Eine gute Beleuchtung in der richtigen Stärke, aber auch der richtigen Farbe ist immens wichtig für eine optimale Arbeitsumgebung. Dabei müssen Industrieleuchten auch noch robust sein und vielen Regularien entsprechen. Alfred Pracht Lichttechnik hat zudem noch einen hohen Anspruch an das Design. Bei der Entwicklung ihrer Produkte vertraut das Unternehmen auf die CAD-Software „Solidworks“ von Dassault Systèmes, betreut durch das Systemhaus Coffee.

Alfred Pracht fertigte seine erste Leuchte 1953 im Erdgeschoß seines Wohnhauses. Der erste Verkaufsschlager waren die bekannten rundlichen „Kellerleuchten“ mit einem Schutzgitter aus Metall. Seit 2011 ist mit Jonathan Pracht die dritte Generation der Gründerfamilie in der Geschäftsleitung der heutigen Alfred Pracht Lichttechnik GmbH vertreten, die rund 140 Mitarbeiter beschäftigt.

Leuchten in industriellen Umgebungen sind den unterschiedlichsten Bedingungen ausgesetzt und müssen trotzdem zuverlässig funktionieren. Oft sind sie in Hallen sehr hoch aufgehängt, so dass die Wartung der Leuchtmittel oft relativ aufwändig ist. Solche Leuchten sollen ohne Beanstandung viele Jahre ihren Dienst verrichten. Sie müssen oft extrem staub- und wasserdicht sein – beispielsweise so, dass sie mit dem Hochdruckreiniger gereinigt werden können.

Schon Alfred Pracht war deshalb bei der Qualität seiner Produkte kompromisslos. Hinzu kam die Innovation, die in der Firmengeschichte immer eine große Rolle spielte und unter anderem im Jahr 2015 zur Gründung des Pracht Institute of Technology (PIT) führte. Das Entwicklungszentrum soll Forschung, Entwicklung und den Austausch zwischen universitärer Entwicklung und dem Unternehmen verstärken.

Bis zu 95 Prozent nachwachsende Rohstoffe

Die Nachhaltigkeit spielt bei der Entwicklung neuer Leuchten ebenfalls eine sehr wichtige Rolle, der Anteil nachwachsender Rohstoffe in den Pracht-Leuchten kann bis zu 95 % betragen. Dafür werden in Zusammenarbeit mit Hochschulen sogar spezielle Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, beispielsweise aus Speisestärke, entwickelt, die trotzdem immer die hohen Anforderungen der Industrie erfüllen müssen. Ein weiteres gemeinsames Forschungsfeld sind wärmeleitfähige, aber elektrisch isolierende Kunststoffmaterialien, die u. a. die Umrüstung bestehender Leuchtenbaureihen erleichtern würden.

Die Kunden finden sich in den unterschiedlichsten Branchen, von Verkehrsbetrieben bis zur Lebensmittelbranche wie bei Krombacher oder Coppenrath + Wiese.

Intuitive Bedienung auch für Unerfahrene

Im Jahr 2013 startete das Unternehmen mit Solidworks-Lizenzen von Dassault Systèmes. Henning Keitel, Entwickler und Konstrukteur bei Pracht, schildert seine Erfahrungen: „Mit Solidworks kommt man sofort zurecht. Die Bedienung ist intuitiv, auch wenn man sich noch nicht in allen Funktionen auskennt – die Befehle sind da, wo man sie erwartet. In der Produktentwicklung haben wir im Prozess viele kleine Änderungen auszuführen, das geht mit dieser CAD-Lösung sehr gut.“

Ausbau mit PDM-Software

Da die Leuchten den EU-Richtlinien entsprechen müssen – auch bei Sonderformen für einzelne Kunden – und gemäß diesen Richtlinien alle Änderungen dokumentiert sein müssen, denken Henning Keitel und seine Kollegen derzeit über die Einführung von Solidworks PDM nach: „Bisher speichern wir viele Daten in den Solidworks-Eigenschaften.

Für die Eingabe haben wir zusammen mit Coffee eine Lösung erarbeitet, die eine einfache Eingabe über eine Attributmaske ermöglicht. So haben wir für jedes Einzelteil und jede Baugruppe ein Eigenschaftenfenster, in dem wir Daten wie Produktfamilie, Artikelnummer oder auch Abstrahlwinkel der Optik hinterlegen können. In einem PDM-System wäre das natürlich noch komfortabler, ganz abgesehen von den anderen Vorteilen, die PDM bietet, wie bessere Zusammenarbeit, Revisionssicherheit und so weiter“, so Henning Keitel.

„Sehr praktisch ist die Assoziativität zwischen Bauteilen, Baugruppen und Zeichnungen“, sagt der Entwicklungsingenieur: „Bei uns kommt es öfter vor, dass wir für einen Kunden kleinere Änderungen machen, beispielsweise an der Aufhängung der Leuchten. Das ist dank der Assoziativität sehr einfach umzusetzen. Ändert man das Bauteil, so passen sich die Baugruppe und vor allem die Zeichnungen automatisch an und man kann die Zeichnungen schnell an den Lieferanten weitergeben, damit der die neuen Teile fertigt.“

Strömungs- und Wärmesimulationfür LED-Entwicklung

Stark an Bedeutung gewonnen hat für den Leuchtenhersteller die in Solidworks integrierte Strömungs- und Wärmesimulation mit dem Siegeszug der LED. Diese sind zwar effizient, erzeugen aber auch viel Licht auf einer sehr kleinen Fläche. Das führt zu einer sehr punktuellen Hitzeentwicklung, die zuverlässig abgeführt werden muss. Somit werden Gehäuse- und Kühlkörperdesign immer wichtiger. Ein wichtiger Simulationsbestandteil ist das Wärmeabstrahlverhalten der Leuchten, wenn Staub auf ihnen liegt.

