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Air-Wolf GmbH über ZW3D
02/08/2016
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Seit acht Jahren im Einsatz:
3D-CAD/CAM-System ZW3D fördert Entwicklung und Fertigung von Kunststoffteilen

Die 1913 in Wilthen gegründete LAKOWA GmbH verbindet auf besondere Weise Kontinuität und Innovation – auch beim CAD-Einsatz: Seit 2004 setzt das Unternehmen die 3D-CAD/CAM-Lösung ZW3D als Entwicklungs- und Fertigungsplattform für außergewöhnliche Kunststoffteile ein. Dabei bewährt sich das kostengünstige System im Umfeld hochpreisiger CAD-Systeme der renommierten Kunden bestens und ermöglicht Datenübernahme, Modelloptimierung, Formkonstruktion und Fertigungsunterstützung in einem System.

Krankenwagen Innenausbau: Mit ABS-Bauteilen ausgebauter Krankentransportwagen Hornis Silverline der Firma Ambulanzmobile GmbH & Co. KG

Krankenwagen Innenausbau: Mit ABS-Bauteilen ausgebauter Krankentransportwagen Hornis Silverline der Firma Ambulanzmobile GmbH & Co. KG

Vor bald hundert Jahren als Rucksackhersteller gegründet, hat sich das Unternehmen Lakowa mehrmals erfolgreich neu erfunden. Als führender Kofferhersteller mit eigener Kunststofffertigung, größter Gürtelproduzent der ehemaligen DDR und Pionier auf dem Gebiet des Thermoformens blieb LAKOWA in den leitenden Händen der Familie Liebscher. Die Technologien Thermoformen und Niederdruck-Gießen bilden die Basis für den heutigen Erfolg bei Kunden wie Siemens, Alstom, Bombardier oder KBA. Im Thermoformen lassen sich Kunststoffplatten mit einteiligen Werkzeugen herstellen – auf ein Zehntel reduzierte Werkzeugkosten gewährleisten eine wirtschaftliche Herstellung von Serien bis etwa 5000 Teile. Damit profilierte sich LAKOWA als Entwicklungspartner und Systemlieferant für Innenbekleidungssysteme für Schienenfahrzeuge, Spezialfahrzeuge wie Krankenwagen und Hersteller technischer Teile aus Thermoplasten und Polyurethan. Dabei ist LAKOWA ist spezialisiert auf die Verarbeitung von flammhemmenden Materialien, auch in der zweiten Fertigungstechnologie, dem maschinellen Niederdruck-Gießen (englisch Resin Injection Moulding, kurz RIM), die ähnliche Vorzüge bietet. Weitere Kerntechnologien sind die CNC-Bearbeitung der Kunststoffteile und die Montage einbaufertiger Baugruppen.

Screenshot Negativ-Werkzeug-Bauteil: Für die einteiligen Werkzeuge wird ein Negativ gefräst und anschließend auslaminiert.

Screenshot Negativ-Werkzeug-Bauteil: Für die einteiligen Werkzeuge wird ein Negativ gefräst und anschließend auslaminiert.

Solides Flächensystem gefragt
Als Systemanbieter und Entwicklungspartner in den Bereichen Schienen- und Nutzfahrzeugbau modernisierte das Unternehmen 2004 seine Entwicklungswerkzeuge. Das bisher zur Gestaltung von Freiformflächen eingesetzte CAD-System STRIM 100 wurde nicht weiter entwickelt – der zur 3D-Konstruktion eingesetzten Lösung Inventor fehlten damals die Flächenfunktionen. So suchte LAKOWA nach einem neuen System: „Das damalige Varimetrix verband aufgrund seines innovativen, eigenen Geometriekernels Solid Modeling mit Flächenfunktionen. Eigene Module für den Werkzeugbau und die CAM-Bearbeitung waren ebenfalls vorhanden“, erinnert sich Andreas Happel, Leiter Technik und Entwicklung. Zum wichtigen Datenaustausch mit den Auftraggebern standen native CATIA-, aber auch allgemeine Schnittstellen wie STEP und IGES zur Verfügung. Ein hervorragendes Preis-Leistungsverhältnis, das von einem überzeugenden Dienstleister angeboten wurde: „Ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung war die individuelle Betreuung durch die encee CADCAM-Systeme GmbH“, sagt Happel. „Von Anfang an wurden hier unsere Aufgabenstellungen punktgenau gelöst.“ Dies hat sich auch 2010 nicht geändert, als Varimetrix übernommen und das System als ZW3D weiter entwickelt wurde.

