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CAM-Software - Ein Turbo für den Formenbau

CAM-SoftwareEin Turbo für den Formenbau

Computertechnologie spielt im Formenbau eine entscheidende Rolle. Im CAD entstehen 3D-Modelle, die sich über schnelle 3D-Viewer auswerten und auf Knopfdruck in CAM-Systeme übernehmen lassen. Heck+Becker, Spezialist für Druckgussformen, setzt auf ein modernes CAM-System, das schnell und einfach bedienbar ist, und zahlreiche, für den Formenbau passende, Frässtrategien bietet.

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CAMSystem

Druckgussbauteile aus Aluminium sind gefragt wie nie – spielen sie doch eine zentrale Rolle in der Leichtbaustrategie für Motoren und Getriebe. Ein Anbieter für die Herstellung von Druckgussformen ist das Unternehmen Heck+Becker aus Dautphetal, das sich seit den 90er Jahren ausschließlich auf den Bau anspruchsvoller Formenwerkzeuge konzentriert. Das Unternehmen bietet zwischenzeitlich ein großes Leistungsspektrum an: Von der Bemusterung bis zur Prototypenproduktion, von Powertrain über große Strukturteile bis zur Erprobung neuester Technologien sowie Prozessoptimierung.

Ein Jahr bis zur Stahlform
Nicht nur in der Produktionsausstattung inklusive Druckgießmaschine hat sich Heck+Becker setzt nicht nur auf hochwertige Produktionswerkzeuge, auch digitale Werkzeuge spielen seit Anfang der 90er Jahre eine große Rolle. Der Einstieg in moderne CAD- und CAM-Technik erfolgte zunächst mit Catia V3, nur kurze Zeit später legten die Formenbauer in der NC-Programmierung nach und installierten das CAM-System WorkNC. Die damaligen Entwicklungen im CAD- und CAM-Bereich revolutionierten den Werkzeug- und Formenbau, davon ist Achim Klein überzeugt, der für die Fertigungssteuerung inklusive der Bereiche CAM, HSC und EDM zuständig ist. Er hat den Wandel seit den 90er Jahren miterlebt: „Was früher Handwerkskunst war, wurde zunehmend von CNC-gesteuerten Maschinen erledigt. Es begann eine Automatisierung der Prozesse und eine Verlagerung in den virtuellen Raum, wovon CAD und CAM besonders betroffen sind.“

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Um früher eine Druckgussform zu erzeugen, wurde zunächst ein Kunststoffmodell hergestellt, das dann mittels Kopierfräsmaschinen und speziellen, oft von Hand angeschliffenen Fräsern negativ in Stahl abgeformt werden musste. Über ein Jahr Produktionszeit war dafür durchaus üblich. Heute wird das Modell am PC erstellt, auf Knopfdruck das Maschinenprogramm generiert und direkt zum fünfachsigen Bearbeitungszentrum übermittelt. Die gesamte Fräsarbeit dauert nur noch wenige Tage beziehungsweise Stunden. Außerdem stehen unterschiedlichste vorkonfektionierte Fräswerkzeuge zur Verfügung, deren Geometrien, Werkstoffe und Beschichtungen hohe Spanraten und beste Oberflächenqualitäten ermöglichen. Für Achim Klein ist klar: „Heutzutage besteht die Kunst darin, die immer komplexer werdenden Bauteile produzierbar zu konstruieren und dann die richtige Wahl bezüglich Maschine, Werkzeug und Programmierstrategie zu treffen.“

NC-Programmierung

Von CAD zu CAM
Eine entscheidende Rolle innerhalb der Prozesskette zum fertigen Druckgussteil nimmt das CAM-System ein. Die Anforderungen, die eine solche Software erfüllen muss, sind enorm. Sie beginnen bereits an der Schnittstelle zum CAD, wie Produktionsleiter Ralf Fett erklärt: „Da unsere Kunden unterschiedliche Entwicklungs- und Konstruktionssysteme nutzen, bietet unser CAM-System, also WorkNC, idealerweise Direktschnittstellen zu allen großen Systemen wie Catia, NX, Creo und so weiter. Schließlich wollen wir möglichst alle im CAD hinterlegte Informationen übernehmen, also auch Details zu Gewinden, Passungen oder Toleranzen. Das heißt, das CAM-System benötigt auch eine umfangreiche Feature-Erkennung, damit wir möglichst ohne Nacharbeit die Maschinenprogramme erstellen können.“

