Dank innovativer 5-Achs-Technologie: Warum Color Metal in der obersten Formenbau-Klasse spielt

Vor 36 Jahren begann Otmar Gutmann bei Color Metal einen Formenbau aufzubauen, der heute zu den Premiumanbietern zählt. Der Weg dorthin führte über Mitarbeiter, die die Kunst beherrschen, hohe Anforderungen zu erkennen und bis ins Detail in Spritzgieß­formen umzusetzen. Einen Meilenstein setzte Color Metal mit der Entscheidung, konsequent aufs 5-Achs-Fräsen umzustellen und in hyperMILL® von OPEN MIND als passendes High-end-CAM-System zu investieren.

Color Metal – bevor der Firmenname für Irritationen sorgt, erklärt Geschäfts­führer Otmar Gutmann seinen Ursprung: „Das Unternehmen wurde 1951 gegründet und produzierte zunächst farbig eloxierte Reiß­verschlüsse. Bis vor vier Jahren war die Oberflächen­veredelung – zuletzt noch für Fahrrad-Tuningteile – ein Geschäfts­feld, das jedoch zunehmend an Bedeutung verlor. Heute sind wir ein reines Formenbau-Unternehmen, über die Grenzen Deutschlands hinaus bekannt für hochwertige, sehr komplexe Spritzgieß­formen.“

Keine Frage: Otmar Gutmann, der 1983 ins Unternehmen eintrat, um den Formen­bau aufzubauen, und es 1993 gemeinsam mit seiner Frau Monika übernahm, hat Color Metal seinen Stempel aufgedrückt und es zu dem gemacht, was es heute ist: ein Präzisions­formenbau mit über 100 Mitarbeitern, der in der obersten Liga spielt. Auf über 3.500 qm konstruiert und produziert es am Standort Heitersheim jährlich knapp 200 neue Spritzgieß­formen für die Automobil­industrie, die Elektro­technik und Elektronik, für die Uhren­industrie und Medizin­technik. Branchen, die bekannter­maßen einen sehr hohen Anspruch haben.

„Wir haben uns das in 36 Jahren von Null weg aufgebaut. Von Anfang an suchten wir die Nähe zum Kunden und konnten ihn mit Qualität überzeugen“, erklärt Gutmann. „Außerdem sind wir flexibel, schnell und halten unser Wort.“ Das kommt gut bei den Kunden an. Viele schätzen diese Eigenschaften und kommen immer wieder mit neuen Aufträgen. Für seinen wichtigsten Kunden arbeitet Color Metal seit 33 Jahren und konnte sich vom einfachen Dienst­leister zum Formenbau-Zulieferer Nummer 1 entwickeln.

„Ich kenne bis heute kein besseres System für das fünfachsige Fräsen, ob indexiert oder simultan. Es ist einfach zu bedienen und bietet für jeden wichtigen Bearbeitungsfall die geeignete Strategie.“

Markus Ortlieb, Abteilungsleiter CAM-Programmierung

Die Formwerkzeuge werden bis ins Detail besprochen und geplant

Bei Color Metal werden inzwischen fast ausschließlich komplexe Spritzgießformen angefragt. Viele dienen zur Serienproduktion von 2K- oder 3K-Kunststoffteilen, beispielsweise für eine Automobil-Mittelkonsole, die aus schwarzem und weißem Kunststoff besteht und noch ein graues Element enthält. „Sehr anspruchsvoll“, betont Gutmann, „vor allem, wenn nur eine 2-Komponenten-Spritzgießmaschine zur Verfügung steht. Aber wir haben eine Lösung über ein Zusatzaggregat gefunden“, freut sich der Formenbau-Spezialist.

