Familienbetrieb im hessischen Bergland produziert Zulieferteile für die Automobilindustrie in der ganzen Welt.

Der moderne Werkzeug- und Formenbau wird durch hohe Ansprüche an Flexibilität und Produktivität geprägt. Die Firma Werkzeugbau Weidemann in Oberaula begegnet diesen Herausforderungen durch eine leistungsfähige und erschwingliche 3D CAD/CAM Lösung von SolidWorks und EdgeCAM. Das Zusammenspiel der Systeme hilft bei der Automatisierung und bietet gewaltige Fortschritte bei Genauigkeit, Qualität und Produktivität.

Von der Garage in die weite Welt
Auch die Geschichte des Unternehmens ist von Flexibilität bestimmt. Ende der 80er Jahre gründete Werkzeugmachermeister Werner Weidemann in der heimischen Garage das Unternehmen und begann auf gebraucht erworbenen Fräsmaschinen mit der Produktion von Schaltern für Elektropumpen den Einstieg in den Markt. Im Alleinbetrieb fertigte er zunächst Klein- und Kleinstserien – manchmal sogar Einzelstücke – für lokale Kunden. Nach und nach wurde das Angebot des Unternehmens ergänzt, im Jahre 1991 durch die Sparte Werkzeugbau, weniger später kam der Formenbau hinzu. Um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden und gegenüber der Konkurrenz bestehen zu können, entschloss sich der Jungunternehmer im Jahre 1996 für den Umzug in wesentlich grössere und funktionsgerechtere Produktionsstätten.

Mehrere CNC-Bearbeitungszentren wurden angeschafft, neue Mitarbeiter eingestellt. Heute zeichnet sich das Unternehmen durch einen umfangreichen Maschinenpark auf dem neuesten Stand der Technik aus. Mehr als eine Million Euro wurden investiert, und moderne, automatisierte Produktionsanlagen erlauben eine effiziente Fertigung unterschiedlichster Losgrössen von der Einzelfertigung, über Kleinserien bis hin zu Grosserien mit Stückzahlen über 1.000.000 Stück. Zusammen mit Ehefrau Liane (für den reibungslosen Ablauf im Büro zuständig) und den Söhnen Timm und Sascha, sowie weiteren 10 Mitarbeitern beliefert das Unternehmen hauptsächlich Kunden in der Automobil- und Elektroindustrie. Die Angebotspalette reicht vom Werkzeug- und Formenbau über Kunstoffspritz- und Stanzteile und den Sondermaschinenbau (komplette Fertigungsanlagen) bis hin zum Prototypenbau für die Automobilindustrie.

Mit Investitionen in modernste Technologien für die Entwicklung und Fertigung sichert sich das Unternehmen ein ständiges Wachstum und Wettbewerbsvorteile. So ist das Unternehmen in der Lage, hochwertige Teile für die Elektro- und Automobilindustrie zu bearbeiten.

Ein Arbeitsbereich, auf den man im Hause Weidemann besonders stolz ist, ist die Automobilindustrie. Auch hier zeigt sich die Entwicklung des Unternehmens von einem traditionellen Handwerksbetrieb auf lokaler Ebene zu einem modernen Unternehmen mit globaler Ausrichtung. Seit einiger Zeit zählt das Unternehmen den Volkswagenkonzern zu seinen Kunden, und zwar für ein Produkt, das jedem Autoliebhaber das Herz höher schlagen lässt. Unter Einsatz der EdgeCAM Software erstellt man bei Weidemann die Türgriffe für die Traditionsmarke Bugatti, und zwar für den Bugatti Veyron 16.4.

Der Griff wurde dabei in 4-Achsenbearbeitung mit einer Kombination aus Flächenbearbeitungsstrategien und Indexierungsbewegungen bearbeitet, eine Bearbeitung, die auf diese Weise mit dem alten CAM-System nicht möglich gewesen wäre. Die Nullpunktverschiebung in EdgeCAM erlaubt die Bearbeitung des kompletten Teils im Rahmen einer einzigen Operation.

In EdgeCAM wird das Solid-Modell mit soliden Spannelementen dabei auf dem Bildschirm graphisch dargestellt, und der gesamten Arbeitsprozess vollständig und dynamisch visualisiert. Durch Kombination der Zyklen zur parallel zeilenweisen und Profilbearbeitung wird das Teil - in einer Maschineneinrichtung - aus verschiedenen Winkeln mit Flächenstrategien abgearbeitet. Wenn man so will, erfolgt hier eine erweiterte Flächenbearbeitung mit Techniken der Produktionsbearbeitung. Ein einfacher Weg zu einem edlen Produkt.

