DPS Software Zeit beim zerspanenden Werkzeugbau drastisch verkürzt

Redakteur: Peter Königsreuther

Wer sehnt sich nicht nach kürzeren Produktionszeiten? Beim Werkzeugbau fürs Kunststoffspritzgießen etablierte sich deshalb das System iMachining von Solidcam beim Gehäusespezialisten OKW.

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OKW Gehäusesysteme aus dem Odenwald ist ein Experte für die Herstellung von individualisierten Kunststoffgehäusen, wie dieses, für ein am Handgelenk tragbares Notrufsystem. Das Unternehmen nutzt beim Bau der Spritzgießwerkzeuge unter anderem das System iMachining von Solidcam und spart bei der zerspanenden Bearbeitung der Werkzeugeinsätze zwei Drittel der Zeit ein, die bei üblichen Herangehensweisen benötigt würde.
OKW Gehäusesysteme aus dem Odenwald ist ein Experte für die Herstellung von individualisierten Kunststoffgehäusen, wie dieses, für ein am Handgelenk tragbares Notrufsystem. Das Unternehmen nutzt beim Bau der Spritzgießwerkzeuge unter anderem das System iMachining von Solidcam und spart bei der zerspanenden Bearbeitung der Werkzeugeinsätze zwei Drittel der Zeit ein, die bei üblichen Herangehensweisen benötigt würde.
(Bild: OKW)

Rationalisierungspotenziale will praktisch jedes Unternehmen ausschöpfen können. Dabei helfen, wie es heißt, moderne CAM-Systeme und deren Zusatzbausteine besonders gut. Ein gutes Beispiel dafür heißt iMachining von Solidcam. Dessen Einsatz bei der Odenwälder Kunststoffwerke Gehäusesysteme GmbH beweise ein weiteres Mal seinen Wert. Betreut werden die Gehäusespezialisten dabei von DPS Software.

Erfolg durch maximale Qualität eines jeden Prozesskettengliedes

Das Unternehmen OKWmit heute rund 100 Mitarbeitern wurde 1948 von Dr. Herbert Schneider in Buchen im Odenwald gegründet und befindet sich noch im Besitz der Gründerfamilie. Die OKW-Produkte, das sind Drehköpfe und Gehäuse, werden dabei weltweit vermarktet, so OKW. In acht Ländern auf vier Kontinenten gibt es eigene Werksniederlassungen. In allen anderen sei man durch Handelsunternehmen vertreten. Die Exportrate betrage deutlisch über 50 %.

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Kleine Stückzahlen, eine hohe Qualität, individuelle kundenspezifische Ausführungen, guter Service und weltweite Lieferfähigkeit, das alles schafft man laut OKW heute nur noch, wenn man entlang der Prozesskette die bestmöglichen Tools einsetzt. Das gelte ganz besonders für kleine bis mittelgroße Unternehmen. Die Odenwälder Kunststoffwerke Gehäusesysteme (OKW) gehört dabei eindeutig zu dieser Kategorie.

Kunststoff-„Gehäusle-Bauer“ erfüllen jeden Wunsch

Außer den Standardausführungen fertigt OKW Gehäusesysteme sehr viele kundenspezifische Gehäuse, wie berichtet wird. Das betreffe sowohl die mechanische Bearbeitung als auch die Lackierung und Bedruckung der Kunststoffgehäuse.

Die Stückzahlen pro Auftrag sind dabei eher klein, heißt es „Wir haben eine durchschnittliche Losgröße von 100 Stück, präzisiert der OKW-Fertigungsleiter Helmut Böhrer. Für alle müsse dabei eine konstruktive Anpassung gemacht werden und im Anschluss daran braucht es noch ein entsprechendes NC-Programm. Ohne CAD/CAM-Systeme ist das nicht zu bewerkstelligen, sagt Böhrer.