Weitere Spritzgießformen lassen einbaufertige Teile mit eingelegten Folien oder Lichtleitern etc. entstehen. „Unsere Werkzeuge sind oft beratungsintensiv. Das heißt, wir besprechen mit unseren Kunden deren Wünsche und unsere Möglichkeiten bis ins Detail“, erklärt der Geschäftsführer seine Vorgehensweise. „Schließlich sollen unsere Kunden perfekte Werkzeuge erhalten, mit denen sie Tag und Nacht prozesssicher produzieren können.“ Und ein solches kostet Geld. Oft sind es einige Hunderttausend Euro, die Kunden aber letztendlich gerne in die Hand nehmen. Immer wieder erhält Gutmann die Rückbestätigung, dass sich die Investition gelohnt hat: „Es ist schön, attestiert zu bekommen, dass unsere Werkzeuge bessere Standzeiten erreichen und weniger reparaturanfällig sind, als andere.“

Fünfachsiges Fräsen in der Vor- und Feinbearbeitung

Die Basis für solchen Präzisionsformenbau sind eine detaillierte Entwicklung und optimierte Programmierung, auf die schließlich die Zerspanung folgt. Das Unternehmen setzt im Fräsen durchgängig auf hyperMILL: angefangen von der 2,5D-, über die 3D- bis zur 5-Achs-Simultanbearbeitung. So ist die CAM-Lösung von der Vorbearbeitung, die vier horizontale Bearbeitungszentren übernehmen, bis zur Feinbearbeitung vertreten. Dort sind fünfachsige HSC-Zentren zu finden, in unterschiedlichen Größen und Achsanordnungen, um für jedes Werkstück das optimale Finish zu ermöglichen. Und das Highlight: Fast alle dieser Maschinen sind mit einem Palettensystem automatisiert. Sie laufen 24 Stunden am Tag, wobei die Maschinenbediener nur einschichtig arbeiten.

Otmar Gutmann verrät eines seiner Erfolgsgeheimnisse: „Ohne Risiko kein Gewinn. Wir haben es 2011 gewagt, auf einen Schlag den kompletten Fräsbereich auf 5-Achs-Maschinen umzustellen. Im Nachhinein betrachtet, war das die genialste Entscheidung der Firma, weil wir dadurch unglaublich gut und schnell geworden sind.“ Die Umstellung brachte jedoch anfänglich Probleme bei der Programmierung der Maschinen mit sich. Das bisherige CAM-System war fürs 5-Achs-Fräsen, insbesondere fürs simultane, nicht geeignet. Selbst das entsprechende Zusatzmodul brachte nicht den gewünschten Erfolg. Auf Nachfrage bei OPEN MIND, einem der weltweit wichtigsten Hersteller von leistungsfähigen CAM-Systemen, kam ein Anwendungstechniker vor Ort, demonstrierte die Fähigkeiten von hyperMILL® – und löste damit Begeisterung aus. Markus Ortlieb, Abteilungsleiter CAM-Programmierung, erinnert sich: „Mit den gewissermaßen aus dem Stegreif erzeugten Programmen bewegte sich die 5-Achs-Maschine auch in 3D-Bahnen absolut geschmeidig und ruckfrei. Das war um Längen besser als alles, was wir vorher getestet hatten.“

Die Potentiale von hyperMILL® erkannt und genutzt

Auch hier zeigte sich Color Metal entscheidungsfreudig. Sofort wurden die ersten beiden hyperMILL®-Arbeitsplätze für die Vorbearbeitung eingerichtet. Weitere folgten, so dass der Formenbauer heute 14 Lizenzen besitzt. Fünf Mitarbeiter programmieren fürs Vorfräsen in 2,5D und neun für die fünfachsige Feinbearbeitung. Für Markus Ortlieb ist klar: „Diese Investitionen haben wir nie bereut. Ich kenne bis heute kein besseres System fürs fünfachsige Fräsen, ob indexiert oder simultan. Es ist einfach zu bedienen und bietet für jeden wichtigen Bearbeitungsfall die geeignete Strategie.“ So sorgt hyperMILL® schon für ein effizientes Programmieren und Bearbeiten von typischen 2D-Aufgaben, unter anderem durch das leistungsfähige 2D-Konturfräsen und die intelligente Feature- und Makrotechnologie mit ihren erweiterbaren Automatisierungsmöglichkeiten. Markus Ortlieb berichtet: „Wir setzen speziell in der 2,5D-Bearbeitung ausgeprägt die Feature- und Makrotechnologie ein. Denn damit können wir die Programmierung von Bohrungen und Taschen standardisieren und automatisieren.“

