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Kleinserienfertigung

Abheben mit CAM-Integration

Kurze Werkzeugwege und schnellere Berechnung. Seit seinem Umstieg auf eine CAM-Lösung von Autodesk konnte Zetterer Präzision seine Effizienz bei der NC-Bearbeitung deutlich verbessern. Das heißt: Mehr Teile in kürzerer Zeit herstellen.



Das Modellflugzeug mit seinem Piloten Markus Rummer. Bild: Autodesk, Inc

Mit lautem Dröhnen steigt das Modellflugzeug in die Luft, macht Loopings und Fassrollen, setzt dann zum Sturzflug an. Kurz vor dem Boden bremst es ab, der Verstellpropeller dreht sich, das Heck neigt sich nach unten und plötzlich ‚hovert‘ das Flugzeug senkrecht in der Luft. Ein 08/15-Modellflugzeug reicht für solche Kunststücke längst nicht mehr aus, Standardteile werden optimiert oder durch Spezialanfertigungen ersetzt. Hier trifft Modellflug auf modernste Metallbearbeitungstechniken. Auch Alexander Zetterer, Geschäftsführer des Werkzeug- und Formenbauunternehmens Zetterer Präzision GmbH, wurde schon mit der Entwicklung und Bearbeitung einer speziellen Luftkühlung mit Flügelgeometrie für einen Modellflugzeugmotor beauftragt. Hinter solchen vermeintlichen Spielereien stecken dabei nicht weniger Know-how und Technik als bei jedem anderen Auftrag.

Die Zetterer Präzision GmbH wurde 1965 gegründet und hat sich auf die Herstellung, Entwicklung sowie Bearbeitung von Präzisionsteilen für verschiedene Anwendungsbereiche spezialisiert. Das Unternehmen, das aktuell 60 Mitarbeiter beschäftigt, versteht sich als Full Service-Anbieter, wie Alexander Zetterer erklärt: „Unsere Kunden können bei uns die komplette Prozesskette kaufen – von der Entwicklung und Produktion von Bauteilen und Baugruppen bis hin zur Qualitätssicherung mit 3D-Messtechnik. Wir sind sozusagen die ‚verlängerte Werkbank‘ der Entwicklungsabteilungen aus fast allen industriellen Bereichen wie Maschinenbau, Motorsport, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie Formen- und Werkzeugbau.“ Entwickelt und gefertigt wird in Losgrößen von einem Stück bis zur Kleinserie, vor allem der Muster- und Prototypenbau ist dabei eine der Kernkompetenzen. Zum Einsatz kommen alle gängigen Fertigungsverfahrenwie CNC-Drehen, 5-Achs-Fräsen, HSC-Fräsen, Drahterosion, Senkerosion sowie verschiedene3D-Messverfahren.



CAD-Modell der Luftkühlung. Bild: Autodesk, Inc

In vielen Systemen zuhause

Die Ingenieure bei Zetterer arbeiten sehr eng mit den Entwicklungsabteilungen der Kunden zusammen. „Das A und O ist dabei die native Datenverarbeitung, so vermeiden wir erstens, dass Informationen in den Dateien verloren gehen, zweitens verschwenden wir keine Zeit mit Importieren, Exportieren oder Konvertieren“, erklärt Alexander Zetterer. „Wir sind daher komplett im Multi-CAD-Bereich unterwegs, denn wir arbeiten mit allen gängigen Systemen wie ProEngineer, Catia V5, Siemens PLM, Solidworks sowie Autodesk Inventor.“ Ist die Arbeit an der Bauteilkonstruktion abgeschlossen, wird das Modell in Solidworks übertragen, wo es für die Fertigung und Bearbeitung an ein CAM-Tool weitergegeben wird. Dieses berechnet die Werkzeugwege und simuliert die Bearbeitung, bevor das Teil auf der Maschine gefräst wird. Die Arbeit mit CAM-Systemen ist bei Zetterer nichts Neues, schon seit 1994 kommen solche Lösungen zum Einsatz. An jeder Maschine befindet sich ein CAM-Arbeitsplatz, auch in der Werkstatt sind keine Zeichnungen auf Papier mehr im Einsatz.

Lösungen für mehr Mitarbeiter

Im vergangenen Jahr setzte sich das Unternehmen zum Ziel, die Abläufe im CAM-Bereich zu verbessern, um sie effizienter zu gestalten und die Tools einem größeren Mitarbeiterkreis zugänglich zu machen. Ein zentraler Schritt dafür war dabei der Wechsel des CAM-Systems. Insgesamt fünf Alternativen wurden zuvor getestet. Kriterien waren dabei unter anderem der Funktionsumfang, die Bedienbarkeit und das Preis-Leistungs-Verhältnis. Überzeugen konnte schließlich HSM-Works von Autodesk. Die Software ist eine integrierte CAM-Lösung für Solidworks, die es in Varianten für die CAD-Lösungen von Autodesk gibt, nämlich Autodesk Inventor sowie das cloudbasierte Fusion 360TM. Der Nutzen von integriertem CAM: Die Ingenieure nutzen zur NC-Bearbeitung die CAD-Geometriedaten, sodass Änderungen am Modell ohne Datenverlust zu einer Neuberechnung der Werkzeugwege führen – ein durchgängiger Arbeitsablauf, bei dem die Anzahl der zu verwaltenden Dateien möglichst gering gehalten wird.

Optimierte Wegfindung und Mehrkernfähigkeit

Für das neue Tool sprachen zum Beispiel, dass sich viele Werkzeugwege sowie Simultanwerkzeugwege mit dem Verfahren ‚Adaptive Clearing‘ einfacher als zuvor erstellen ließen. Das minimiert die Verfahrwege, schont das Werkzeug und senkt insgesamt die Bearbeitungszeiten – mit deutlichen Auswirkungen auf die Kosten. Die Fertigung des Teils wird insgesamt günstiger, da weniger teure Maschinenzeit in Anspruch genommen werden muss. Durch die Unterstützung von Mehrkern-Recheneinheiten und eines schnellen Postprozessors, der 200.000 Zeilen CNC-Code pro Sekunde generiert, lassen sich viele Aufgaben zudem schneller als mit dem alten System erledigen. Auch die Möglichkeit für Distributed CAM beschleunigt die Berechnungszeiten oft deutlich. Damit lässt sich die Berechnung auslagern und auf mehrere Rechner im Netzwerk verteilen. Zu den anfangs 14 Arbeitsplätzen kamen noch zwei weitere hinzu, sodass die Anwendung bei Zetterer mittlerweile auf 16 Rechnern läuft.

Deutliche Zeitersparnis

Der Umstieg hat sich für Zetterer gelohnt: „Mit Autodesk HSM-Works sparen wir 20 Prozent im Engineering und sind im Vergleich zum vorherigen System 30 Prozent schneller geworden“, fasst Alexander Zetterer zusammen: „Durch das schnellere Engineering und die kürzeren Bearbeitungszeiten können wir insgesamt mehr Teile fertigen oder bearbeiten.“


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