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Reibungslos und schnell im Rapid Prototyping

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Stemo Tec: Von der Zeichnung auf die Fräsanlage mit Hilfe der CAD/CAM-Software ZW3D


Erste Entwürfe oder neue Bauteile sollen schon Hinweise darauf geben, welche Eigenschaften und welche Wirkung das Produkt später haben soll. Dieses Verfahren der schnellen Herstellung von Prototypen wird bei der Produktentwicklung immer stärker genutzt,...

Düsseldorf, 08.01.2014 - Erste Entwürfe oder neue Bauteile sollen schon Hinweise darauf geben, welche Eigenschaften und welche Wirkung das Produkt später haben soll. Dieses Verfahren der schnellen Herstellung von Prototypen wird bei der Produktentwicklung immer stärker genutzt, um das bestmögliche Resultat zu erzielen. Realtime-Anwendungen sind gefragt. Rapid Prototyping hat sich zum Mega­trend entwickelt, denn die Technologie hilft bei der raschen und kostengünstigeren Entwicklung. Das additive Verfahren verändert zunehmend die Wertschöpfungskette und ergänzt die bewährten Fertigungsmethoden.

Als die Technologie des Rapid Prototypings vor zwei Jahrzehnten laufen lernte, war das neu gegründete Unternehmen Stemo Tec GmbH, Castrop-Rauxel, mit am Start. Diese Technik hat sich enorm weiterentwickelt und viel gelernt sowie verbessert.

'Wir hatten die erste Epoxidharz-Anlage in Europa', schildert Geschäftsführerin Kordula Emde stolz den Start 1992. Mit Stereolithografie, selektivem Lasersintern und Rapid Tooling hat das Unternehmen aus dem Ruhrgebiet sich einen Namen gemacht. Hinzu kommen Vakuum- und Feinguss, um die Anforderungen der Kunden zu unterstützen.

Die Entscheidung für ZW3D von ZWSoft mit dem Vertriebspartner Encee Systems GmbH, Kümmersbruck, hat sie nicht bereut. Die Wahl auf diese Software ist schon bald nach der Startphase gefallen, als sie noch VX von Varimetrix hieß ? und seitdem hat Stemo Tec den Weg begleitet, den die Entwickler des CAD/CAM-Programms gegangen sind, ohne nach einem anderen Anbieter zu schauen. 'Wir bauen auf solche langfristigen Kundenbeziehungen', fügt Bastian Weimer, Vertriebsleiter der Encee Systems, hinzu.

Neben den Zulieferern für die Automobilindustrie kommen Kunden aus vielfältigen Branchen auf Stemo Tec zu. Von der Bauindustrie über Medizin- und Zahntechnik werden auch für Weiße Ware, Küchen, Brillen oder Schlösser Werkzeuge hergestellt. Gefräst wird mit einem Okuma 5-Achsen Bearbeitungszentrum mit der Steuerung OSP-P 200 M. Eine Erodiermaschine von Zimmer & Kreim PEC 600 ergänzt den Maschinenpark. Die Anbindung von ZW3D an die Maschinen 'funktioniert reibungslos', betont Emde. Werkzeuge und Werkzeugkerne werden hergestellt, teils auch in hybrider Bauweise, indem Teile gefräst und andere Teile mit Rapid-Prototyping-Methoden erstellt werden. Auch bei der Modellierung komplexer Formen, Vorrichtungen und Aufbereitung der Kundendaten unterstützt ZW3D besonders durch die hybride Modelliertechnik. Hierbei ist es für den Anwender nicht zwingend notwendig, Volumendaten zu erhalten, dennoch kann der Anwender mit den gewohnten und einfachen Volumendaten arbeiten. Nur wenn es mal ganz kompliziert wird, greift er auf die Flächenwerkzeuge von ZW3D zurück, die an Funktionalität einem High-End-System in nichts nachstehen, betont Emde.

