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3D-DruckSiemens und 3YourMind mit systemeigener CAD-3D-Druck-Anwendung

Solid Edge-3YourMind Druck Service Portal

3YourMind bietet nun eine 3D-Druck-Integration für professionelle 3D-CAD-Modellierungssoftware an. Benutzer erhalten Zugang zu einer Auswahl an Tools, die die additive Fertigung des Modells in unterschiedlichen Materialien und Produktionsprozessen vorbereiten. Mit dem Solid-Edge-3YourMind -Druckservice-Portal ist die Bestellung bei einem 3D-Druck-Anbieter mit einem Klick möglich.

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AnwenderberichtHandwerksbetrieb ohne Werkstatt

Wer ausgefallene Formen und Oberflächen für Objekte in Kunststoff, Glas oder Beton benötigt, ist bei Modellbaumeister Antonius Köster an der richtigen Adresse. Er bietet Dienstleistungen an, die sich von der digitalen, dreidimensionalen Entwicklung bis zum fertigen Fräsprogramm für die Werkzeugform erstrecken. Dabei setzt er bevorzugt das CAD/CAM-System WorkNC von Sescoi ein.
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CAD/CAM-System: Handwerksbetrieb ohne Werkstatt

PC und Software haben sich in den letzten 20 Jahren zu einem zentralen Arbeitsmittel im Werkzeug-, Formen- und Modellbau entwickelt. Sie dienen nicht nur der Unterstützung von Organisation und Arbeitsabläufen, mit modernen computergestützten Systemen lässt sich modellieren, entwickeln und produzieren. Ein Spezialist in Sachen Modelliersoftware und CAD/CAM ist der Modellbaumeister Antonius Köster. Bereits vor 20 Jahren kümmerte er sich um die CAD/CAM-Integration bei seinem damaligen Arbeitgeber, ehe er sich 1994 selbstständig machte. Seine Idee war es, einen "Handwerksbetrieb" zu gründen, der in erster Linie CAD/CAM-Dienstleistungen anbietet. Denn er hatte bei vielen Modell- und Werkzeugbaufirmen Defizite in berufsspezifischer Computerunterstützung erkannt. Zwar waren diese Unternehmen meist mit CNC-Maschinen ausgestattet, aber in Konstruktion und Entwicklung war CAD und vor allem 3D-CAD noch nicht verbreitet. Diesen Unternehmen wollte Antonius Köster derartige Leistungen anbieten und wenn gewünscht auch bei der Einführung von CAD/CAM zur Seite stehen.

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Kösters Handwerkszeug ist der PC

Auch wenn Antonius Kösters Betrieb schon immer ohne eigene Werkstatt auskam, ist die praktische Ausbildung für ihn und seine Belegschaft unerlässlich. "Alle Mitarbeiter in der Konstruktion sind ausgebildete Werkzeugmacher oder Modellbauer und setzen diese Erfahrungen an ihrem Computerarbeitsplatz um. So ergänzen sich die handwerklichen Erfahrungen mit innovativem Denken und Handeln. Es ist uns gelungen, 3D-Technologien in Branchen einzuführen, die zuvor noch kaum Berührungspunkte mit digitalen Prozessen hatten, wie zum Beispiel in der Dental- und Orthopädietechnik. Unsere Beratungsleistungen haben in manchen Betrieben zu Prozessoptimierungen geführt, die beim Kunden bestimmte Entwicklungszeiten von zwei Jahren auf bis zu drei Monate verkürzen konnten." Ein vernünftiges Handwerkszeug ist für das Unternehmen eine Grundvoraussetzung. Dazu gehören leistungsstarke Computer samt Peripherie und innovative, zuverlässige Software. Während er für komplizierte Modellieraufgaben und dreidimensionale Konstruktionen mehrere CAD-Programme und eine spezielle 3D-Modelliersoftware wie SensAble FreeForm aus den USA bevorzugt, setzt er für den Schritt von den CAD-Daten zum Maschinenprogramm auf die bewährte Software WorkNC von der Sescoi GmbH, Neu-Isenburg, die auf den Werkzeug-, Formen- und Modellbau spezialisiert ist. Bereits seit 1996 nutzt Antonius Köster WorkNC. Er erinnert sich: "Unser bis dahin verwendetes CAD/CAM-System stieß bei der Bearbeitung von Schmiedegesenken für Hüftprothesen an seine Grenzen, und WorkNC konnte die erforderliche Leistung erbringen. Da war meine Entscheidung schnell gefallen. Drei Wochen später hatte ich meinen ersten WorkNC-Arbeitsplatz installiert - und diesen Schritt nie bereut."

