Papierlos zu null Fehlern

Branche Werkzeug- und Formenbau

CAD CAM – Die automatische Null-Fehler-Produktion von Kunststoffteilen erfordert Höchstleistungen vom Werkzeugbau. Bei einem bekannten Anbieter trägt die 3D-Komplettlösung VISI entscheidend dazu bei.

14. April 2015

Am Fuße des Watzmanns, in Laufen an der Salzach, direkt an der Grenze zu Österreich, hat sich mit Hörl Kunststofftechnik einer der führenden Hersteller für Klein- und Mikrospritzgussteile aus technischen Kunststoffen etabliert: »Wir produzieren täglich in klimatisierten Räumen über drei Millionen Bauteile, vor allem für hochwertige Steckverbinder und Kontaktkomponenten«, sagt Firmengründer Thomas Hörl. Aus dem Einmannbetrieb ist heute ein Unternehmen mit aktuell 160 Mitarbeitern entstanden.

In einem futuristischen Neubau befinden sich seit 2013 Produktion, Werkzeugbau und Verwaltung. Aktuell verarbeitet Hörl mit 62 Spritzgussmaschinen fast alle gängigen Standard- und Hochleistungsthermoplaste. Entnahmeroboter zur nestgetrennten Ablage sollen maximale Sauberkeit garantieren. Die Granulate werden mit Füllstoffen wie Kohlefasern, Glasfasern oder Glaskugeln kombiniert, das erhöht die Anforderungen an die Verarbeitung an der Spritzgussmaschine, Auslegung und Werkzeugkonzeption. Thomas Hörl: »Darum konstruieren und bauen wir unsere Werkzeuge hauptsächlich im eigenen Werkzeugbau.«

Die Kunden, vorwiegend aus der Automobil- und Elektronikindustrie, haben großes Interesse an einer frühzeitigen Zusammenarbeit, die schon bei der Definition von Design und Material für das neue Produkt beginnen sollte. So sorgt ein vierköpfiges Konstruktionsteam in enger Abstimmung mit dem Produktmanagement dafür, dass Hochleistungswerkzeuge mit bis zu 48 Kavitäten schnell als 3D-CAD-Modell entstehen samt optimaler geometrischer Auslegung.

Günter Huber, Leiter Produktmanagement: »Wir analysieren konstruktionsbegleitend sämtliche Phasen beim Spritzgießen. So können wir die Anguss- und Füllsituation vorhersagen, Verzug und Schwindung untersuchen, Temperatur- oder Luftprobleme erkennen.«

Effizientes Werkzeug

Als Werkzeug für die Simulation und die meisten anderen Prozesse verwendet Hörl das speziell für den Werkzeug- und Formenbau ausgelegte CAD-CAM-System VISI von Vero Software, das in Deutschland von Mecadat betreut wird. VISI ist entlang des gesamten Workflows zu finden, von der Beratung bei der Bauteilauslegung über die Werkzeugkonstruktion, die NC-Programmierung bis hin zum Produktdatenmanagement (PDM). Zudem konstruiert Hörl mit VISI auch Handhabungssysteme zum automatischen Be- und Entladen seiner Spritzgießmaschinen.

Als spezielle VISI-Module setzt das Unternehmen den Hybrid-Modellierer VISI Modelling ein, der die Basis des Systems bildet und durch aufgabenspezifische Module ergänzt wird. VISI Mould dient dabei zum 3D-Aufbau von Spritzgießwerkzeugen und VISI Split der Analyse und Trennung in Kern und Kavität. Für die Simulation kommt das Modul VISI Flow zum Einsatz.

»Das Produktdatenmanagement ist bei uns sozusagen der informationstechnische Backbone, in dem alles, was ein Projekt betrifft, dokumentiert ist«, sagt Günter Huber. Ein geregelter Zugriff sorgt für Sicherheit. Jede Änderung an einem Dokument oder CAD-Modell wird in einer Historie festgehalten. »So arbeiten alle am Projekt Beteiligten mit den aktuellen Daten, was Fehler vermeidet und die Durchlaufzeiten reduziert.«

Das VISI PDM-System ermöglicht die enge funktionale und bedienungstechnische Verzahnung aller Module. So werden beim Speichern der CAD-Daten auch die Stücklisten-, Normalien- und Baugruppeninformationen in der Datenbank von VISI PDM gespeichert. Stückliste und der Teileverwendungsnachweis sind so immer automatisch auf dem aktuellen Stand.

»Uns ist es wichtig, dass auch die Mitarbeiter an den Fräsmaschinen selbstständig vom CAD-Solid die NC-Programme ableiten können und Zugriff auf das PDM-System haben«, sagt Huber. »Bei VISI finden die Nutzer über alle Bereiche hinweg die gleiche selbsterklärende Bedienphilosophie vor. Denn der Bediener kennt seine Maschine am besten und entscheidet auch über die Werkzeugauswahl.«

Eine besondere Herausforderung sieht Günter Huber darin, dass bei Teilen, die besonders hitzebeständig sein müssen, der Spritzprozess mit sehr hohen Temperaturen abläuft. »Die unvermeidliche Ausdehnung ist vor allem bei größeren Werkzeugen eine Herausforderung. Denn die Kerne müssen auch in dieser Situation im Hundertstelbereich tuschieren.«

Beim Herstellen der Konturen hat das Erodieren nach wie vor eine große Bedeutung und Hörl ist hier mit modernsten Maschinen ausgestattet, aber für Alfred Heinl, Leiter Werkzeugbau, ist das Fräsen die grundsätzlich bessere Bearbeitungstechnologie: »Mit heutigen Vollhartmetall-Werkzeugen (VHM) ist das prozesssichere Arbeiten mit filigranen Fräsern keine allzu große Herausforderung mehr.«

Sind dem Kunden Eckenradien im Zehntel-Bereich scharfkantig genug, werden die Konturen heute ausschließlich gefräst. »Von Vorteil ist, dass wir so gut wie alle Frässtrategien, die das VISI Modul Machining bietet, auch bei der Hartbearbeitung einsetzen können.«

Insgesamt ist der Auftraggeber mit dem eingesetzten System und der Betreuung durch Mecadat äußerst zufrieden. Thomas Hörl: »Mit VISI verfügen wir heute über ein komplett durchgängiges, transparentes System, mit dem wir unser Ziel, durch höchste Werkzeugqualität maximal stabile Prozesse und eine Null-Fehler-Produktion zu realisieren, jeden Tag ein Stück schneller erreichen.« mk

Auf einen Blick

VISI

- Auf 3D-Parasolid-Kern aufbau-ende CAD/CAM-Lösung, speziell auf Anwendungen im Werkzeug- und Formenbau abgestimmt.

- Einzelne Module nach Bedarf zusammenstellen und erweitern.

- Alle Funktionen für Konstruktion und Programmierung vorhanden.

- Unterstützt zahlreiche Schnittstellen und Dateiformate.

- VISI ist ein Produkt von Vero Software Limited aus Gloucestershire, England. Distributor für den deutschsprachigen Raum ist die Mecadat AG aus Langenbach.

Erschienen in Ausgabe: 03/2015