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Jun 13, 2023

CAM-Software spielt eine Schlüsselrolle in Shop's 5

Um in der heutigen Fertigungswelt zu wachsen, müssen Betriebe Abläufe konsolidieren, automatisieren, die Effizienz steigern, Daten erfassen und analysieren und vieles mehr, um die Wachstumschancen voll auszuschöpfen

Um in der heutigen Fertigungswelt zu wachsen, müssen Betriebe Abläufe konsolidieren, automatisieren, die Effizienz steigern, Daten erfassen und analysieren und vieles mehr, um die Chancen in florierenden Branchen wie der Luft- und Raumfahrt voll auszuschöpfen.

Um dies zu erreichen, sind hochpräzise Geräte und fortschrittliche Technologie erforderlich. Es erfordert auch eine klar definierte Strategie und einen klaren Prozessansatz.

Dies ist genau der Weg, den Linda Tool, eine Maschinenwerkstatt aus New York City, eingeschlagen hat – selbst mitten in der großen Rezession. Mike DiMarino, Inhaber von Linda Tool, kam 2008 zu diesem Schluss, als die verarbeitende Industrie, wie viele andere Branchen auch, stark schwächelte.

„Zu Beginn der großen Rezession, als das Geschäft nur noch stagnierte, wurde uns klar, dass das alte Modell mit einem Bediener pro Maschine völlig unhaltbar war“, sagte er. „Deshalb haben wir uns unsere Situation genau angesehen und entschieden, dass eine völlig neue Strategie erforderlich wäre, wenn wir eine Zukunft haben wollten. Einer der ersten Auslöser für diese Erkenntnis war die Entscheidung, die wir für eine fortschrittlichere Bearbeitung trafen, nachdem wir die Gelegenheit erhalten hatten, Teile für einen großen Zulieferer der Luft- und Raumfahrtindustrie herzustellen.

„Obwohl es sicherlich ein gewisses Risiko gab, haben wir uns entschieden, alles zu tun, ein qualifizierter Dock-to-Stock-Tier-2-Lieferant für Luft- und Raumfahrt zu werden und uns nach AS9100 zertifizieren zu lassen“, sagte DiMarino.

Ein so hohes Ziel würde viele Schritte erfordern, angefangen bei der 5-Achsen-Bearbeitung und fortschrittlichen Werkzeugen.

Für eine Werkstatt, deren Kerngeschäft das Drehen war, mit sekundären Fräsoperationen auf konventionellen VMCs, war dies ein großer Schritt.

Unbeirrt erwarb DiMarino die notwendige Technologie. Dabei lernten er und Dave Holmes, der Produktionsleiter von Linda Tool, dass neben 5-Achsen- und innovativen Werkzeugen auch eine erfolgreiche Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie ohne das richtige CAM-Softwareprogramm zur Ausführung der Arbeit unmöglich ist.

Ob es um Präzisionsbearbeitung in New York City geht, um die Erlangung des Umweltstatus oder um Kehrtwendeentscheidungen während der großen Rezession – Linda Tool widersetzt sich der Norm.

Das 1952 gegründete, heute 28-köpfige Geschäft im Stadtteil Red Hook in Brooklyn ist ein ruhiges, unauffälliges Gebäude am Straßenrand.

Im Inneren herrscht jedoch ein Präzisionsgewirr in der Fertigung dank der hochmodernen Ausrüstung der überfüllten Werkstatt, zu der 3-, 4- und 5-Achsen-Bearbeitungszentren, Multitasking-Drehmaschinen und KMGs gehören. Hier wird ein stetiger Fluss von Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungs-, Industrie-, Medizin-, Öl- und Gas- sowie Kommunikationsaufgaben abgewickelt.

Für manche vielleicht sogar noch interessanter, was sich über dem Laden befindet: Das gesamte Dach besteht aus einem Garten, in dem die Mitarbeiter Gemüse und Blumen in Kunsterde anbauen.

Linda Tool ist bestrebt, einen kleinen CO2-Fußabdruck zu haben. Alle Maschinen sind mit Nebelabscheidern ausgestattet, ein HVAC-System mit HEPA-Filterung läuft rund um die Uhr, das Gründach ermöglicht eine Reduzierung der Heiz- und Kühlenergie und alle Abfälle werden recycelt.

Das vielleicht wichtigste Element des unkonventionellen Ansatzes von Linda Tool ist der Produktionsprozess selbst, der am Ende und nicht am Anfang beginnt.

