Wie strategische Kollaborationen die Werkzeugentwicklung beschleunigen

Der fortlaufende Austausch zwischen CAD/CAM-Softwaretechnologie-Entwicklern und Schneidwerkzeugherstellern ist eine hervorragende Illustration dafür, wie Technologiekollaborationen Produktivitätsgewinne in der Fertigung schaffen können. Mehrere Beispiele betreffen unser Unternehmen und Schneidwerkzeughersteller.

Umfassendes Training ist oft die Grundlage fruchtbarer Kollaboration. Beispielsweise arbeitete kürzlich ein Applikationsingenieur von RobbJack Corp. Seite an Seite mit Applikationsspezialisten im Manufacturing Lab bei CNC Software Inc. (Tolland, CT), Entwickler von Mastercam CAD/CAM Software. RobbJack (Lincoln, CA) erhielt einen Deep-Dive in die Constant-Chip-Load-Bearbeitungsfähigkeit des Programms, die wir als Dynamic Motion bezeichnen. Die gesammelten Daten und Erfahrungen unterstützen RobbJacks Kunden im Feld mit zusätzlichen Produktivitätsverbesserungen.

Ein weiteres Beispiel betrifft Iscar Metals Inc. (Arlington, TX). Mit Zugriff auf Werkzeugdaten aus cloudbasierten Werkzeugbibliotheken können CAM-Anwender Schnittparameter und High-Performance-Schneidmethoden abrufen, wie Iscars High Efficiency Machining (HEM) für Vollhartmetallwerkzeuge. Bei Zustellwegen von 10–20% wenden Dynamic-Motion-Werkzeugpfade in Mastercam Standard-Radial-Chip-Thinning-Berechnungen basierend auf Iscars Schnittparametern an und erzielen hervorragende Produktivitätsgewinne.

Sobald der Zustellweg jedoch 5–10% beträgt, kann ein proprietärer HEM-Algorithmus von Iscar auf denselben Werkzeugpfad angewendet werden, um Produktivität und Werkzeuglebensdauer noch weiter zu steigern. Diese kleinen Zustellwege sind besonders wertvoll bei der Bearbeitung dünnwandiger Teile. Mit HEM können Teile bei hoher Spanabtragsrate mit minimaler Verformung und Ablenkung bearbeitet werden.

In einer weiteren erfolgreichen Kollaboration suchte Werkzeughersteller Kennametal Inc. (Latrobe, PA) nach Wegen, die Werkzeuglebensdauer mit einem neuen Keramik-Schafrfräser für Inconel-Bearbeitung zu maximieren. Kennametal besuchte das Manufacturing Lab und testete seine neuen Werkzeuge mit Dynamic-Motion-Technologie, die konsistente Spanlast über den gesamten Werkzeugpfad erzeugte, unter Nutzung der vollen Schneidenlänge. Die flammenbildenden, leichteren Zustellschnitte waren spannend zu sehen und resultierten in vibrationsfreier Bewegung und doppelter Werkzeuglebensdauer gegenüber Vollhartmetall-Schaftfräsern.

Allianzen können auch die Anpassung von CAM-Werkzeugpfaden beinhalten. Für Sandvik Coromant (Fair Lawn, NJ) war das Drehen von Superlegierungskomponenten mit Keramikwendeschneidplatten herausfordernd. Typische lineare Dreh-Werkzeugpfade, angewendet auf vollradiusige Wendeschneidplatten, können Vibrationen einführen und Kerbverschleiß, schlechte Spankontrolle und übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen. In Zusammenarbeit mit Softwareingenieuren nutzte Sandvik Coromant die nicht-linearen Attribute von Dynamic-Motion-Fräs-Werkzeugpfaden und wandte sie auf das Drehen an. In rostfreien Stählen und Superlegierungen verteilte dies den Verschleiß gleichmäßig über die Wendeschneidplatte und Kerbverschleiß wurde praktisch eliminiert. Zykluszeiten wurden reduziert und Werkzeuglebensdauer um 300% oder mehr verbessert.

Einige Werkzeuginnovationen erfordern fortgeschrittene Software. Emuge Corp. (West Boylston, MA) bietet Circle-Segment-Finishing-Werkzeuge, die größere effektive Schneidradien als traditionelle Kugelkopffräser bieten. Im Vergleich zu Kugelkopffräsern, die mehrere Bahnen für eine glatte Oberfläche in Finish-Operationen benötigen, reduzieren Circle-Segment-Werkzeuge die Anzahl der erforderlichen Bahnen und verkürzen Zykluszeiten dramatisch. Werkzeugpfadstrategien wurden in die CAM-Software geschrieben, die das Schneidwerkzeugprofil an die zu bearbeitende Teileoberfläche anpassten, um die Grathöhe zu minimieren. Als Resultat kann die Anzahl der Bahnen zur Bearbeitung der Oberfläche reduziert werden, was Zykluszeiten um bis zu 80% verkürzt und gleichzeitig die Oberflächenqualität verbessert.

Traditionell waren Schneidwerkzeug- und Softwareentwicklung getrennte, serielle Prozesse – Softwarefortschritte holten Werkzeugtechnologie ein und umgekehrt. Jetzt bietet parallele Kollaboration zwischen Werkzeugherstellern und CAM-Entwicklern einen schnelleren Pfad zu höherer Produktivität.