Schneller zum perfekten Bauteil
Biesinger GmbH | Haigerloch-Hart (Baden-Württemberg), Deutschland
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.
hyperMILL® bietet vielfältige Strategien fürs drei- bis fünfachsige Fräsen – beste Voraussetzungen für Dienstleister wie Biesinger, die ein breites Spektrum an Bauteilen aus verschiedensten Materialien bearbeiten müssen.
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.“
Ingo Biesinger (Mitte) freut sich mit Bernd Beck (links), Leiter der Programmierabteilung, über die Zeiteinsparungen, die dank hyperMILL® erreicht werden.
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®.“
Claudio Jorio, Sales Director DACH / Global Reseller, 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.“
Beim 5-Achs-Walzen wird die Werkstückoberfläche mit der Werkzeugflanke bearbeitet. Breite Bahnabstände sorgen für eine Reduzierung der Fräszeit und die Verbesserung der Werkstückoberfläche.
Auch spezielle Strategien fürs 5-Achs-Simultan-Fräsen sorgen für einen Geschwindigkeitsvorsprung und für bessere Oberflächengüte. Bernd Beck gibt ein Beispiel: „Das 5-Achs-Walzen 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.
Galerie
Biesinger verfügt neben dem CNC-gesteuerten 3-Achs-Fräsen auch über simultane 5-Achs-HSC-Frästechnologie.
Das 5-Achs-BAZ C22 von Hermle ist bei Biesinger seit einigen Jahren Tag und Nacht im Einsatz. Auf der Maschine wird meist fünfachsig geschruppt, geschlichtet und hartgefräst.
Durch die 5-Achs-Bearbeitung erzielt Biesinger Zeitvorteile und bessere Oberflächen.
Komplexe Bauteile wie dieser Krümmer werden auf der Hermle C22 fünfachsig fünfseitig fertigbearbeitet.
Mit der hyperMILL®-Strategie 5-Achs-Walzen wird diese Kupferelektrode in nur noch acht Minuten gefräst. Früher dauerte das Fräsen einer solchen Elektrode in Grafit 24 Minuten.
Die Elektrodenherstellung ist neben dem Formenbau ein wichtiger Geschäftsbereich der Biesinger GmbH.