„Wir können mit Solidworks Flow-Simulation viel Zeit und Geld sparen“, führt Henning Keitel aus, „weil wir reale Messungen an mühsam zu produzierenden Prototypen durch die numerische Simulation ersetzen können. Wir haben ein VDE-zertifiziertes Temperaturlabor, das jedoch sehr ausgelastet ist. Jede Messung, die wir sparen können, entlastet das Labor. Wir haben Messreihen durchgeführt und es zeigte sich, dass die Simulation die Realität sehr gut abbildet.“

Thermische Simulation entschärft Hotspots

Die LED-Technik erfordert auch an bestehenden Baureihen Änderungen, denn viele dieser oft schon seit vielen Jahren vertriebenen Baureihen werden nun auf die neue Technik umgestellt. Dabei wird wiederum die thermische Simulation eingesetzt, da diese genau zeigt, wo Änderungen notwendig sind, um Hotspots zu entschärfen. „Zudem haben die LEDs ein anderes Abstrahlverhalten und wir müssen die Lichtführung überprüfen“, so der Konstrukteur.

Die Pracht-Konstrukteure nutzen Solidworks Composer zum Erstellen von Visualisierungen und Animationen für die Dokumentation. „Unsere Erfahrungen sind sehr positiv“, sagt Raphael Eisenberg, der für das Marketing bei Pracht verantwortlich ist. „Wir können schnell und einfach aus den CAD-Daten Abbildungen für Bedienungs- und Montageanleitungen sowie Arbeitsanweisungen für die Fertigung erstellen. In der Diskussion mit Zulieferern nutzen wir Composer-Darstellungen, um eine neue Lösung einfach zu erklären. So versteht der Gegenüber schneller, was wir wollen. Wir hingegen können das Know-how der Zulieferer besser nutzen, um unsere Produkte zu optimieren. Der Composer ermöglicht es uns u. a. in internen Meetings, neue Entwürfe besser darstellen zu können.“

Visualisierungstool spart bares Geld

Doch in Sachen Visualisierung denkt Raphael Eisenberg weiter: „Eine Produktfotografie für Marketingzwecke kostet, wenn man mehrere Versuche braucht, schnell einmal 1500 Euro für ein einziges Bild – da spart uns die Visualisierung mit Solidworks Visualize sehr viel Geld und auch Zeit. Scribbles in Prospekten, um bestimmte Produktfeatures zu zeigen, kosten auch schnell 800 bis 1000 Euro, die erstellen wir heute mit Visualize und Composer.“

Das neue Visualisierungsmodul, das in allen Solidworks-Lizenzen enthalten ist, bietet sehr gute Resultate bei einfacher Bedienung. Aktuell testen die Entwickler die Professional-Version des Renderers, der die Definition eigener Leuchtquellen ermöglicht. Dies wiederum erlaubt die Berechnung des realen Lichtaustritts einer Leuchte. So sind die Entwickler in der Lage, unerwünschte Reflektionen zu erkennen und lichttechnische Beeinträchtigungen, wie sie sich gerade bei der Umrüstung auf LED gerne ergeben, schon vor dem Bau der ersten Prototypen zu eliminieren.

Gute Betreuung durch Systemhaus

Mit Coffee als Systemhaus arbeitet der Leuchtenhersteller schon zusammen, seit Solidworks ins Haus kam. Henning Keitel ist sehr zufrieden mit der Zusammenarbeit: „Die Hotline des Systemhauses hat alle unsere Fragen innerhalb weniger Minuten beantwortet. Wir schätzen besonders die pragmatische und lösungsorientierte Herangehensweise von Coffee, so gab es kürzlich ein Problem mit unserem Lizenzserver; da haben sich die Coffee-Spezialisten kurz mit unserer IT-Abteilung zusammengesetzt und eine Lösung gefunden.“ Auch bei der Einführung des Composers waren die Erfahrungen der Schulungsteilnehmer positiv, wie der Entwickler sagt: „Die Schulung hat uns schnell die umfangreichen Möglichkeiten des Composers aufgezeigt. Das hat uns die Einarbeitung wesentlich erleichtert.“

„Wir sind ein designorientiertes Unternehmen“, schließt Raphael Eisenberg: „Deshalb ist für uns die Form und deren Visualisierung sehr wichtig. Zudem steht die Qualität im Mittelpunkt, zu der leistet die Wärmesimulation einen ganz wichtigen Beitrag. Solidworks hilft uns, unsere Grundsätze ‚Made for Industry‘ und ‚Dedicated to the Future’ in die Realität umzusetzen und weiterhin als führender deutscher Leuchtenhersteller Erfolg zu haben. Coffee wiederum sorgt dafür, dass dieses Werkzeug reibungslos läuft und wir es effizient nutzen können. Wir sind sehr zufrieden mit Dassault Systèmes‘ Solidworks und Coffee.“

Der Autor Ralf Steck ist freier Fachjournalist für CAD/CAM, Maschinenbau und IT in Friedrichshafen.

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