CAD/CAM-System soll aus einer „Schmiede“ kommen

Die Odenwälder, heißt es weiter, nutzten zunächst ein einfaches 2D-System, betraten aber Mitte der 2000er-Jahre dann die Solidworks-Welt. Wichtig war es den Gehäusefachleuten bei diesem Schritt, CAD und CAM aus einer „Sofware-Schmiede“ zu bekommen. Beide Systembereiche sollten nämlich unter einer Benutzeroberfläche verfügbar sein und mit nur einem Modell arbeiten können. Am besten erfüllt sah man diesen Wunsch im Angebot der Firma DPS Software. Deshalb ist DPS noch heute der „Hauslieferant“ für CAx, betont OKW.

Die DPS Software GmbH wurde 1997 gegründet und ist heute der größte Solidworks Reseller in Europa und der größte Sage-Reseller in D-A-CH. Neben den Produkten von Solidworks hat DPS die CAM-Produkte von Solidcam im Portfolio. Hinzu kommen DPS eigene Module und Lösungen. Das Unternehmen hat 31 Standorte in Deutschland, Österreich, der Schweiz und Polen. Die Zahl der Mitarbeiter ist auf über 450 gestiegen.

Schnelles Schruppen im Gleichlauf spart Zeit

Heute arbeitet OKW Gehäusesysteme mit14 CAD- und 5 CAM-Lizenzen. Dazu komme eine Lizenz für iMachining und eine weitere für den Solidworks-Composer.

Die gesamte Installation wird laut OKW über das PDM-System Solidworks PDM Professional mit 15 Lizenzen verwaltet. Aktuell sei man mit dieser Systemlandschaft sehr zufrieden und baue peu a peu weiter aus. Besonders beeindruckt sind die Anwender von Solidcams iMachining über die Funktionen, die zur schnellen Schruppbearbeitung führen, betont OKW.

Schon seit einigen Jahren böten CAM-Hersteller neue, spezielle Programme, für die Schruppbearbeitung im Gleichlauffräsen an. Dabei werden hohe Spanvolumina durch die Mantelseiten der Fräser abgetragen, erklären die Experten. Die Bearbeitung beginne mit dem Eintauchen des Werkzeugs und dem spiralförmigen Abfahren von Werkzeugwegen, die sich am Ende immer mehr der Sollkontur annäherten. Dieses Verfahren spare im Vergleich zu konventionellen CNC-Programmen deutlich an Fräszeit.

Automatischer CNC-Programmgenerator für den Werkzeugbau

Eines dieser Systeme ist iMachining von Solidcam. Der israelische Hersteller hat die Software vollständig selbst entwickelt und keine Technologien von anderen Herstellern genutzt. Das iMachining von Solidcam wird dabei als ein automatischer CNC-Programmgenerator zum Hochgeschwindigkeitsfräsen, für das Schruppen, das Restmaterialschruppen und das Grobschlichten von prismatischen und flächig geformten 3D-Teilen beschrieben. Die Software nutze dazu die 3D-Rohmodelldaten und die CAD-Geometrie des Fertigteils für die Eingabe. Den Rest erledige das System von alleine.

Das klappt laut DPS Software aber nur durch in der Datenbank hinterlegte Angaben: Dazu gehören die Werkzeugdaten, die Materialdaten (viele sind schon im System vorgehalten, andere können ergänzt werden) und die Maschinendaten. Aus allen diesen Angaben erstellt iMachining ein Hochgeschwindigkeits-CNC-Programm. Der innovative Algorithmus des Systems sorge dafür, dass immer das gleiche Spanvolumen pro Fräszahn abgetragen werde. So wird das Zerspanungswerkzeug trotz hoher Zerspanungsleistung optimal ausgelastet, aber nicht überlastet, heißt es.

