Bei Kummer in Ötisheim entwickeln, konstruieren und fertigen 140 Mitarbeiter in den vier Geschäftsbereichen Werkzeug-, Stanz-, Kunststoff- und Montagetechnik elektrotechnische Bauteile. Dafür haben die Entwicklungsingenieure des Hauses das in der Branche gängige Reel-to-Reel-Verfahren weiterentwickelt. Beim herkömmlichen Verfahren sind Stanz- und Spritzmaschine zu einer Fertigungslinie schlaufengesteuert miteinander verkettet. Es werden mehrere Bearbeitungsschritte nacheinander durchgeführt. Da der Spritzzyklus die Produktionsgeschwindigkeit der ganzen Linie vorgibt, arbeiten hier die Stanzmaschinen unwirtschaftlich langsam. Im Gegensatz dazu wird für das von Kummer entwickelte Folgeverbundspritzen tatsächlich nur eine Maschine benötigt, die Metall sowohl stanzt, biegt, umformt als auch das bearbeitete Produkt mit Kunststoff umspritzt. Dieses Verfahren kann prozesssicher und kostengünstig qualitativ hochwertige Teile in kleinen, mittleren und großen Stückzahlen herstellen. Wirtschaftlichkeit und Schnelligkeit der Fertigung steigen bei gleichbleibender oder sogar höherer Qualität.

Als Entwicklungspartner dabei

Erteilt ein Kunde einen Auftrag, sind die Konstrukteure des Unternehmens meist schon bei der Entwicklung des Bauteils dabei, sodass das Teil hinsichtlich des Folgeverbundspritzens optimal gestaltet werden kann. Und dafür benötigen die Konstrukteure eine spezielle Softwarelösung. Seit einigen Jahren werden die Werkzeuge mit Visi konstruiert, der vom britischen Software-Hersteller Vero speziell für Werkzeug- und Formenbauer entwickelten CAD/CAM/CAE-Lösung.

„Uns war wichtig, dass wir alle drei Werkzeuge mit einem einzigen 3D-System konstruieren können“, erklärt Thomas Härdt, Leiter Entwicklung und Konstruktion bei Kummer. Es gab im Haus bereits ein 3D-System. Bevor dieses für das Folgeverbundspritzen zum Einsatz kam, nahmen Härdt und seine Mitarbeiter an einer Schulung beim Softwareanbieter teil. Dabei stellte sich heraus, dass das System nicht einsetzbar war, da sich damit die Konstruktionszeiten massiv verlängert hätten. Härdt: „Diese Systeme sind vollparametrisch aufgebaut. Sie sind so komplex, dass man 80 Prozent seiner kognitiven Leistung zur Bedienung benötigt. Es bleiben noch 20 Prozent, um das Projekt selbst zu bearbeiten.“ Und für den Konstrukteur war klar: Wir benötigen unsere kognitiven Fähigkeiten für den Auftrag.
Bei der nun eingesetzten Softwarelösung ist das Verhältnis umgekehrt. Wie die Erfahrung zeigt, ist das System so leicht zu bedienen, dass man nach maximal zwei Wochen gut damit arbeiten kann; spätestens nach drei Monaten ist die nötige Effizienz erreicht. Auf die Software stießen die Konstrukteure über einen neuen Mitarbeiter, der bereits damit gearbeitet hatte. Mit diesem System sollte es möglich sein, ein Werkzeug ebenso schnell in 3D zu konstruieren wie zuvor in 2D mit dem damals weit verbreiteten System Cadda. Härdt wandte sich an Men at Work, das zuständige Systemhaus in Bietigheim, um die Software zu testen. Bei einer Vorführung in der Firma Kummer gefielen sowohl die Bediener-freundlichkeit als auch die Effizienz des Systems, sodass eine erste Schulung vereinbart wurde. Vier Arbeitsplätze wurden mit Testinstallationen ausgestattet und nach wenigen Wochen war klar: Dieses System funktioniert. Das Konstruktionsteam und die NC-Programmierung stiegen dann nach erfolgreicher Schulung im Januar 2008 komplett um.