„Ein wichtiger Aspekt der neuen Strategie, die wir 2008 eingeführt haben, bestand darin, zunächst das fertige Teil sorgfältig zu bestimmen und dann in der gesamten Werkstatt jeden Schritt zu planen, der erforderlich ist, um sicherzustellen, dass das Teil die Spezifikationen erfüllt oder übertrifft“, sagte Holmes. „Es beginnt, wenn wir uns für die Herstellung des Teils entscheiden und jeder Schritt im Prozess in der gesamten Werkstatt dokumentiert wird, was Zeit spart und Qualität und Durchsatz maximiert. Wir arbeiten in Teams und wenden einen Herstellungsprozessansatz an.“

Der Prozessansatz führte zu Lindas Suche nach einer Lösung für die erfolgreiche Bearbeitung von Fahrwerksschmiedeteilen aus 7075-Aluminium.

„Als sich uns eine große Chance für die Luft- und Raumfahrttechnik bot – ein hufeisenförmiges, planares Teil mit engen Innenecken –, versuchten wir, einen Weg zu finden, das Teil durch Planschneiden, Spanfräsen oder die Verwendung eines Kugelkopffräsers effizient zu bearbeiten“, sagt er sagte. „Wir hatten in die 5-Achsen-Technologie mit einem Hermle C22-Bearbeitungszentrum investiert, der besten Maschine für das Teil, waren uns aber nicht sicher, wie wir dagegen vorgehen sollten. Wir brauchten eine praktischere Lösung für maximalen Durchsatz und Effizienz.

„Wir haben das CAM-Softwarepaket hyperMill von Open Mind Technologies evaluiert und uns auf die Funktionen von hyperMill Maxx Machining konzentriert. Dabei haben wir herausgefunden, dass eine seiner innovativen Programmierfunktionen die Fähigkeit ist, die Materialabtragsraten mithilfe von konischen Tonnenfräsern, auch bekannt als …, drastisch zu steigern Kreissegment-Schaftfräser“, sagte Holmes.

Open Mind entwickelte das Konzept der konischen Tonnenfräserbearbeitung mit konischen Werkzeugen, die auch einen großen Radius in den Konus geschliffen haben. Letztendlich spart die Software in Kombination mit den Schaftfräsern bis zu 90 Prozent der Zeit ein, die für die herkömmliche Bearbeitung mit Kugelkopfwerkzeugen erforderlich ist.

Die Kreissegment-Schaftfräser von Emuge zeichnen sich durch eine konische Form aus, die in den Fräserrohling geschliffen ist, der zusätzlich mit einem extra großen Radius geformt ist. Der große Kontaktradius mit dem Material reduziert die Anzahl der erforderlichen Zustellungen erheblich, da bei jedem Werkzeugdurchgang viel breitere Bahnen erstellt werden können, wodurch mehr Material pro Werkzeugbahn auf ebenen Flächen, Regelflächen und Innentaschen entfernt wird.

„Wir haben eng mit Emuge und Open Mind zusammengearbeitet, um das Teil zu programmieren und Testschnitte durchzuführen“, sagte Holmes. „Wir wollten einen hocheffizienten, stabilen Prozess und er hat voll funktioniert. Wir waren sehr zufrieden."

Die Tests bestätigten, was Linda Tool wusste: Die führende 5-Achsen-Technologie ist der Schlüsselfaktor für den Erfolg der Luft- und Raumfahrtbearbeitung, und nichts davon ist ohne eine leistungsstarke CAM-Softwarelösung möglich. Und obwohl Linda Tool den neuen 5-Achsen-Betrieb über die Machining-Software Hermle und hyperMill Maxx bewusst in einem langsamen, maßvollen Tempo über einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten implementierte, um die Werkstatt vollständig an den Ansatz zu gewöhnen, war es keine Überraschung, als Holmes wiederholt Erfolge verzeichnete ohne Probleme.

„Wir wussten, dass Open Mind einer der ersten CAM-Entwickler war, der sich mit der 5-Achsen-Bearbeitungstechnologie befasste, und waren daher von hyperMill überzeugt“, sagte Holmes. „Wir haben von Anfang an perfekte Teile bekommen.“

Die hyperMill CAM-Software-Suite ermöglicht eine breite Palette leistungsstarker 5-Achs-Strategien zur Bearbeitung anspruchsvoller Geometrien, Freiformflächen und tiefer Kavitäten bei höchster Effizienz.

Je nach Geometrie und Maschinenkinematik kann der Anwender zwischen 5-Achs-Bearbeitung mit festem Werkzeugwinkel, automatischer Indexierung oder echter Simultanbearbeitung wählen. Alle Werkzeugwege werden vollautomatisch mit Kollisionsprüfung und -vermeidung generiert.

