Wie 3D-CAD/CAM-Software den Werkzeugbau revolutioniert hat

Bei der Konstruktion von Werkzeugen für die Fertigung kommen schon länger CAD/CAM-Programme zum Einsatz. Noch vor wenigen Jahren dominierte jedoch die 2D-Konstruktion. Dort, wo der Umstieg auf 3D bereits vollzogen wurde, zeigen sich die Stärken der räumlichen Modellierung. Moderne Softwarelösungen bieten eine intuitive Bedienung, helfen dabei, Fehlerquellen zu reduzieren und tragen so dazu bei, zeitaufwendige Revisionen zu vermeiden. Vor allem bei der Konstruktion komplexer Verbundwerkzeuge kann die Passgenauigkeit direkt überprüft werden. Jedoch bietet sich auch die Möglichkeit, 3D-Modelle für das Marketing bereitzustellen.

Worin sich 2D- und 3D-Programme unterscheiden

Viele spezialisierte Hersteller und Dienstleister setzen beim Werkzeugbau seit Jahren auf 3D-Modellierung für die Konstruktion und konnten die Softwarelösungen mittlerweile sehr gewinnbringend in zahlreiche Prozesse integrieren. Stanzteile von Vogt werden beispielsweise mit vom Unternehmen selbst entwickelten Werkzeugen produziert. 3D-Programme kürzen dabei den Weg vom Konzept bis zum fertigen Werkzeug für die serienreife Produktion eines Produkts spürbar ab. Die Kosten für ein Projekt sind so deutlich früher abzuschätzen und Anpassungen werden im Handumdrehen realisiert. Auf diese Weise kann das Projektmanagement von Anfang an eng mit dem Kunden zusammenarbeiten.

Diese Vorzüge bieten reine 2D-Zeichenprogramme, die nur Flächenmodelle erstellen, nicht. Das liegt in erster Linie am unterschiedlichen Konzept und dem daraus resultierenden Funktionsumfang. 2D-Programme gleichen einem virtuellen Zeichenbrett, während 3D-Software zum räumlichen Modellieren gedacht ist. Durch die Arbeit in der dritten Dimension können bestimmte Abläufe zudem automatisiert werden. Bei zweidimensionalen Darstellungen sind solche Vorhaben deutlich aufwendiger und teilweise gar nicht umsetzbar. Gleichzeitig sind 2D- und 3D-Programme über diverse Schnittstellen miteinander kompatibel, sodass die zweidimensionale Zeichnung nicht grundsätzlich der Vergangenheit angehört. In der Praxis wird sie oft als Grundlage für die spätere Volumenmodellierung genutzt.

Die Volumenmodellierung ist intuitiv und minimiert Fehlerquellen

Besonders durch die Kompatibilität mit bewährten 2D-Zeichenprogrammen für die Konstruktion von Werkzeug bieten 3D-Programme keine große Einstiegshürde. Im Gegenteil: Moderne Software zur Volumenmodellierung legt viel Wert auf Ergonomie und eine möglichst komfortable Bedienoberfläche. Zudem werden Ingenieure heutzutage schon im Rahmen der praktischen Ausbildung im Umgang mit zeitgemäßen CAD/CAM-Systemen geschult, weshalb jüngere Mitarbeiter sich direkt zurechtfinden dürften. Ein massiver Vorteil der Volumenmodellierung besteht im schnellen Workflow: Änderungen sind zügig umgesetzt und auch das Erstellen von Baugruppen ist möglich, wodurch viele Fehlerquellen schon im Ansatz eliminiert werden. Die Software denkt dabei stets mit und berücksichtigt Änderungen an einzelnen Bauteilen, indem es Neuberechnungen für die angrenzenden Komponenten durchführt. Solche Automatisierungsoptionen im Konstruktionsprozess fehlen bei reinen 2D-Zeichenprogrammen komplett. Da sich vorgenommene Änderungen per Klick in der Darstellung aktualisieren lassen, können Ingenieure direkt sehen, ob das spätere Werkzeug passgenau ist.

Digitales und physisches Prototyping gehen Hand in Hand

Dank der Möglichkeit zur räumlichen Darstellung kann in vielen Fällen bereits auf die Anfertigung eines Prototyps verzichtet werden. Im Hinblick auf den Werkzeugbau hat das klassische Prototyping jedoch noch nicht völlig ausgedient, profitiert aber gleichermaßen von leistungsstarken 3D-CAD/CAM-Programmen. Da die Software die Dateien direkt für die Fertigung zur Verfügung stellen kann, sind physische Prototypen des Endprodukts schnell produziert. Entspricht dieser noch nicht den Vorstellungen des Kunden, sind die Werkzeuganpassungen in der Software wiederum zügig vorgenommen. Lange Feedback-Schleifen lasse sich so konsequent vermeiden. Teilweise verzichten sowohl Hersteller als auch Kunden auf den physischen Prototypen und optimieren am Volumenmodell. Die Software kann nämlich die physikalischen Eigenschaften simulieren, sodass beispielsweise die Belastbarkeit virtuell überprüft wird.

Technische Dokumentation und Bereitstellung für das Marketing

Weitere zentrale Beispiele für die einfache Bereitstellung von Daten durch eine Software für die Volumenmodellierung bietet der Bereich der technischen Dokumentation. Hier sind es vor allem Betriebs- und Montageanleitungen, die auf eine bildliche Darstellung angewiesen sind. Die nötigen Daten kommen dabei direkt von der CAD/CAM-Software und können anschließend in der passenden Layout-Software aufbereitet werden. Ebenso wichtig ist das Anknüpfen an Folgeprozesse mittlerweile für das Marketing. Bei der Katalogerstellung und dem Online-Marketing werden oft keine tatsächlichen Fotos mehr, sondern stattdessen gerenderte 3D-Modelle der Produkte genutzt.