NC-Programme von WorkNC – zuverlässig und kollisionsfrei

Über die Jahre erwies sich WorkNC als extrem zuverlässig, was für ein kleines Dienstleistungsunternehmen besonders wichtig ist. Laut Köster traten von 1996 bis heute nur drei Fehler auf, die auf einen Rechenfehler des CAM-Systems zurückzuführen waren. Inzwischen ist das externe Erstellen von Fräsprogrammen kein großer Markt mehr, denn die meisten Formen- und Modellbauer machen mittlerweile ihre Standardfräsprogramme selbst. Doch Kösters diesbezügliche Dienstleistung wird noch immer nachgefragt, allerdings vor allem, wenn es um unkonventionelle und anspruchsvolle Formen geht, die viel Erfahrung und meist schon Unterstützung im Entwicklungsstadium erfordern. Für konkrete Beispiele muss Antonius Köster nicht lange nachdenken. Da wäre eine Gussform für eine Betonfassade, die mit einem großen Relief versehen werden soll, oder eine Spritzgussform für ein Notebook-Cover mit Krokodilhautstruktur. Die dreidimensionalen Daten für solche Oberflächen zu entwickeln, sind eine besondere Spezialität des Mescheder Unternehmens. Und das Fräsen der Formen ist in vielen Fällen unerlässlich. Köster erklärt: "Die Krokodilhautstruktur wird in Stahl gefräst, denn kein anderes Verfahren wäre wertschöpfend genug. Die Narbungstiefe beträgt bis zu zwei Millimeter, was ein Ätzverfahren aus Plastizitätsgründen ausscheiden lässt und den Lasereinsatz unwirtschaftlich macht."

STL-Daten sind für WorkNC kein Problem

Für die Entwicklung solcher Oberflächenstrukturen nutzt Köster meistens einen Mix aus großem STL-Datenanteil und Flächendaten für die Trennebenen. Eine Kombination, die WorkNC tadellos verarbeiten kann, wie Antonius Köster hervorhebt: "Wir haben immer wieder andere CAM-Systeme getestet, doch viele gehen schon bei einer 50 MB STL-Datei in die Knie. Mit WorkNC haben wir Projekte mit über 11 GB durchgezogen. Das geht nicht am Stück, da muss man schon strategisch vorgehen. Aber die Software schafft es, vernünftige Fräsprogramme zu generieren, die der Kunde auf seiner Maschine umsetzten kann. Nur das interessiert ihn." Köster erstellt viele Fräsarbeiten dreiachsig, was in erster Linie mit der Maschinenausstattung seiner Kunden zu tun hat. Im fünfachsigen Bereich ist das 3+2-Achsen-Fräsen die favorisierte Bearbeitung, weil sie - laut Köster - für viele Maschinen die schnellste sei. Sollten fünf Achsen simultan benötigt werden, um zum Beispiel ganz tiefe Konturen zu erreichen, liefern die CAM-Spezialisten auch hierfür die passenden, kollisionsfreien Datensätze. Dafür nutzen sie eine besondere Funktion von WorkNC namens Auto5. Sie ist in der Lage, aus existierenden 3-Achsen-Programmen automatisch 5-Achsen-Fräsbahnen zu generieren. Bei der automatischen Umwandlung genügt es, die gewünschte Werkzeuglänge und den Halter einzugeben. Dann rechnet die Software die Fräsbahn automatisch so um, dass eine kollisionsfreie fünfachsige Fräsbahn zustande kommt. Für Antonius Köster ist das eine "geniale Funktion, zumal die Software auch die Kinematik der Maschine berücksichtigt. Denn alle Maschinen sind indiviuell in ihren Dreh- und Schwenkwinkeln begrenzt." Als Alternative bietet Sescoi auch die Strategie Auto3+2 an, die aus 3-Achsen-Programmen Fräsbahnen für das Bearbeiten in schräger Arbeitsebene generiert. Zu einer solchen 5-Achsen-Simultanbearbeitung hat Antonius Köster ein schönes Beispiel bereit: "Für einen Luftfahrtzulieferer aus dem Schwarzwald haben wir ein Bauteil bearbeitet, bei dem wir sogar mit dem Halter durch ein Bohrung ins Innere fahren mussten, um dann unten drin eine Tasche zu fräsen. Es bewegt sich also nicht nur der Fräser im Werkstück, sondern der gesamte Halter. Das ist eine richtig anspruchsvolle Aufgabe." Um für Kunden auf die räumliche Distanz von mehreren hundert Kilometern sichere Fräsprogramme zu generieren, muss zum einen die CAM-Software die passenden Voraussetzungen bieten. Sie braucht beispielsweise eine vernünftige Werkzeugbibliothek, in die alle Kundendaten, Schnittparameter etc. einpflegt werden können. Zum anderen muss Kösters Team die Rahmenbedingungen abfragen und WorkNC damit füttern. Dazu zählen die Informationen, auf welcher Maschine das Programm abgearbeitet wird und welche Werkzeuge zur Verfügung stehen. Vor Beginn der Programmierung müssen schließlich gemeinsam mit dem Kunden die Schnittparameter erarbeitet werden.

