Volle Kontrolle

von Karl Obermann Die Konstruktion und Herstellung von Folgeverbundwerkzeugen ist eine klassische Disziplin des Formen- und Werkzeugbaus. Kein Wunder also, dass es deshalb auch schon seit längerer Zeit leistungsfähige CAD/CAM-Systeme dafür gibt. Cimatron kommt nun mit einer völligen Neuentwicklung auf den Markt und stellt ein System für die Konstruktion von Folgeverbundwerkzeugen vor. Lohnt sich das noch? Die Antwort lautet eindeutig „ja“. Insbesondere die Vorstufen zur eigentlichen Werkzeugkonstruktion sind bravourös gelöst. Der Anwender erhält sehr viel Systemunterstützung, behält aber stets die volle Kontrolle über alle Prozessschritte.

Cimatron hat beim Systementwurf nicht nur auf seine Fähigkeiten gesetzt, sondern sehr stark auf die der Anwender. „Bevor wir auch nur eine Zeile Code geschrieben haben, wurden Anwender aus dem Bereich des Folgeverbundwerkzeugbaus intensiv befragt. Deren Fachwissen hat man dann umgesetzt,“ so Ralf Brinkmann, Marketingleiter bei der Cimatron GmbH. Ein wesentlicher Punkt, der dabei herauskam, war: Das System soll den Anwender zwar optimal unterstützen, nicht aber dessen Fachwissen ersetzen. „Wizards sind schön und gut bis zu einem gewissen Grad. Wo es aber richtig „knifflig“ wird, da hilft nur das Fachwissen des jeweiligen Anwenders weiter. Das war eine Message, die bei der Befragung klar zu Tage trat“, so Ralf Brinkmann. Deswegen hat Cimatron das neue System so ausgelegt, dass der User in jeder Situation des Prozesses die volle Kontrolle und die volle Durchgriffsmöglichkeit auf alle Funktionen hat. Cimatron E Diedesign basiert auf dem bekannten ACIS 3D-Kern der Spacial Corp. Damit ist quasi auch klar, dass es sich um ein vollparametrisches System mit Freiformfunktionalitäten handelt, dessen Parametrik sich auf die Draht-, Flächen- und Volumengeometrie erstreckt. Die Software läuft unter Windows XP professional /64. Die Bedienung ist recht einfach und sinnfällig, flexibel im Ablauf und mit vielen Informationen versehen, welche die Kontrolle der einzelnen Prozessschritte erlauben. Dennoch Vorsicht, es handelt sich hier um ein komplexes CAD/CAM-System, dessen Handhabung man nicht „eben so im Vorbeigehen“ erlernt. Eine ordentliche Schulung tut Not. Dazu aber noch einige Hinweise am Ende des Artikels. Die Datenverwaltung ist in das System integriert und läuft nicht über eine externe Datenbank (PDM). „Der Werkzeugbau arbeitet hier anders, als der Maschinenbau. Informationen aus früheren Projekten werden in neuen Projekten selten gebraucht. Deshalb lehnen die Werkzeugbauer PDM-Systeme in der Regel ab. Darauf haben wir mit umfangreichen Informationsmöglichkeiten direkt im System reagiert, die stecken mit in den Dateien“, erklärt Ralf Brinkmann. Die neue Software verfügt über umfangreiche Schnittstellen. Das ist nötig, denn der Werkzeugbau ist auf eine Datenübernahme von unterschiedlichen Kunden angewiesen, damit beginnt auch der eigentliche Prozess. Nach der Übernahme der Artikeldaten ist es in der Regel die erste Aufgabe des Werkzeugbauunternehmens, das Teil zu analysieren und zu einer Aufwandsabschätzung für die Werkzeugkonstruktion und Herstellung zu kommen. „Der Werkzeugbau muss viele solcher Angebote abgeben, von denen sich meist nur wenige realisieren. Daher ist Schnelligkeit und eine gute Systemunterstützung an dieser Stelle gefragt“, weiß Ralf Brinkmann. Darauf hat Cimatron mit einer exakten Abschätzungsmöglichkeit des Werkzeugprojektes in kürzester Zeit mit Hilfe des Systems reagiert. Was früher Tage in Anspruch nahm, kann nun in Stunden erledigt werden. Sehr schnell festgestellt werden kann zum Beispiel: Wie viele Abkantungen sind nötig, wie viele Tiefziehelemente existieren, wie hoch ist die Materialausnutzung etc. Wichtig an dieser Stelle ist auch die Abwicklung des Teils. Hierfür bietet Cimatron zwei Möglichkeiten: Die normale Abwicklung, „das Plattklopfen des Teils“, wie es Jürgen Gassen, Produktmanager bei Cimatron, nennt, und die Abwicklung mit FEM-Unterstützung. Durch den Einsatz eines integrierten Finite Elemente Systems ist es möglich, das Verhalten des Materials bei der Umformung mit zu berücksichtigen und somit die spätere Wirklichkeit viel realistischer darzustellen. Zwei wesentliche Dinge werden berechnet: - Die ebene Platine unter Berücksichtigung des Materialverhaltens - Eine