Die fertige Hochdruckreinigerpistole Easy Force von Kärcher beim Reinigen einer Baumaschine. – (Bild: Open Mind)
Innovative Produkte erfordern kreative Entwickler und einen Prototypenbau, der die Ideen schnell und effizient umsetzt. Zur Ausstattung gehört dabei ein einfach zu bedienendes CAD/CAM-System. Die Experten für Reinigungstechnik bei Kärcher aus in Winnenden bei Stuttgart setzen auf Hypermill von Open Mind.
Kärchern steht umgangssprachlich für das Reinigen mit einem Hochdruckreiniger – mehr braucht man über den Erfolg dieses Unternehmens nicht zu sagen. Als wichtigsten Wachstumsfaktor nennt der Reinigungsgerätehersteller die Innovation: 1000 Mitarbeiter arbeiten in Forschung und Entwicklung. Aktuell hält Kärcher 630 aktive Patente und etwa 90 Prozent aller Produkte sind fünf Jahre alt oder jünger.
Jedes neue Produkt entsteht zunächst im Prototypenbau. Leiter Achim Sanzenbacher beschreibt: „Wir sind zwölf Mitarbeiter, die jede Woche zwischen 600 und 800 Prototypenteile aus Stahl, Messing und Kunststoffen produzieren.“ Das sei nur möglich, erklärt der gelernte Modellbauer, weil die hauptsächliche Arbeit am PC stattfindet. Für die nachfolgenden Arbeiten stehen 5-Achs-Bearbeitungszentren, 3D-Drucker und Blechbearbeitungsmaschinen zur Verfügung.
Trends µ-genau: Anforderungen im Prototypenbau
Was die Anforderungen der Fräsbearbeitung anbelangt, unterscheidet sich der Prototypenbau von der Serienfertigung grundlegend. Bei Einzelteilen kommt es nicht darauf an, aus der Bearbeitungszeit die letzten Zehntelsekunden herauszuholen. Mehr Zeit wird gespart, wenn möglichst schnell ein praktikables, prozesssicheres NC-Programm zur Verfügung steht, das im Idealfall in nur einer Aufspannung zu einem fertigen Bauteil führt. Insofern ist die 5-Achs-Bearbeitung für den Prototypenbau eine ideale Technologie – hier zeigt beispielsweise Hypermill seine Stärken.
Kärcher legt großen Wert auf die eigene Prototypenfertigung. Sie verkürzt die Zeit bis zum Markteintritt und das Know-how bleibt im Haus. Daher genießt der Prototypenbau besondere Aufmerksamkeit und Unterstützung. Zur CNC-Programmierung setzen Sanzenbacher und sein Team seit November 2018 die CAM-Suite Hypermill von Open Mind ein.
Bei der Wahl des neuen CAD/CAM-Systems waren Serviceangebot und technologischer Fortschritt entscheidend. Die Top Vier der infrage kommenden CAD/CAM-Anbieter wurden zum Benchmark eingeladen, bei dem ein anspruchsvolles 5-Achs-Bauteil mit einer gewendelten Nut programmiert und anschließend gefräst werden sollte – unter den im Prototypenbau üblichen Voraussetzungen. Das heißt, die CAD-Daten gibt es am Morgen und abends soll das Teil fertig sein – in nur einer Aufspannung gefräst.
Aufschlussreicher Praxistest erleichtert Entscheidung
Zwei der angefragten Softwareanbieter traten erst gar nicht an. „Ihnen war die Vorbereitungszeit wohl zu kurz“, mutmaßt Sanzenbacher. Kein Problem damit hatten die Spezialisten bei Open Mind. Sie stellten sich mit dem CAM-System Hypermill der Aufgabe. Bis am Nachmittag war das Benchmark-Teil auf einer Hermle C400 gefräst. Sanzenbacher erklärt: „Bei diesem Test konnten wir Hypermill unter Praxisbedingungen erleben. Danach war sich unser Team sicher, dass dieses CAD/CAM-System für uns die optimale Lösung ist – einfach in der Programmierung, schnell bezüglich der Zerspanung und überzeugend im Fräsergebnis.“
Gut kam auch HyperCAD-S an, das CAD-System speziell für CAM-Programmierer. „Es ist voll in Hypermill integriert“, freut sich Michael Wussack, einer der vier CAM- und Frässpezialisten im Prototyping-Team. „So kann ich, ohne über eine Schnittstelle gehen zu müssen, zwischen CAM und CAD hin und her wechseln. Das spart enorm viel Zeit und Nerven.“
Gerade im Prototypenbau müssen Bauteile oft noch für die Fräsbearbeitung angepasst werden, da sie für eine spätere Serienfertigung im Spritz- oder Druckguss entwickelt werden. Zum Fräsen wird noch eine Stütz- oder Spannfläche benötigt, es muss ein Radius angepasst oder ein Loch geschlossen werden. Genau hierfür bietet sich HyperCAD-S mit seinen schnellen und einfach einzusetzenden Zeichen-, Flächen- und Solidfunktionen an.
Grundsätzlich stehen mehrere Anstellstrategien zur Verfügung, sodass für jede Geometrie und jede Maschinenkinematik eine passende Lösung gewählt werden kann. „Die Programmierung ist einfach“, wie CAM-Experte Wussack betont, „da sie sich im Prinzip am dreiachsigen 3D-Fräsen beziehungsweise am Fräsen mit angestelltem Werkzeug orientiert. Zu bekannten 3D-Strategien wie Ebenenschlichten oder Restmaterialbearbeitung gibt es lediglich ein Extrafenster, um die 5-Achs Anstellungen zu ergänzen.“
Profil: Alfred Kärcher
Das Unternehmen wurde 1935 von dem Erfinder Alfred Kärcher gegründet und bietet innovative Problemlösungen im Bereich der Reinigungstechnik an. Mit der Erfindung des ersten europäischen Heißwasser-Hochdruckreinigers im Jahr 1950 wurde der Grundstein für die Entwicklung zum weltweit führenden Reinigungsspezialisten gelegt. Bis heute ist Kärcher ein Familienunternehmen mit Sitz in Winnenden bei Stuttgart. Im Jahr 2019 erzielte das Unternehmen mit 2,578 Milliarden Euro den höchsten Umsatz in seiner Geschichte. Kärcher beschäftigt in 72 Ländern 13.500 Mitarbeiter.
Die Zukunft sieht Sanzenbacher in einer weiteren Automatisierung des Fräsbereichs: „Auch bei uns im Prototypenbau geht es darum, die Zeit effizient zu nutzen und Maschinen mannarm in der Nacht sowie am Wochenende auszulasten.“ Der Anfang ist mit einer Hermle C22 mit 6-fach Palettenwechsler bereits gemacht. Kollisionskontrolle und Simulation in Hypermill geben die nötige Prozesssicherheit.
Der Prototypenbauleiter ist zufrieden: „Bei Open Mind und seiner CAM-Lösung Hypermill passt das Gesamtpaket perfekt für unseren Prototypenbau. Der Strategiebaukasten ist sehr universell, die Bedienoberfläche über alle Zyklen hinweg einheitlich und klar strukturiert. Die erzeugten Programme sind prozesssicher. Zudem sind wir schneller geworden.“ Das kann er zwar nicht an bauteilbezogenen Zahlen festmachen, „aber der Durchlauf ist messbar gewachsen. Für mich ist Hypermill im Prototypenbau momentan ganz weit vorne.“
Quelle: Open Mind