Schneller zum perfekten Bauteil

hyperMILL® beschleunigt Programmierung und Zerspanung

Wer als Dienstleister wie die Biesinger GmbH zu 95 Prozent Unikate fertigt, hat einen enormen Programmierbedarf. Ein CAM-System wie hyperMILL® von OPEN MIND, das mit vielfältigen Strategien vom dreiachsigen Fräsen bis zur 5-Achs-Simultan­bearbeitung für optimierte NC-Programme sorgt, trägt wesentlich zum wirtschaftlichen Erfolg bei.

Die Biesinger GmbH in Haigerloch-Hart ist mit ihren 30 Mitarbeitern ein breit aufgestellter Dienstleister, der im Werkzeug- und Formenbau, der Elektrodenherstellung, im Maschinenbau und der Automatisierung zuhause ist. Neben Gregor Biesinger, der das Unternehmen 1986 als Lohnerodierer gegründet hat, sind auch seine Söhne in der Geschäftsleitung tätig: Jörg Biesinger als technischer und Ingo Biesinger als kaufmännischer Leiter. Letzterer erklärt: „Unsere Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge tragen einen Großteil zum Umsatz bei. Ähnlich stark sind wir in der Elektrodenfertigung – ob in Kupfer oder Grafit.“ Doch auch mechanische und hydraulische Vorrichtungen für die Zerspanung, für Prüf- und Messzwecke, Handlingssysteme, Entnahmegreifer und Entgratwerkzeuge gehören zum breiten Entwicklungs- und Produktionsspektrum.

„Zu etwa 95 Prozent fertigen wir Einzelteile und Kleinstserien“, erklärt Ingo Biesinger. „Wir bearbeiten alle gängig zerspanbaren Werkstoffe wie Kupfer und Grafit, Automaten-, Einsatz- und Werkzeugstahl sowie Edelstahl, Aluminium und Kunststoffe.“ Das erfordert ein großes Know-how in der Belegschaft und einen flexiblen, modernen Maschinenpark, der neben Senk- und Draht-Erodiermaschinen auch drei 5-Achs- und vier 3-Achs-Bearbeitungszentren enthält. Besonders wichtig ist für Biesinger die passende CAD/CAM-Software. Denn der Bedarf an prozesssicheren NC-Programmen ist enorm.

„Wir fertigen Spritzgießwerkzeuge sowie Elektroden aus Kupfer und Grafit, Hart- und Weichbearbeitung und fast alles in Stückzahl 1. Die CAM-Lösung hyperMILL® von OPEN MIND sorgt durchgängig für prozesssichere NC-Programme.“

Ingo Biesinger, kaufmännischer Leiter

CAM-System fürs simultane 5-Achs-Fräsen gesucht

Schon früh investierte das Unternehmen in zwei Programmierplätze, die dann 2006 mit dem Einstieg in die 5-Achs-HSC-Frästechnologie an ihre Grenzen stießen. „Mit dieser Software ließ sich zwar gut dreiachsig Fräsen, das simultane 5-Achs-Fräsen konnten wir damit aber nicht optimal bewältigen“, erinnert sich Bernd Beck, Leiter der Programmierabteilung. Die Verantwort­lichen sahen sich daher nach einem ergänzenden 3D-CAM-System um, das gut funktionierende, zuverlässige 5-Achs-Zyklen zur Verfügung stellt. Nach verschiedenen Tests mit einigen Anbietern fanden sie mit hyperMILL® von OPEN MIND die passende Lösung.
„Der Trend geht seit damals klar zum 5-Achs-Fräsen, weil wir damit bei vielen Bauteilen schneller sind und bessere Oberflächen erzielen“, betont Ingo Biesinger. „Schließlich müssen wir auf Qualität und Wirtschaftlich­keit achten, da wir unter nicht unerheb­lichem Wettbewerbs- und damit Kostendruck stehen.“ Zwar sitzen die meisten Kunden in Baden-Württemberg und legen Wert auf räumliche Nähe. Auf die Kosten müssen sie aber genauso achten wie die Kunden, die im restlichen Deutschland und zunehmend weltweit zu finden sind. Zugleich drängen Dienstleister aus Billig­lohnländern auf den heimischen Markt.