Das Leistungspaket von hyperMill Maxx Machining bietet drei leistungsstarke Module zum Bohren, Schruppen und Schlichten, die höchste Bearbeitungsproduktivität ermöglichen. Beim 5-Achsen-Helixbohren werden große Bereiche vor dem Schruppen mit einem Standardfräser geöffnet und ein 5-Achsen-Helix-Werkzeugweg zum Materialabtrag und zur Späneabfuhr genutzt. Für eine schnelle und zuverlässige Bearbeitung umfasst das Schruppmodul Zyklen zum Fräsen spiralförmiger und trochoidaler Werkzeugwege sowie Optionen, die große eingeschriebene Dreiecke oder Kreise innerhalb von Bauteilen identifizieren, um sie mit einfachen Werkzeugwegen optimal zu bearbeiten und die Tasche durch Identifizierung der verbleibenden Bereiche zu vervollständigen Material. Die dynamische Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an die tatsächlichen Schnittbedingungen gewährleistet stets die höchstmögliche Fräsgeschwindigkeit. Dadurch ergeben sich optimale Fräsbahnen bei maximalem Materialabtrag. Unterstützt wird das Hochleistungsschruppen sowohl prismatischer als auch gekrümmter Bauteilflächen mit 5-Achsen-Techniken.

Innovative Algorithmen der CAM-Software hyperMill sorgen dafür, dass kontinuierlich ein konstantes Spanvolumen abgetragen wird. Dadurch wird eine hohe Auslastung erreicht, ohne das Werkzeug übermäßigen Belastungen auszusetzen, was zu bis zu 70 Prozent höheren Schruppgeschwindigkeiten als beim herkömmlichen Fräsen führt.

Mit der innovativen 5-Achsen-Tangential-Ebenenbearbeitung hyperMill hat Open Mind eine einzigartige Fähigkeit zur Ebenenbearbeitung entwickelt, die bei Verwendung mit konischen Tonnenfräsern eine Reduzierung der Zykluszeit um bis zu 90 Prozent ermöglicht. Darüber hinaus sind mit den großen Radien konischer Tonnenfräser Zustellungsbreiten von sechs bis acht mm und mehr möglich, was zu außergewöhnlich glatten Oberflächen und längeren Werkzeugstandzeiten führt.

Die 5-Achsen-Tangentenebenenbearbeitung und die 5-Achsen-Tangentenbearbeitung, die auf dem Flugzeugfahrwerksteil von Linda Tool zum Einsatz kommt und sich sowohl für zugängliche als auch für schwer zugängliche Ebenen gut eignet, ermöglichen ebenfalls ein hohes Maß an Präzision, das weit über das hinausgeht, was es gibt möglich durch Bearbeitung mit einer Kugelmühle.

Die gemessenen Rauheitswerte sind oft fünf- bis zehnmal feiner als bei der Bearbeitung mit Kugelfräsern.

Die Nachbearbeitung mit der hyperMill-Software läuft nahezu fehlerfrei und ist wohl die zuverlässigste in der Branche.

„Die hyperMill-Software postet schnell, aber was uns am meisten beeindruckt, ist ihre Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit“, sagte Holmes. „Ich war zunächst etwas skeptisch, als Open MInd es implementierte und uns grünes Licht gab. Aber sie hatten Recht. Der Prozess ist in unserer Werkstatt so stabil und bewährt, dass wir die Teile im laufenden Betrieb nicht überprüfen müssen. Tatsächlich hätten wir mindestens zwei Monate Zeit sparen können, wenn ich mir Open Mind zunächst nur angehört und darauf vertraut hätte, dass es sofort funktionieren würde.

„Die Software funktioniert gut und ist für unseren Durchsatz so wichtig, dass wir planen, den gesamten Shop mit hyperMill zu integrieren“, sagte er. „Es hilft auch, eine starke Beziehung zu haben. Die Partnerschaft mit Open Mind war sehr erfolgreich. Ihre Unterstützung ist außergewöhnlich und reaktionsschnell.“ (Siehe entsprechendes Video unter https://tinyurl.com/LiToStory)

Seit der Einführung der neuen Strategie vor etwa zehn Jahren hat sich bei Linda Tool viel verändert. Das Geschäft hat sich verdoppelt und ist heute ein gut etablierter Luft- und Raumfahrthersteller.

Dennoch ist die Mitarbeiterzahl in der Werkstatt gleich geblieben. „Drei Viertel unserer Mitarbeiter waren früher Maschinenbediener. Heute ist es weniger als die Hälfte“, sagte DiMarino. „Wir sind flexibler, die Mitarbeiter sind kompetenter geworden und arbeiten in Teams nach einem klar definierten Prozessansatz.“

Natürlich hat auch die Technologie bei diesem Wachstum eine große Rolle gespielt. „Auch die Partnerschaft mit führenden Technologen wie Open Mind hat maßgeblich zu diesem Erfolg beigetragen“, sagte er. „Ohne sie wären wir nicht da, wo wir heute sind.“

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