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, dass das CAM-System das breite Werkzeugspektrum – bestehend aus torischen und Kugelfräsern, Plattenwerkzeuge und Vollhartmetall sowie Sonderwerkzeuge – abbilden und geeignete Strategien zur Verfügung stellen muss. „Bei der Vielzahl der heute eingesetzten Hochleistungswerkzeuge ist das ein enormer Aufwand, den die Softwareanbieter betreiben müssen“, ergänzt Klein. Zumal die Entwicklungen gerade in der Werkzeugtechnik mit hohem Tempo voranschreiten.

Von besonderer Bedeutung ist die Kollisionsüberwachung und Simulation im CAM-System. Dazu sollte im Idealfall nicht nur Spindel, Werkzeug, Spannsystem und Werkstück im System abgebildet sein, sondern die komplette Maschine – was bei WorkNC mit jedem beliebigen Maschinenmodell realisierbar ist, sofern ein CAD-Datensatz dazu vorliegt.

Seit 20 Jahren ein System
Heck+Becker setzt seit über 20 Jahren das CAM-System WorkNC ein. Die Software ist mit ihren Funktionen quasi über die Jahre mitgewachsen, hat sich parallel zur Maschinen- und Werkzeugtechnik sowie zu den Kundenwünschen weiterentwickelt. Zwar gab es in den Versionen 17 bis 19 einige Schwächen, insbesondere hinsichtlich der Schruppbearbeitung, aber diese seien seit ein paar Jahren ausgemerzt, wie Klein bestätigt. Bei Heck+Becker ist WorkNC in seiner derzeit aktuellen Version 22 installiert – 64-Bit- und mehrprozessorfähig. Es bietet eine große Zahl optimierter Frässtrategien fürs 2-, 2,5- und 3D-Bearbeiten und vorteilhafte Automatismen für die Drei-, Vier- und Fünfachsbearbeitung. Damit liegt es in der Hand der Programmierer, die optimale Bearbeitung hinsichtlich Qualität und Wirtschaftlichkeit auszuwählen.

Denn das simultane 5-Achs-Fräsen, oft als die einzig wahre Highend-Zerspanung gelobt, ist nicht immer angesagt, wie CAM-Spezialist Klein erklärt: „Innenkerne fräsen wir natürlich simultan auf unseren schnellen neuen Bearbeitungszentren. Doch bei vielen Gehäuseteilen sind 3+2-Achsen-Strategien effektiver, da die Maschine beim Simultanfräsen zu viele unnötige und zeitintensive Achsbewegungen ausführen würde.“ Die richtige Wahl zu treffen, gehört seiner Meinung nach ganz klar zur Kompetenz des Programmierers, der dafür detaillierte Kenntnisse vom Bauteil, den Maschinen und dem Fertigungsprozess benötigt.

Heck+Becker beschäftigt fünf Programmierer, die via WorkNC insgesamt 16 Bearbeitungszentren und weitere Erodiermaschinen mit Programmen versorgen. Sie haben alle praktische Zerspanerfahrung und werden immer wieder zeitweise an den Maschinen eingesetzt. Auch die eigentlichen Maschinenbediener haben größtenteils WorkNC-Kenntnisse. In ihren Händen liegt es, Änderungen und Reparaturen direkt vor Ort zu programmieren.

Viewer sparen Zeit
Für schnelle Analysen und Simulationen stehen den Mitarbeitern an den Maschinen auch Bildschirme und Rechner zur Verfügung, auf denen die Software WorkNC-Viewer läuft. Sie erlaubt es, die CAM-Programmierung vor der Fertigung zu analysieren und zu simulieren und liefert damit mehr Informationen als ausgedruckte Zeichnungen und Prozessberichte. Mit dem WorkNC-Viewer können die Daten für die Maschine postprozessiert, jedoch keine Fräsbahnen geändert werden. Die Maschinenbediener sparen sich Zeit und Laufwege in die Konstruktions- oder Programmierabteilung. -sg-

Heck+Becker, Dautphetal-Dautphe, Tel. 06466/9134-0, http://www.heck-becker.com

Sescoi, Neu-Isenburg, Tel. 06102/7144-0, http://www.sescoi.de

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