Durchgängiges CAM-System erhöht die Flexibilität

Angesichts des wachsenden Fräsanteils an der gesamten Bearbeitung, die immer häufiger fünfachsig – auch simultan – erfolgt, entschlossen sich die Verantwortlichen im vergangenen Jahr, ihre Programmier­plätze aufzurüsten und für eine Vereinheitlichung zu sorgen. „Wie bei unseren Maschinen, bei denen wir im Fräsen durchgängig auf den Hersteller Hermle mit Heidenhain-CNC setzen, wollten wir auch hier alle drei CAM-Arbeitsplätze mit der gleichen Software ausstatten“, argumentiert Ingo Biesinger. „Das verschafft uns hinsichtlich der Mitarbeiter mehr Flexibilität.“
Dass die Entscheidung auf hyperMILL® fiel, liegt in erster Linie an den eigenen Erfahrungen. Biesinger nutzt seit Jahren hyperMILL® für die 5-Achs-Bearbeitung seiner Bauteile: „hyperMILL® überzeugt uns seit langem im 5-Achs-Bereich voll und ganz“, betont Zerspanungs- und Programmier­fachmann Beck. „Als uns dann OPEN MIND hier vor Ort demonstrierte, dass dieses CAM-System auch im dreiachsigen Fräsen gravierende Vorteile bieten kann, war die Wahl entschieden. Seit November 2018 programmieren wir zu 100 Prozent mit hyperMILL®.“
Samuel Leo, als Gebietsverkaufsleiter für Biesinger zuständig, erklärt: „hyperMILL® bietet zahlreiche Strategien, die sich hervor­ragend für anspruchs­volle 2,5D-, 3D- und 5-Achs-Aufgaben sowie für die High-Speed- und Hartmetall­bearbeitung eignen, wie sie bei Biesinger an der Tagesordnung sind. Alle Strategien und Optimierungs­funktionen ermöglichen es, Bearbeitungen gezielt und anwendergerecht zu definieren.“

Prozesssicher und zeitsparend

Als Erweiterung kaufte Biesinger Strategien aus dem 5-Achs-Flächen und Kavitätenpaket für die Fünfachs­simultan­bearbeitung in einer Netzwerk­version dazu. CAM-Spezialist Beck ist vor allem von der Prozess­sicherheit der erzeugten Programme begeistert: „Wir können sie sogar bei der 5-Achs-Simultan-Bearbeitung unbeaufsichtigt mannlos über Nacht laufen lassen.“ Dazu kommt der Zeitgewinn, der sich sowohl bei der Programmierung, als auch bei der Zerspanung realisieren lässt. Als Schlüssel dazu nennt Beck unter anderem das von OPEN MIND entwickelte CAD-System hyperCAD®-S. Dieses „CAD für CAM“-System wurde speziell für CAM-Programmierer entwickelt, um die Abläufe beim NC-Programmieren zu beschleunigen. Die CAD-Lösung bietet Programmierern schnelle und einfache Funktionen zum Vorbereiten der CAM-Programmierung. Es hilft, mit den integrierten Zeichen-, Flächen- und Solidfunktionen alle für eine einfache und effektive Programmierung notwendigen CAD-Aufgaben sicher zu erledigen.
Für die Konstruktion der Bauteile und Werkzeuge verwendet Biesinger überwiegend das 3D-CAD-System SolidWorks. „Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass hyperMILL® über eine Direkt­schnittstelle zu SolidWorks verfügt“, erwähnt Ingo Biesinger. Bernd Beck weist auf den zeitsparenden Vorteil hin, der durch den direkten Daten­austausch entsteht. Denn die umfangreichen Datenmengen der 3D-Konstruktionen müssen nun nicht mehr in ein neutrales Format konvertiert werden, bevor sie sich ins CAD/CAM einlesen lassen.