Brennpunkt Wettbewerb
Um im internationalen Wettbewerb erfolgreich zu sein, ist im Unternehmen Innovation, schnelle Reaktion und eine moderne Fertigung gefordert, aber auch Flexibilität und Kreativität. Extrem kurze Lieferzeiten - oft weniger als zwei Tage im Prototypenbau – , hohe Qualitätsansprüche der Kunden und Sonderanfertigungen spielen eine entscheidende Rolle. Oftmals hat der Kunde beim ersten Kontakt keine konkreten Vorstellungen, wie sein Produkt hergestellt werden soll. Hier ist das Weidemann-Team gefragt, den Kunden zu beraten und Fertigungsmöglichkeiten und Firmenspektrum vorzustellen.

Wie in anderen Industriebranchen auch, ist der Werkzeugbau sehr dynamisch geworden. In einem Umfeld, das permanent Neuerungen und Verbesserungen erwartet, kann sich ein Unternehmen nicht allein auf seine Maschinen und Mitarbeiter verlassen, ohne unterstützende Software ist eine moderne Fertigung nicht denkbar. Bereits seit Ende der 90er Jahre arbeitet man bei Weidemann mit CAD und CAM-Systemen. Dabei ist vor allem der nahtlose Übergang zwischen Konstruktion und Fertigung von Bedeutung. Nach anfänglichem Arbeiten mit Software der Firma Surfcam entschied sich das Unternehmen im Jahre 2003 für den Umstieg auf ein neues CAM-System. Dabei waren ein direktes Einlesen von Solids aus dem im Hause verwendeten CAD-System, SolidWorks, sowie sichere 3D Frästrategien ausschlaggebend. Nach eingehenden Überlegungen entschied man sich für EdgeCAM, entwickelt von Pathtrace in Reading, Grossbritannien. “Die nahtlose Verbindung zwischen SolidWorks und EdgeCAM überzeugte. Datenkompatibilität und Assoziativität erlauben ein direktes und problemloses Einlesen der CAD-Dateien in EdgeCAM; das wäre mit dem alten CAM-System nicht möglich gewesen”, sagt Timm Weidemann, Administrator CAE Technologies, der Ansprechpartner für CAD/CAM im Familienbetrieb. Desweiteren überzeugte EdgeCAM durch gute Open GL Simulation und die Möglichkeit, Postprozessoren schnell und einfach anpassen zu können.

Aller Anfang ist schwer
Nach der Entscheidung für das System erfolgte der Umstieg auf die neue Software umgehend, unterstützt vom Pathtrace Vertriebspartner Camtech in Remscheid. “Nachdem man sich einige Jahre an ein System gewöhnt hat, ist die Umstellung auf ein neues System zunächst nicht so einfach”, erläutert Timm Weidemann. “Da haben wir mit Camtech gute Erfahrungen gemacht.”

“EdgeCAM ist da doch schon etwas komplizierter, weil das System einfach näher an den NC Code herangeht. Das kann auch gar nicht anders sein, man kann das eine nicht ohne das andere haben. Wenn ich mehr direkte Kontrolle über den NC Code verlange, muss ich es auch in Kauf nehmen, dass das System anfangs ein gewisses Einlernen verlangt”. Nach kurzer Einarbeitung erfolgt die Programmierung mit EdgeCAM nun ohne Probleme, und auch wesentlich schneller. Selbst Postprozessoren werden - nach anfänglicher Hilfestellung von Camtech (“Wenn man das System zum ersten Mal benutzt, muss man sich das ja nicht gleich antun”) – nun hausintern schnell und problemlos über Schablonen angepasst.

Produktivitätsgewinn durch CAD-CAM-Kette
Die EdgeCAM Software kommt bei Weidemann zum Fräsen auf drei Heidenhain (TNC 355/407 und 426) und zwei HAAS Maschinen zum Einsatz. Vor allem bemerkte man hier Verbesserungen bei der 3D Bearbeitung. So wurde das Schruppen erheblich verbessert und kürzere Programmierzeiten durch effiziente Restmaterialzerspanung erzielt. Weitere Produktivitätssteigerungen bieten sich durch Trochoidalfräsen und adaptive Vorschubkontrolle. Durch Solidfräsen entfällt zeitaufwendiges Aufbereiten des Flächenmodells und auch komplizierte 2D Geometrien können über Solids gefräst werden. Beim Arbeiten mit EdgeCAM Solid Machinist bietet die Assoziativität zwischen der EdgeCAM Werkzeugbahn und dem SolidWorks Designmodell erhebliche Vorteile, so haben auch späte Konstruktionsänderungen keinen negativen Einfluss auf die Produktionszeit, Entwicklungszyklen werden deutlicher kürzer.

