dabei ist das Team bei ESK-SIC auf gutem Wege. Denn hier ist MuM ebenfalls im Einsatz und unterstützt bei der Suche nach der passenden Software für diese Anwendung. „So stelle ich mir gute Zusammenarbeit vor“, sagt Dominik Fischer. „Es macht Spaß, so viel Einsatz und Kompetenz zu erleben.“
Der Anwender klickt in jedem Bild auf drei Referenzflächen, die in beiden Bildern zu sehen sind, und die Software vereinigt die beiden Punktwolken zu einem Gesamtbild.