Automatisierung durch Feature- und Makrotechnologie

Als besonders wertvoll schätzt der Leiter der Programmierabteilung die verfügbare Feature- und Makro­technologie ein. Damit können hyperMILL®-Anwender die Programmierung von Geometrien standardisieren und automatisieren. Sie bietet sehr viele Möglichkeiten, um im CAD vorhandene Geometrie­informationen – zum Beispiel zu Bohrungen – für die CAM-Programmierung zu nutzen oder typische, wiederkehrende Geometrien als Makro zu definieren. „Mit von uns erstellten Makros errechnet hyperMILL® in der Regel automatisch das passende NC-Programm“, erklärt Beck. „Ob Passung, Gewinde oder Flachsenkung – die Bohrung erhält durch unsere Makros alle in der Konstruktion festgelegten Attribute. Das funktioniert tadellos.“
Auch spezielle Strategien fürs 5-Achs-Simultan-Fräsen sorgen für einen Geschwindigkeits­­vorsprung und für bessere Oberflächen­­güte. Bernd Beck gibt ein Beispiel: „Das 5-Achs-Wälzfräsen ist für uns ein Quanten­sprung. Bis jetzt mussten wir nicht stetige Geometrien mit Kugelfräser und Torusfräser abzeilen. Mit dieser Strategie können wir jetzt gewölbte Flächen mit dem Schaft­fräser schnell bearbeiten. Dabei sind größere Zustellungen und viel schnellere Vorschübe möglich.“
Die Zeitersparnis macht Ingo Biesinger an einer Elektrode deutlich: „Mit unserem bisherigen Programmier­system konnten wir diese Elektrode aus Grafit in 24 Minuten fünfachsig fräsen. Mit dem hyperMILL®-Zyklus 5-Achs-Walzen zerspanen wir sie in Kupfer in nur noch acht Minuten. So sparen wir mit moderner Programmierung auf einer entsprechenden Maschine enorm viel Zeit. Das hilft uns, konkurrenzfähig am Markt zu agieren.“

Vielfältige Strategien für jeden Zerspanungsfall

Bernd Beck hebt noch weitere Strategien hervor, die er häufig nutzt, wie zum Beispiel das „5-Achs-Ebenenschlichten“ für steile Bereiche, bei dem die Bearbeitung konturnah in Ebenen mit konstanter Z-Zustellung erfolgt. Auch die „Automatische 5-Achs-Restmaterialbearbeitung“ spielt für ihn eine wichtige Rolle. Sie erkennt beim Schlichten unvollständig bearbeitete Restmaterial­bereiche und führt nach Definition des Referenz­werkzeugs und des Bearbeitungs­bereichs die erforderliche Bearbeitung automatisch durch.
Als Alternative zur 5-Achs-Simultanbearbeitung setzt Beck gerne das „Automatische Indexieren“ ein. Hierbei werden Bereiche, für deren Bearbeitung mehrere Werkzeug­anstellungen notwendig sind, durch automatisches Indexieren in einer Operation programmiert und gefräst. Diese Funktion sucht für einzelne Fräsbereiche automatisch eine kollisionsfreie, feste Werkzeug­anstellung. Bereiche, die sich nicht angestellt fertigen lassen, werden simultan 5-achsig gefräst. Im Vergleich zur 5-Achs-Simultanbearbeitung minimiert das automatische Indexieren die Maschinen­bewegungen. Der Nutzen: Die Bearbeitungszeit sinkt, und die Maschine wird geschont.
Natürlich ist für eine erfolgreiche Bearbeitung das Know-how des Programmierers entscheidend. Er sollte die zur Verfügung stehenden Strategien kennen und sich seine Lösung vorab zurechtlegen. Erst dann kann er das Programm über das CAM-System umsetzen. „Aber hyperMILL® ist relativ einfach zu erlernen“, urteilt Bernd Beck. Er sieht das an seinen beiden Kollegen, die nach der Installation einen zweiwöchigen Lehrgang absolviert haben und nun bereits in der Lage sind, eigene Programme zu erstellen.

www.biesinger-gmbh.com


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