Mit dieser Methode spare man im Durchschnitt 70 % der sonst benötigten Bearbeitungszeit ein. Natürlich hängt der Wert, wie DPS anmerkt, von den jeweiligen Aufgaben ab. Zusätzlich zur Zeitersparnis kommt die Werkzeugschonung ins Spiel, welche speziell bei schwer zerspanbaren Materialien zu deutlichen Standzeiterhöhungen führt (etwa das Zwei- bis Dreifache, zeige die Erfahrung).

Der geringere Schnittdruck, der dabei wirkt, führt laut DPS auch zu anderen positiven Effekten bei eher „kniffeligen“ Spannsituationen – wie etwa auf Paletten. Die Einspannstelle werde in diesem Fall weniger belastet, und das Teil bleibe bei der Bearbeitung sicher in seiner Sollposition.

Der Vorteil für die Spritzgießwerkzeug-Herstellung

Wie schon angedeutet, betreibt OKW Gehäusesysteme einen kleinen Werkzeugbau für ganz spezielle Sonderanfertigungen. Dabei entstehen hauptsächlich Werkzeugeinsätze, die in Basisformen genutzt werden, um die Kosten gering zu halten, erklärt OKW. Für die Bearbeitung dieser Stahlteile werde iMachining eingesetzt. „Wir haben iMachining auf einer Messe kennen und schätzen gelernt“, erinnert sich Dieter Neukirchner, Projektleiter bei OKW. Auch wenn unsere Kollegen im Werkzeugbau zunächst skeptisch waren und unter anderem die kurzen Programmierzeiten nicht glauben wollten, haben sie sich dann doch überzeugen lassen, so Neukirchner. 2014 haben wir das Sysetm dann ohne Bedenken eingeführt.

Die bis dato gewonnenen positive Praxiserfahrungen können sich sehen lassen, heißt es „Wir haben die Bearbeitung der Formteile auf den Bearbeitungszentren um zwei Drittel verkürzen können“, bestätigt Böhrer. In Einzelfällen gelinge das auch noch schneller, wie eine Livesimulation vor Ort demonstrieren konnte. Dabei hat es sich um das Fräsen einer Kavität in einem Werkzeugteil gehandelt, so Böhrer. Es wurde klar gezeigt, dass eine konventionelle Bearbeitung mit einem Messerkopf drei Stunden dauern würde. Mit iMachining klappte das 18 Minuten. Das ist eigentlich reiner Wahnsinn“, kommentiert Kollege Neukirchner. So werde klar, dass das Wort „extrem“ in der Überschrift des Softwareanbieters keine leere Marketinfloskel sei.

Filigrane Konturen ohne Werkzeugbruch fräsen

Doch weitere Effekte solle das positive Praxisbild ergänzen: In iMachining werden nicht die einzelnen NC-Wege programmiert, sondern quasi nur „Randbedingungen“ definiert. Das führe auch bei der Programmerstellung zu einen Zeitvorteil von zwei Dritteln im Vergleich zu herkömmlichen Wegen. Weiterhin erhöht sich die Standzeit der Werkzeuge wenigstens um das Doppelte, wie die OKW-Mitarbeiter betonen. Einen weiteren Vorteil sieht Böhrer beim Fräsen filigraner Konturen: „Wir gehen hinunter bis zum Werkzeugdurchmesser 0,6 mm. Dabei hat es früher ziemlich oft Werkzeugbruch gegeben. Das Problem hat sich mit iMachining wesentlich gebessert.“

Alles in Allem führe die Performanche zu kurzen Amortisationszeiten, die sich zumeist in Monaten und nicht in Jahren bemessen, wie es heißt. Am Ende weist Neukirchner noch auf die gute Zusammenarbeit mit DPS hin: „Wenn wir von der Hotline Beratung oder Hilfe brauchen, dann geht das schnell und problemlos.“ Ein „Sehr gut“ vergibt der Projektleiter auch für die Einführung des PDM-Systems „Solidworks PDM Professional“, welches er in enger Zusammenarbeit mit DPS bewältigt habe und was im Alleingang so nicht zu machen gewesen wäre.

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