Wichtig ist hierfür, dass im CAD vorhandene Geometrieinformationen bereits farblich kodiert sind. Daher gelten bei Color Metal spezielle Konstruktionsrichtlinien und Farbdefinitionen, an die sich auch externe Dienstleister zu halten haben. Die Feature-Erkennung sorgt dafür, dass die jeweiligen Geometrieeigenschaften und die fertigungsrelevanten Informationen automatisch erkannt werden. Fasst der Anwender alle notwendigen Bearbeitungsschritte in einem Makro zusammen, ist das komplette Fertigungs-know-how in einer Datenbank gespeichert und ist somit jederzeit schnell wiederverwendbar. Wählt der hyperMILL®-Nutzer das entsprechende Makro lässt sich die Programmierung auf Knopfdruck starten. Dieser automatisierte Ablauf bedeutet Zeitgewinn und eine hohe Prozesssicherheit.

5-Achs-Strategien für jeden Zerspanungsfall

Eine große Stärke von hyperMILL® sieht Ortlieb in der großen Auswahl an 5-Achs-Strategien, so dass die Programmierer stets die für die jeweilige Situation passende wählen können. „Bei anderen Systemen muss oft eine einzige Funktion für viele Situationen herhalten – mit dem Effekt, dass sich die Maschine schlecht bewegt und weder Oberfläche noch Präzision den Vorgaben entsprechen.“ Am häufigsten kommen bei Color Metal die Strategien 5-Achs-Ebenenschlichten, 5-Achs-Profilschlichten und die 5-Achs-Restmaterialbearbeitung zum Einsatz. Richtig begeistert zeigt sich der CAM-Profi von einigen hyperMILL®-Details: „Zum Beispiel bin ich beim Begrenzen nicht – wie bei anderen Systemen – auf den Einsatz entweder von Boundaries oder Flächen beschränkt, sondern kann beide mixen, wie es mir vorteilhaft erscheint.“ Auch wie der Software-Hersteller das Thema Postprozessoren angeht, findet er klasse: „Von OPEN MIND erhalten wir einen Postprozessor, der in seiner Grundkonfiguration schon sehr gut ist, aber von uns selbst noch an viele Bedingungen angepasst werden kann.“ Und noch ein Highlight hebt Programmierleiter Ortlieb hervor: „hyperMILL® macht es einfach, Arbeitsebenen zu setzen. Bei anderen Systemen kann es sein, dass erst einmal mühsam verschiedene Arbeitsebenen, sogenannte Frames, definiert werden müssen. In hyperMILL® kann ich mein Werkzeug einfach an die Position setzen, an der ich es haben will, die Definition der Arbeitsebene übernimmt hyperMILL® automatisch für mich.” Besonders vorteilhaft empfindet Ortlieb dies bei Bauteilrippen. „Für die Restmaterialbearbeitung muss ich hier nicht umständlich ein neues Frame erzeugen, ich positioniere den Fräser einfach an die von mir gewünschte Stelle, wähle die Strategie und hyperMILL® berechnet automatisch und kollisionsgeprüft die Werkzeugbahnen mit dieser Anstellung“.

hyperMILL® hat für Ortlieb und seine Kollegen weitere praktische Funktionen zu bieten, wie zum Beispiel die einfache Umwandlung von Zyklen: „Wer ursprünglich eine Fläche dreiachsig fräsen wollte, dann aber feststellen muss, dass das nicht möglich ist, kann einfach den Job durch eine 5-Achs-Strategie, praktisch per Knopfdruck ersetzen. So sind selbst 5-Achs-Programme für anspruchsvolle Bauteile so einfach zu programmieren wie für 3D-Aufgaben.“ Äußerst hilfreich empfindet er das automatische Indexieren, mit dem sich Bereiche, für deren Bearbeitung mehrere Werkzeuganstellungen notwendig sind, in einer Operation programmieren und fräsen lassen. Diese Methode sucht für einzelne Fräsbereiche und/oder Werkzeugbahnen automatisch eine kollisionsfreie, feste Werkzeuganstellung. Bei Bedarf kann zudem lokal 5-Achs-simultan gefräst werden. Markus Ortlieb urteilt: „Damit vermeide ich unnötige Simultanbearbeitung, bei der die langsamste Achse die Geschwindigkeit vorgibt, was letztendlich auf Kosten der Bearbeitungszeit geht.“

www.color-metal.de


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