Wie Kooperationen den Werkzeugfortschritt beschleunigen

Der kontinuierliche Austausch zwischen CAD/CAM-Softwareentwicklern und Herstellern von Schneidwerkzeugen ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Technologiekooperationen zu Produktivitätssteigerungen in der Fertigung führen können. Mehrere Beispiele betreffen unser Unternehmen und Hersteller von Schneidwerkzeugen.

Umfassende Schulungen sind oft die Grundlage für eine fruchtbare Zusammenarbeit. So arbeitete beispielsweise ein Anwendungsingenieur von RobbJack Corp. kürzlich mit Anwendungsspezialisten im Fertigungslabor von CNC Software Inc. (Tolland, CT), dem Entwickler der Mastercam CAD/CAM-Software, zusammen. RobbJack (Lincoln, CA) erhielt einen tiefen Einblick in die konstante Spanlastbearbeitungsfähigkeit des Programms, die wir als Dynamic Motion bezeichnen. Die gesammelten Daten und Erfahrungen unterstützen die Kunden von RobbJack vor Ort und bieten ihnen zusätzliche Produktivitätssteigerungen.

Ein weiteres Beispiel betrifft Iscar Metals Inc. (Arlington, TX). Durch den Zugriff auf Werkzeugdaten aus Cloud-basierten Werkzeugbibliotheken können CAM-Anwender auf Schnittparameter und Hochleistungs-Schneidverfahren wie Iscars High Efficiency Machining (HEM) für Vollhartmetallwerkzeuge zugreifen. Für Zustellbeträge von 10–20 % wenden Dynamic Motion-Werkzeugwege in Mastercam standardmäßige radiale Spanausdünnungsberechnungen auf der Grundlage von Iscars Schnittparametern an, was zu hervorragenden Produktivitätssteigerungen führt.

Sobald die Zustellung jedoch 5–10 % beträgt, kann ein proprietärer HEM-Algorithmus von Iscar auf denselben Werkzeugweg angewendet werden, um die Produktivität und die Standzeit noch weiter zu steigern. Diese geringen Zustellungen sind besonders wertvoll bei der Bearbeitung dünnwandiger Teile. Mit HEM können Teile mit einer hohen Materialabtragungsrate bei minimaler Verzerrung und Durchbiegung bearbeitet werden.

In einer weiteren erfolgreichen Zusammenarbeit suchte der Werkzeughersteller Kennametal Inc. (Latrobe, PA) nach Möglichkeiten, die Werkzeuglebensdauer mit einem neuen Keramikschaftfräser für die Bearbeitung von Inconel zu maximieren. Kennametal besuchte das Fertigungslabor und führte Tests an seinen neuen Werkzeugen mit Dynamic Motion-Technologie durch, die eine gleichmäßige Spanbelastung über den gesamten Werkzeugweg und unter Verwendung der vollen Schneidenlänge erzeugte. Die flammenerzeugenden, leichteren Stufenschnitte waren aufregend anzusehen und führten zu einer vibrationsfreien Bewegung und der doppelten Standzeit von Vollhartmetall-Schaftfräsern.

Allianzen können auch die Anpassung von CAM-Werkzeugwegen beinhalten. Für Sandvik Coromant (Fair Lawn, NJ) war das Drehen von Komponenten aus Superlegierungen mit Keramikeinsätzen eine Herausforderung. Typische lineare Drehwerkzeugwege können, wenn sie auf Vollradius-Wendeschneidplatten angewendet werden, zu Vibrationen führen und Kerben, schlechte Spankontrolle und übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen. In Zusammenarbeit mit Software-Ingenieuren nutzte Sandvik Coromant die nichtlinearen Eigenschaften von Dynamic Motion-Fräswerkzeugwegen und wandte sie auf das Drehen an. Bei rostfreien Stählen und Superlegierungen wurde dieser gleichmäßig über den Einsatz verteilte Verschleiß und Kerben praktisch eliminiert. Die Zykluszeiten wurden verkürzt und die Werkzeuglebensdauer um 300 % oder mehr verbessert.

Einige Werkzeuginnovationen erfordern fortschrittliche Software. Emuge Corp. (West Boylston, MA) bietet Schlichtwerkzeuge für Kreissegmente an, die größere effektive Schnittradien bieten als herkömmliche Schaftfräser mit Kugelkopf. Im Vergleich zu Schaftfräsern mit Kugelkopf, die mehrere Durchgänge benötigen, um beim Schlichten eine glatte Oberfläche zu erzeugen, reduzieren Kreissegmentwerkzeuge die Anzahl der erforderlichen Durchgänge und verkürzen die Zykluszeiten erheblich. In die CAM-Software wurden Werkzeugwegstrategien geschrieben, die das Schneidwerkzeugprofil an die zu bearbeitende Teiloberfläche anpassten, um die Spitzenhöhe zu minimieren. Dadurch kann die Anzahl der für die Bearbeitung der Oberfläche erforderlichen Durchgänge reduziert werden, wodurch die Zykluszeiten um bis zu 80 % verkürzt und gleichzeitig die Oberflächengüte verbessert werden.

Traditionell war die Entwicklung von Schneidwerkzeugen und Software ein separater, serieller Prozess, wobei die Software-Fortschritte die Werkzeugtechnologie einholten und umgekehrt. Jetzt bietet die parallele Zusammenarbeit zwischen Werkzeugmachern und CAM-Entwicklern einen schnelleren Weg zu höherer Produktivität.