Prüfung auf Materialverdünnung, Risse und Falten. Hierfür hat man bislang ein eigenes System gebraucht, welches extra zu erlernen war. Hier ist alles integriert – inklusive einer klaren Benutzerführung. Teilabwicklungen sind möglich, dabei können beispielsweise Tiefziehelemente als 3D-Element stehen bleiben. Der Anwender kann ferner eine Kante als feststehend definieren und das Teil dann nur in die anderen Richtungen fließen lassen. Die Abwicklung ist nicht nur auf eine ebene Fläche möglich, sondern auch auf eine Freiformfläche.Das System hat also viele Tools, die dem Nutzer alle Spielarten seiner Tätigkeit ermöglichen, sein Fachwissen zählt. Der nächste Schritt ist der Aufbau des Streifenlayouts. Hier geht es um die optimale Platzierung und Materialausnutzung. Cimatron hat dafür ein Verfahren entwickelt, welches durch hybrides Arbeiten in 2D und 3D gekennzeichnet ist. Der Anwender legt die optimale Platzierung der Teile auf dem Streifen (durch schachteln, drehen, verschieben) fest, legt die optimale Anzahl der Folgen fest und definiert für jeden einzelnen Schritt die Umformoperation. „Hierbei kann vorwärts, von der Platine zum fertigen Teil, aber auch rückwärts, vom fertigen Teil zur Platine, gearbeitet werden, stets mit voller Systemunterstützung“, so Jürgen Gassen. Der erfahrene Werkzeugbauer kann in dieser Phase auch Umformschritte tauschen, wenn ihm dies richtig erscheint. Also auch hier wieder die volle Flexibilität, bei stets guter Führung und Information durch das System. Durch all diese Tools wird die Entwicklungszeit des Streifenlayouts deutlich reduziert. Ähnlich einfach geht es dann mit der Erzeugung von Stempeln weiter. Der Anwender klickt in die zuvor erstellte Kontur und das System findet die Geometrieteile, die dann den Stempel bilden, automatisch. „Natürlich kann auch hier wieder alles interaktiv geändert und ergänzt werden“, betont Gassen. Jeder Arbeitsschritt baut auf den vorherigen auf, so dass Doppelarbeit vermieden und der Anwender logisch hindurchgeführt wird. Der nächst Schritt ist die Werkzeugkonstruktion. DieDesign unterstützt den Konstrukteur bei der Erstellung vollständiger Aufbauten von Folgeverbundwerkzeugen. Die vorher erzeugten Daten fließen ein, wie schon dargestellt. Das Werkzeug kann aus selbst konstruierten Teilen und/oder aus Stanznormalien gängiger Kataloganbieter zusammengesetzt werden. Meist wird es eine Mischung sein. Das System erlaubt jederzeit das Erzeugen und Hinzufügen beliebiger Komponenten. Die Systemintelligenz erlaubt es, dass alle von einem Element (z.B. Schneidstempel) berührten beziehungsweise durchdrungenen Platten gleichzeitig entsprechend angepasst (geschnitten) werden usw. Voreinstellungen für einen Stempel werden für andere übernommen, wenn es der Anwender will. Diedesign erlaubt schon in der Entwurfsphase eine automatische Stücklistenerstellung und somit eine frühzeitige Auslösung von Bestellungen, was wiederum die Projektlaufzeit verkürzt. Sind die Bauteile konstruiert, kann die NC-Programmierung beginnen. Hier greift Cimatron auf seine bewährten CAM-Module zurück, die zu sicheren und schnellen NC-Programmen führen: Im Folgeverbundwerkzeugbau wird das am ehesten die Technologien Fräsen, Bohren und Erodieren betreffen. Cimatron E Diedesign kann in einzelnen Modulen erworben werden (Streifenlayout, Werkzeugaufbau, FEM-Abwicklung und –analyse). Zudem gehen die CAM-Module extra, die Cimatron umfangreich anbietet. „Aus diesen Möglichkeiten werden wahlweise attraktive Pakete geschnürt“, wie Marketingleiter Brinkmann versichert. Um später keine Produktivitätsverluste riskieren zu müssen, sollte man als Anwender die nötige Schulung einplanen. Eine Komplettausbildung für einen Cimatron unerfahrenen Anwender dauert sieben Tage. Wer schon andere Cimatron Systeme kennt, braucht nur die Spezialausbildung für Diedesign, die zwei Tage dauert. Cimatron ist mit Diedesign ein echter Schritt in die Zukunft gelungen. Das System ist eine originäre Neuentwicklung, das in mancher Hinsicht Maßstäbe setzt, gerade in den Prozessstufen vor der eigentlichen Werkzeugkonstruktion. Dass man nach intensiven Kundenbefragungen einer großzügigen Interaktivität, wenn auch einer über viele Informationen geführte, den Vorzug gegenüber Wizards gab, kann ebenfalls ein Hinweis für andere Weiterentwicklungen sein.

 www.cimatron.de