Zahlreiche Strategien und Automatismen

Dann geht es an die Auswahl der Frässtrategien. "Ein Grund, warum wir seit über 15 Jahren mit WorkNC arbeiten", argumentiert Antonius Köster, "ist die große Zahl guter Frässtrategien, die uns das CAM-System zur Verfügung stellt. Hervorzuheben sind die effektiven Restmaterialbearbeitungszyklen, die Luftbewegungen des Werkzeugs weitgehend vermeiden." Gerade bei so individuellen Geometrien, wie sie bei seinem Unternehmen an der Tagesordnung sind, müssen sich passende, reproduzierbare Werkzeugpfade wählen lassen. Und bei einem guten NC-Programm stimmt nicht nur das Fräsergebnis. Es ist ebenso wichtig, dass das Werkzeug so kontinuierlich wie möglich im Einsatz ist und so effizient wie möglich zerspant. Außerdem lässt sich mit WorkNC ein unkompliziertes Feintuning der Fräsprogramme betreiben. Antonius Köster bestätigt: "Ich kann Fräsprogramme wie in einem Graphikprogramm editieren und zum Beispiel Elemente - etwa eine bewährte Frässtrategie - ausschneiden und in ein neues Programm übertragen. In anderer CAM-Software ist das viel komplizierter und mit deutlich höherem Aufwand verbunden. WorkNC ist durchwegs einfach zu bedienen. Das ist ein entscheidender Faktor. Schließlich kostet nicht nur die Fräszeit Geld, sondern auch die Programmierzeit."

Einfach anpassbarer Postprozessor

Mit dem Programmieren ist die Arbeit von Antonius Köster und seinen Mitstreitern noch nicht abgeschlossen. Erst wenn auf der Maschine tadellose Teile gefräst werden, ist der Kunde zufrieden. Da man es als Dienstleister mit diversen Kunden und einer Vielzahl an Fräsmaschinen zu tun hat, kommt dem Thema "Postprozessor" besondere Bedeutung zu. Um einen sicheren Einsatz der Fräsprogramme auf den unterschiedlichsten Maschine/Steuerungs-Kombinationen zu gewährleisten, verwenden die Sauerländer CAM-Dienstleister für die Maschine des Kunden jeweils einen speziell angepassten Postprozessor. Antonius Köster argumentiert: "Wir wollen vermeiden, dass der Kunde selbst jedes Programm editieren und auf seine Maschine anpassen muss. Denn beim Suchen/Ersetzen passieren die meisten Fehler." Doch der Kauf eines passenden Postprozessors ist teuer und kostet Zeit. WorkNC kann diesbezüglich einen weiteren Pluspunkt für sich verbuchen, denn mit im Lieferumfang ist ein einfach zu editierender und modifizierender Standardprozessor. "Wenn man die Struktur verstanden hat, kann man dort alles Wichtige selbst einstellen", verrät Antonius Köster. "Wir fahren teilweise mit dem Notebook zum Kunden und modifizieren den Postprozessor direkt vor Ort." Kösters Team hat schätzungsweise an die 100 Postprozessoren für unterschiedliche Maschine/Steuerungs-Kombinationen für einzelne Kunden angepasst. Im 3-Achsen-Bereich ist das verhältnismäßig einfach und aus bestehenden Programmen ableitbar. Aufwändiger wird es beim 5-Achsen-Fräsen, wo man die ganze Maschinenkinematik benötigt, um Kollisionen auszuschließen. Doch bisher ist auch dies den CAM-Spezialisten aus Meschede stets gelungen. lg

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