Geometrievielfalt fordert flexible CAM-Software

Bearbeitung einer Knochenplatte

Die Palette chirurgischer Instrumente, Implantate und anderer medizintechnischer Teile ist schier unendlich – unterschiedlichste Geometrien von einfach bis kompliziert in unterschiedlichsten Größen und Materialien, standardisiert oder individuell angepasst sowie mit unterschiedlichen Anforderungen an Oberflächenqualität und Genauigkeit. Ebenso vielfältig sind daher auch die Technologien, die für eine effektive Fertigung notwendig sind.

Vom 2D- über 3D- bis hin zur 5-Achs-Bearbeitung können alle Technologien zum Einsatz kommen. Neben der Vielfalt der Bearbeitungsstrategien ist dabei natürlich auch wichtig, wie einfach und sicher das Programmieren ist. Das ist zum einen eine Frage der Ergonomie der Bedienoberfläche. Sind alle Bearbeitungsstrategien unter einer Oberfläche einheitlich zu programmieren, lässt sich die Vielfalt besser und sicherer beherrschen und die Vorteile nutzen.

Das Bearbeiten auf 5-achsigen Maschinen ermöglicht eine Komplettbearbeitung ohne Vorrichtungen. Im Bereich steiler Wände erlaubt die 5-Achs-Technologie den Einsatz kürzerer, stabilerer Werkzeuge. Das ist insbesondere bei sehr schlanken Werkzeugen wichtig. Bessere Schnittbedingungen sowie geringere Ratter- und Werkzeugbruchgefahr sorgen so für bessere Ergebnisse. Gleichzeitig kann man so kürzere Bearbeitungszeiten erreichen.

Beim Wälzfräsen – beispielsweise auch mit Tonnenfräsern – lassen sich im Vergleich zur zeilenden Bearbeitung mit Kugelfräsern die Bearbeitungszeiten ebenso reduzieren. Mit Hilfe der 5-achsigen Bearbeitung können darüber hinaus Operationen mit identischem Werkzeug unabhängig von der jeweiligen Anstellung zu einem Programm wegoptimiert zusammengefasst werden.

Mit der richtigen Software ist das Programmieren 5-achsiger Bearbeitungen dabei nicht komplizierter als mit 3D. Bei der 5-Achs-Restmaterialbearbeitung ist dies sogar noch einfacher, weil die notwendigen festen Anstellungen vollautomatisch bestimmt werden. Die Kollisionserkennung sorgt zusätzlich für Sicherheit. Die automatische Vermeidung von Kollisionen durch Berechnen der erforderlichen Werkzeuglänge oder Wegdrehen/-schwenken des Werkzeuges vereinfacht das Programmieren 5-achsiger Bearbeitungen wesentlich. Tools zur Simulation der Maschinenbewegungen und des Materialabtrags helfen, bereits am Computer die optimale Maschine und die optimale Aufspannung zu finden.

Für schnelles und sicheres Programmieren ist natürlich auch wichtig, dass erfolgreich eingesetzte Technologien schnell und einfach auf ähnliche Teile angewendet werden können. Hier hilft eine Datenbank, in der – abhängig von Material und Anwendung – für die Werkzeuge Schnittdatenprofile hinterlegt werden können, die beim Auswählen eines Werkzeuges dann automatisch übernommen werden.

Außerdem können in einer Datenbank die erforderlichen Fertigungsprozesse für charakteristische, sich oft wiederholende Geometrien gespeichert und per Mausklick abgerufen werden. So lassen sich beliebige komplizierte Geometrien so einfach programmieren wie eine Bohrung. Mit Hilfe der Programmierschnittstelle (API) ist es sogar möglich, eigene Anwendungen zu schreiben, und so beliebige Variantenprogramme weiter zu automatisieren.

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Autor: Dr. Eike Jung, Produktmanager, Open Mind Technologies AG