Die Anforderungen an das CAD/CAM-Programm waren hoch. Schnell muss es gehen, wie der Name Rapid Prototyping schon sagt, gut muss es werden ? und auch das Preis-Leistungsverhältnis muss stimmen. 'Die Handhabung war ausschlaggebend', berichtet Emde, 'schon damals war auch die Oberfläche einfacher als bei anderen Programmen.' Sehr häufig wird mit Daten aus anderen Unternehmen gearbeitet, die gelesen und aufbereitet werden müssen. 'Die Übernahme der Fremddaten läuft gut', vor allem die Direktschnittstellen zu namhaften CAD-Systemen wie CATIA, PROE, NX, Inventor und Solidworks funktionieren gut und sind für den Service am Kunden extrem wichtig, berichtet die Stemo-Tec-Geschäftsführerin, 'auch im Unterschied zur Erfahrung mit anderen Programmen.' Stemo Tec hat das Premium-Paket genommen. Jetzt sei die Nutzung erneut angenehmer geworden: ZW3D hat mit der Version 2013 einen großen Schritt auf die von Windows her gewohnten Strukturen und Oberflächen gemacht. Der Effekt ist spürbar, weil vieles intuitiv erkennbar ist. Ein neuer Mitarbeiter konnte binnen ein bis zwei Monaten in die Software eingearbeitet werden. Und wenn es mal Fragen gibt: Die Hotline 'bei Encee ist gut ansprechbar, nach Absprache sogar über die übliche Arbeitszeit hinaus', verrät Emde aus der Praxis.

Zwei Jahrzehnte Erfahrung mit der additiven Fertigung beschränken sich nicht nur auf die Einzelteile, sondern bringen zunehmend die Serienfertigung mit generativen Technologien in Fahrt. Der Markt, der inzwischen unter dem Stichwort 3D-Drucken besondere Beachtung findet, vereint vielfältige Technologien wie Stereolithografie, Extrusionsverfahren (Fused Deposition Molding, FDM) oder Schichtverfahren (Pulverbettherstellung) mit selektivem Laser-Sintern, Polyjet (Spritzen von Material), Laminatverfahren oder Elektronenstrahlschmelzen. Die neue ZW3D-Funktion '3D Drucken' unterstützt hierbei um den Arbeitsablauf noch einen Schritt mehr zu verkürzen.

Über die Verbindung von Verfahren der 3D-Erfassung in Verbindung mit Entwurfswerkzeugen und Rapid Manufacturing lassen sich Produkte wie Hörgeräte, Bekleidung oder Turnschuhe an die individuelle Physiognomie eines Kunden anpassen und ohne den Schritt über die Herstellung einer Werkzeugform fertigen. Deshalb ist es schneller und kostengünstiger, neue Produkte für Prototypen oder Kleinserien herzustellen. Stemo Tec erzeugt Werkzeuge, falls erforderlich Kerne dafür, Elektroden oder beispielsweise ein Tüllenwerkzeug für die Kabelführung von der Autotür zur

Karosserie.

Die generativen Verfahren bieten eine Reihe von Vorteilen. Mit dieser Technologie lassen sich Prototypen direkt testen und Kleinserien günstig produzieren. Zudem sind komplexe geometrische Formen herstellbar, die keine Werkzeugform benötigen. 'Wir sind schneller als der Werkzeugbau', betont Emde. Wenn der Werkzeugbau beispielsweise drei Wochen benötigt, um die Vorarbeit zu leisten, dann ist der Auftrag mit Rapid Prototyping innerhalb eines Tages ausgeführt und das Bauteil schon unterwegs zum Kunden. 'Und die Kosten sind viel niedriger', ergänzt die Geschäftsführerin. Ihr Unternehmen mit zehn Mitarbeitern hat eine lange Expertise bei Prototypenteilen für Versuchsfahrzeuge, mit denen beispielsweise Festigkeit und Belastbarkeit getestet werden.

Die Kunden setzen auf die Expertise von Stemo Tec und nehmen die technologische Erfahrung für die Entwicklung gerne in Anspruch ? ganz gleich, ob herkömmliches Fräsen oder Rapid Prototyping. Schnell muss es gehen, und damit ist Stemo Tec auch darauf angewiesen, dass der Schritt vom CAD zum CAM und auf die Maschine reibungslos funktioniert ? wie bei einem eingespielten Team.


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