Messen von Freiformflächen leicht gemacht

Stefan Pfaff Werkzeug- und Formenbau nutzt bei der Produktion von Spritzgusswerkzeugen für Dichtungssysteme Software und Messtaster von Blum-Novotest, um die gefrästen Formen in der Maschine komplett zu vermessen.

17. April 2019
Messen von Freiformflächen leicht gemacht
Bild: Blum-Novotest (Mit der Messsoftware Form Control und den Messtastern von Blum lassen sich komplexe Formen blitzschnell im Bearbeitungszentrum messen.)

Karosseriedichtungen bestehen entweder – wie anno dazumal – aus Strangprofilen, oder aber aus hochkomplexen Verbindungsteilen, die beispielsweise in der vorderen unteren Ecke der Seitenscheibe nicht nur die Scheibe abdichten, sondern auch den Übergang des Außenspiegels zur Tür hin abdecken. In die Formen von Stefan Pfaff Werkzeug- und Formenbau werden abgelängte Stücke des Strangprofils eingesetzt und dann im Spritzgussverfahren Gummimaterial oder TPE in die Formkavität mit der Eckgeometrie angespritzt. Nach dem Öffnen der Form verbindet ein Gummi- oder TPE-Teil nahtlos die verschiedenen Profile. »Bei den Formen ist Präzision extrem wichtig. Die Strangprofile müssen in den Einlegebereichen der Form sehr exakt positioniert sein, zudem muss die Form sehr genau schließen, damit kein Spritzmaterial zwischen den Formhälften herausquillt und einen Grat bildet«, unterstreicht Stephan Baldauf, Abteilungsleiter Fräsen. »Zudem haben die Kunden sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Teile und deren Oberflächengüte. Die Toleranz, mit der die Formen bei uns gefertigt werden, liegt bei ein Hundertstel Millimeter«.

Pfaff bietet seinen Kunden ein Komplettpaket, das von der Konstruktion der Form über deren Herstellung bis hin zum Fertigen von Musterteilen und der Entwicklung eines genau an die Kundenmaterialien angepassten Spritzgussprozesses reicht. Dazu betreiben die Allgäuer eine breite Palette von Spritzgussmaschinen, um den Spritzgussprozess jeweils auf einer zu der Maschine des Kunden baugleichen Maschine entwickeln zu können. Die eigentliche Serienfertigung der Dichtungssysteme erfolgt dann beim Fahrzeughersteller selbst.

Lange Maschinenlaufzeiten erforderlich

Die erforderliche Genauigkeit und die hohe Oberflächengüte, die die Formen aufweisen müssen, erfordern auch bei den kleinen Formen sehr lange Maschinenlaufzeiten ? Bearbeitungszeiten von bis zu 100 Stunden an einer einzigen Formplatte sind keine Seltenheit. Deshalb ist die Möglichkeit, zuverlässig mannlos zu bearbeiten – am Wochenende ebenso wie in der Nacht – sehr wichtig für eine wirtschaftliche Fertigung. Die 13 Bearbeitungszentren sind deswegen mit der Software Form Control von Blum-Novotest ausgerüstet, die eine automatische 100-Prozent-Qualitätskontrolle ermöglicht. Zudem sind Lasermesssysteme – hauptsächlich zur Werkzeugbruchkontrolle – sowie Messtaster für die Werkstückmessung in jedem Bearbeitungszentrum installiert.

Form Control stellt eine einfache Lösung dar: Die Messsoftware ermöglicht die Definition der Messpunkte am PC, indem der Bediener am CAD-Modell die zu messenden Punkte festlegt. Bei Freiformflächen soll die tatsächliche Kontur möglichst exakt mit dem CAD-Modell übereinstimmen. Nach der automatischen Rückführung der Messergebnisse zeigt Form Control Abweichungen von der Idealform durch Erfassung verschiedener Einzelpunkte per Soll-Ist-Methode an.

Am Bildschirm werden auf Wunsch die Abweichungen auch über Fehlernadeln oder Farbpunkte dargestellt, natürlich lassen sich die Daten auch in Form eines Messprotokolls in einer Tabelle ausgeben. Das Messen in der Originalaufspannung hat einen großen Vorteil: Zeigen sich beim Messen mit Form Control zu große Abweichungen, kann das Teil sofort nochmals bearbeitet werden, bis es in der gewünschten Toleranz liegt. Gerade Freiformflächen, wie sie an Pfaff-Formen sehr oft vorkommen, sind besonders anspruchsvoll zu messen. Diese lassen sich mit herkömmlichen Messmaschinen nur mit hohem Aufwand erfassen.

Nicht selten zeigt sich in der Phase der Prozessentwicklung, dass die Form geändert werden muss. Dann kann der Maschinenbediener mit Hilfe von Form Control die aktuelle Geometrie erfassen und den Nullpunkt des Fräsprogramms entsprechend einstellen: So kann ein Bereich der Form exakt nachbearbeitet werden, ohne dass ein Absatz zur bestehenden Geometrie entsteht. Zudem lässt sich – wenn notwendig – Material aufschweißen, die neue Geometrie vermessen und als Rohteil für die NC-Programmierung nutzen.