Präzisionsfräsen leicht gemacht

C-Technik

CAD/CAM – Ein Bootsbaubetrieb bearbeitet auf einer Großfräse die Formen für Bootsrümpfe. Entscheidend ist dabei die Unterstützung durch eine einfach zu bedienende CAD/CAM-Software.

08. November 2010

Die Knierim-Werft in Kiel ist einer der führenden Hersteller von Hightech-Yachten. Auf mehr als 20.000 Quadratmeter Geländefläche produziert das Unternehmen am Nord-Ostsee-Kanal individuelle Boote, vom edlen Fahrtenschiff bis zum 30-Meter-Racer. Ein Beleg für die Leistung und Innovationsstärke des Unternehmens ist zum Beispiel der Bau des Siegerbootes des Admiral’s Cup im Jahre 1993.

Maßgeblich für solche Erfolge sind für Inhaber Gunnar Knierim und den Kaufmännischen Geschäftsführer Steffen Müller vor allem die Erfahrung des gesamten Teams sowie der Einsatz von Hightech-Werkstoffen und modernsten Maschinen.

Die höchste Aufmerksamkeit gilt dabei einer präzisen und stabilen Formgebung des Rumpfes, der meist aus mehreren Schichten mit Glas- oder Kohlefaser-Verbundwerkstoffen besteht. Dazu fertigt Knierim zunächst eine stabile Unterkonstruktion aus Styropor, Balsaholz oder ähnlichem Material, die danach laminiert und mit hochwertigen, faserverstärkten Epoxidharzen bepastet wird. Den Auftrag zur Fräsbearbeitung dieser Formen vergab Knierim früher an einen externen Dienstleister, was jedoch mit einem großen zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden war.

Um dem steigenden Anspruch an Genauigkeit und Qualität der Werkstücke gerecht zu werden sowie die Produktionszeit zu verkürzen, kaufte Knierim 2004 eine große fünfachsige CNC-Portalfräsmaschine des italienischen Herstellers CMS mit einem Arbeitsraum von 32,5 x 8,5 x 4 Metern, damit er die Fräsarbeiten künftig selbst übernehmen konnte.

Alles in eigener Hand

Unterbaukonstruktion und Maschinenprogrammierung lieferten externe Ingenieurbüros, die Bedienung der Maschine übernahmen eigene Mitarbeiter. Doch bald wurde klar, dass dies keine optimale Lösung war, erzählt Müller: »Über kurz oder lang mussten wir mit eigenen Mitarbeitern das komplette Procedere übernehmen.«

Die wichtigste Investition dafür war ein geeignetes CAD/CAM-Programm. So bekommen die Bootsbauer die Informationen über das gewünschte Endprodukt in der Regel als CAD-Daten, aus denen sie dann einen geeigneten Unterbau konstruieren und die Formen ableiten. Die Fräsprogramme sollten deshalb in der gleichen Software generiert werden können.

Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung stießen Knierim und Müller auf die CAD/CAM-Lösung WorkNC des Softwareherstellers Sescoi aus Neu-Isenburg. Nach einer Demonstration des Leistungsvermögens der Software am konkreten Beispiel eines Schiffsdecks war Müller schnell überzeugt: »Das schien uns für unsere Aufgaben ideal.«

Ausschlaggebend für dieses Urteil war, dass die Programme sich einfach erstellen lassen und zuverlässig laufen, schließlich produziert Knierim fast ausschließlich Einzelstücke. Zudem mussten Simulation und Kollisionskontrolle funktionieren sowie CAD und CAM mit großen Datenmengen zurechtkommen. Alle diese Anforderungen konnte die Software aus Hessen jedoch erfüllen, wie Müller bestätigt: »Obwohl wir keine Erfahrung mit dem Programmieren hatten, konnten wir nach wenigen Stunden Schulung funktionierende, sichere Ergebnisse erreichen. Sogar für freigeformte Teile konnten wir fünfachsige Programme erstellen.«

Insgesamt nutzt Knierim bei der Herstellung der Formen eine Vielzahl an Funktionen sowohl im CAD- als auch im CAM-Teil der Software. So enthalten die Formen Bohrungen ebenso wie freigeformte Elemente. Manche Flächen fräst das Unternehmen dreiachsig mit Anstellung und nutzt dabei verschiedene Strategien wie zum Beispiel einen variablen Bahnabstand oder das Fräsen entlang einer Führungskurve.

Auf einen Blick

Die Leitung der Fräsprojekte übernahm schließlich Knierims Mitarbeiter Lars Berner, der von der Leistungsfähigkeit der Software begeistert ist: »Bisher habe ich noch kein anderes Programm kennengelernt, das so einfach zu bedienen ist und so schnell zu einem sicheren Ergebnis führt.«

Als Beispiel schildert er das Vorgehen beim Erstellen von Formen für Windradflügel. Hier entwirft Berner die Kurven für den Unterbau und bearbeitet unter anderem die Formränder, konstruiert ein Stahlgestell sowie die Spanten, die aus Holz gefräst und in einem definierten Abstand auf das Stahlgestell aufgebracht werden. Darauf kommen eine Sperrholzschicht als Träger für das vakuumdichte Laminat sowie ein Kern aus Balsaholz, der gefräst wird, um das Modell zu kalibrieren. Dazu übernimmt der Programmierer die Daten aus dem CAD- in den CAM-Teil und legt die Frässtrategie für die jeweilige Fläche fest. Danach erzeugt WorkNC das NC-Programm praktisch auf Knopfdruck.bt

Sescoi WorkNC

WorkNC ist eine automatische CAD/CAM-Software für zwei- bis fünfachsige Bearbeitungszentren, die vor allem für Einzelteil- und Kleinserienfertiger Vorteile bietet. Die Automatikfunktionen erlauben es selbst Einsteigern, Fräsbahnen innerhalb weniger Minuten zu erstellen. So erzeugt die Funktion WorkNC Auto5 aus dreiachsigen Programmen simultane Fünfachsen-Werkzeugbahnen.

Erschienen in Ausgabe: 08/2010