Auch die Mehrseitenprogrammierung am PC wurde durch das neue CAM-System erheblich erleichtert, wobei es Timm Weidemann wichtig ist “dass man sehr nah am späteren NC Code programmiert und in der Simulation den Rundtisch mitsimulieren kann”. Bei der Bearbeitung mehrseitiger Teile, oder mehrerer Teile auf Aufspannpaletten ist eine entsprechende Ausrichtung von EdgeCAM möglich. Sowohl prismatische als auch Flächenbearbeitungszyklen können so optimal genutzt werden.

Das EdgeCAM Simulationsprogramm (auch kurz „der Simulator“ genannt) bietet eine dynamischen Simulation und Verifikation der Werkzeugbahnen auf dem Modell, wobei Werkzeug, Spann- und Maschinenelemente mit eingezogen werden. Es bietet sich so ein äusserst realistisches Bild des Bearbeitungsvorgangs und bei Weidemann schätzt man die Sicherheit “dass man bereits am Computer sieht, dass alles klappt”.
Ein typisches Teil, bei dem sich die neue Software bewiesen hat, ist dieses 4-Achsen-Frästeil aus Aluminium. Hier wurde das Teil mit EdgeCAM entsprechend ausgerichtet, programmiert, überprüft und an der Maschine gefräst...und die Masse stimmen.

Ausblick
Der nächste Ausbau gilt der Maschinenauslastung, eine Steigerung um ca. 20-40% in den nächsten Jahren. Auch in diesem Bereich fühlt sich das Unternehmen durch EdgeCAM gut unterstützt. “Eine solche Zielsetzung stellt in unserem sehr weitläufigen Produktfeld eine grosse Herausforderung dar”, resümiert Werner Weidemann. “Wir sind uns sicher, mit EdgeCAM das richtige CAM-System an unserer Seite zu haben. Wir hoffen, dass Pathtrace seinen Weg der innovativen und intelligenten Fertigungslösung weiter geht und dabei weiterhin Wert auf Schnelligkeit und Stabilität legt”.

Auch Timm Weidemann sieht weitere Ausbaumöglichkeiten im Bezug auf die Nutzung der CAM-Software. Beim Umstieg auf die neue CAM-Software erwarb man auch den EdgeCAM Strategy Manager, ein Zusatzmodul im EdgeCAM Paket. Der Strategy Manager bietet eine graphische Methode zur Erzeugung flexibler Strategien für die automatische Bearbeitung von Volumenmodellen, bei der einmal entwickelte, auf firmenspezifische Anforderungen zugeschnittene Strategien bei der Bearbeitung weiterer Teile in EdgeCAM erneut eingesetzt werden können, um den Programmierungsprozess zu automatisieren. Den Kern des EdgeCAM Strategy Manager bietet ein einfaches Flussdiagramms, in dem die Bearbeitungsstrategien erfasst und die „Regeln“ für spätere Bearbeitungen festgelegt werden. Durch das Anlegen einer solchen Strategie-Bibliothek wird das spezifische Know-How des Unternehmens im System abgebildet und zur zeitoptimierten Bearbeitung sich wiederholender oder ähnlicher Abläufe intelligent eingesetzt.

Aufgrund des breiten Fertigungsspektrums bei Weidemann ist eine solche Unterteilung der Arbeitsgänge in wiederkehrende Abläufe jedoch nicht ohne eine gewisse Herausforderung und daher kommt der Strategy Manager im Unternehmen derzeit nur vereinzelt zum Einsatz. Das Konzept stellt laut Timm Weidemann jedoch die Zukunft der CAM-Fertigung dar und illustriert, “dass man auch bei Pathtrace strategisch denkt”. So wird es wohl in der Zukunft zum Zweck der Produktionsoptimierung bei Weidemann sicher Anwendung finden, ohne dass die charakteristische Flexibilität des Unternehmens dabei verloren geht.