Im gesamten Prozess integriert

Kommt ein Auftrag, steigen die Konstrukteure in die Entwicklung beim Kunden mit ein und geben praktische Vorschläge, wie das Design verändert bzw. optimiert werden kann, um das Bauteil kostengünstig zu produzieren. Während der gesamten Zeit ist die Softwarelösung mit dabei. Bei der Entwicklung des Bauteils wird das Modul „Modelling“ eingesetzt. Mit dem Modul „Progress“ wird das Blechteil abgewickelt und das Stanzgitter erstellt. Das entsprechende Stanzwerkzeug entwickeln die Konstrukteure wieder im Modul „Modelling“. Anschließend folgt im Kunststoffbereich die Simulation und dann kommt „Mould“ zum Einsatz, um das Spritzgießwerkzeug zu entwickeln. Wobei innerhalb der gesamten Konstruktion die einzelnen Module so gut ineinandergreifen, dass die Grenzen zwischen den Modulen verschwimmen.
Ist die Konstruktion abgeschlossen, folgt die NC-Bearbeitung. Dabei kommt das neu entwickelte Modul „Compass“ zum Einsatz. Auf der Basis von Bearbeitungsfeatures erzeugt es – weitgehend automatisch – die NC-Programme für das Bohren und Fräsen. Bei der Konstruktion mit „Mould“ und „Progress“ werden bereits automatisch Attribute für die Bearbeitung vergeben. Die für Kummer charakteristische Bearbeitungsfolge, die bis dahin manuell aufbereitet wurde, musste in einem Regelwerk abgebildet werden. Basierend auf den Feature-Eigenschaften und den Regeln für die Bearbeitungsfolge wählt „Compass“ das geeignete Werkzeug aus und erstellt alle für die Bearbeitung notwendigen Zyklen. So kann beispielsweise ein Loch abhängig vom Durchmesser mit einer unterschiedlichen Abfolge von Zyklen bearbeitet werden, wobei Bohr-, Fräs- und/oder Ausdrehoperationen zum Einsatz kommen. Die NC-Programme entstehen so automatisiert. Alle zur Verfügung stehenden Werkzeuge werden in einer Werkzeugdatenbank verwaltet.

Bei Kummer gab es im vorherigen 2D-System bereits eine derartige automatisierte Umsetzung der Konstruktionsdaten in Fräszyklen. Deshalb hatten die Konstrukteure sehr genaue Vorstellungen, was das entsprechende Modul für das Fräsen können sollte. Für die Erstellung des Regelwerkes war Anpassungsarbeit nötig, doch inzwischen ist das Modul „Compass“ gut an die speziellen Anforderungen bei Kummer adaptiert: „Beim vorherigen 2D-System lag die Automatisierungsrate bei 80 bis 90 Prozent. Jetzt haben wir diese Marke schon erreicht, und es gibt sogar noch Spiel nach oben“, erklärt Härdt.

Die Software bekam den Zuschlag jedoch nicht nur wegen der Bediener-freundlichkeit und der Effizienz. Entscheidungskriterium war auch der Service. Das System wurde speziell für den Werkzeug- und Formenbauer konzipiert, deshalb entspricht es einerseits den Bedürfnissen und Anforderungen der Branche, andererseits finden auch Anregungen und Wünsche seitens der Anwender Gehör beim Systemhersteller.

Kosteneffizienz
Durchgängiges System

Visi ist ein Konstruktions- und NC-Programmiersystem für den Werkzeug- und Formenbau. Es bietet eine Kombination von Anwendungen, wie die integrierte Draht-, Flächen- und Volumenmodellierung sowie umfangreiche 2,5-Achsen-, 3+2-Achsen- und 5-Achsen-Bearbeitungsstrategien. Branchenspezifische Anwendungen für die Konstruktion von Kunststoffspritzgießwerkzeugen inklusive der Materialflussanalyse und die Entwicklung von Folgeverbundwerkzeugen mit schrittweiser Abwicklung sorgen beim Formen- und Werkzeugbauer für eine hohe Produktivität.

 

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Über den Autor

Ralph Schmitt, Geschäftsführer, Mecadat, Langenbach, info@mecadat.de