Screenshot RIM-Gießtechnik: In diesem Verfahren lassen sich verschiedene Materiale fest miteinander verbinden, dafür bietet ZW3D zahlreiche kunststoffspezifische Funktionen, wie das Ziehen von Trennlinien

Screenshot RIM-Gießtechnik: In diesem Verfahren lassen sich verschiedene Materiale fest miteinander verbinden, dafür bietet ZW3D zahlreiche kunststoffspezifische Funktionen, wie das Ziehen von Trennlinien

Vielfältige Schnittstellen
Heute setzt der eigene Entwicklungsbereich insgesamt 10 Lizenzen der durchgängigen CADCAM-Lösung ein. Dabei lösen Ingenieure in Zusammenarbeit mit dem eigenen Werkzeugbau anspruchsvolle Aufgabenstellungen der Kunden, bezogen auf die eigenen Produktionstechniken und Fertigungsprodukte. Zu etwa 40 Prozent bekommt das nach DIN EN ISO 9001 und DIN 6701-2 zertifizierte Unternehmen das äußere Design des gewünschten Bauteils als CAD-Modell geliefert. „Die Übernahme der Modelldaten in ZW3D funktioniert jedes Jahr besser“, sagt Andreas Happel. „Das System wird schnell und nachdrücklich weiterentwickelt.“ Meist sind es native Catia-Daten aus Version 5, die ebenso wie STEP-Daten mit Baugruppenparametern übernommen werden. Dann werden die Modelle nach Anforderungen der Verfahrenstechnik abgeändert und dem Kunden wieder zur Verfügung gestellt.

Komplettes Know how gefragt
Meistens aber erhält LAKOWA den Auftrag für eine Neuentwicklung im Rahmen bestehender Baugruppenstrukturen, die eingelesen werden, um innerhalb der Umgebungsbedingungen weiter zu konstruieren. Der stabile Hybrid-Modeller verfügt über alle Funktionen, die man in wesentlich teureren CAD-Systemen vorfindet: „Durch unsere Kundenkontakte wissen wir, was andere CAD-Systeme leisten“, sagt Andreas Happel. „Wir können mit ZW3D alle unsere Aufgabenstellungen ebenso schnell und komfortabel lösen.“ Eigene und fremde Konstruktionen müssen die Anforderungen an die Machbarkeit in den gewählten Herstellungsverfahren erfüllen. ZW3D verfügt über spezifische Funktionen, die für die Vorbereitung des Thermoformens sehr nützlich sind: So lassen sich Geometrien einfach und schnell auf Hinterschnitte überprüfen. Im Dialog mit den Fertigungsspezialisten lassen sich Entformschrägen definieren und neue Features anbringen, um den Herstellungsprozess abzusichern. Viele Funktionen des Moduls Formaufbau von ZW3D, einschließlich der Möglichkeit, Normteile aus Herstellerkatalogen zu laden, werden bei LAKOWA nicht benötigt: „Die einteiligen Formen werden nach dem Festlegen der geeigneten Trennlinie aus Aluminium oder Polyurethanhartschaum gefräst“, sagt Andreas Happel. Die Trennlinien lassen sich mit wenigen Mausklicks festlegen – die fertigungsspezifischen Parameter werden über Abfragen hinzugefügt. „Das System arbeitet zuverlässig und schnell“, meint Happel. In der Regel werden die Formteile nun exportiert und an einen Werkzeugbauer zum Fräsen vergeben: „Wir verfügen bisher über geeignete Produktionsmaschinen für kleinere Formen bis 800 x 500 x 500 Millimeter“, sagt Andreas Happel. Das gesamte Spektrum an Formteilgrößen reicht von 20 x 20 x 4 bis zu 3200 x 1650 x 550 Millimetern. Aufgrund des starken Wachstums wurde die Investition in ein größeres Bearbeitungszentrum getätigt, welches zurzeit in Betrieb genommen wird.

Durchgehende CAD/CAM-Funktionen
Das leistungsfähige CAM-Modul von ZW3D kommt trotzdem bereits zum Einsatz: Die entformten Kunststoffteile werden auf eigenen Fertigungseinrichtungen Beschnitten und mit Durchbrüchen sowie Löchern versehen. Die 5-Achs Fräsprogramme werden direkt im System erstellt – ohne Schnittstellen, Datenverluste und Doppelarbeiten. Postprozessoren für die Steuerungen von BWO und Heidenhain wurden vom Anbieter mitgeliefert und optimal angepasst. „Durchgehende Prozesse von der Datenübernahme über die Bauteilgestaltung und die Werkzeugkonstruktion bis in die Fertigung waren für uns ein wichtiges Kriterium bei der Systemauswahl“, sagt Andreas Happel. „Inzwischen haben sich unsere Anforderungen deutlich erhöht – aber das System ist mitgewachsen. Wir sind sicher, dass unsere Prozesse damit optimal unterstützt werden.“

Individuelle Betreuung und Schulung
Das gilt wohl auch für die Dienstleistungen des regionalen ZWSOFT-Vertriebspartners encee CAD/CAM Systeme GmbH. Über acht Jahre hinweg hat sich das Unternehmen in Amberg einen hervorragenden Ruf erarbeitet: „Wir sind sehr zufrieden mit der guten Betreuung und freuen uns über eine sehr angenehme Zusammenarbeit“, sagt Andreas Happel. Dazu gehört, dass per Telefon und Fernwartung schnell Anfragen und Problemfälle bearbeitet werden. Manche Hilfestellung für spezielle Aufgabenstellungen fließt über die Hotline – und wird anschließend in den Schulungen für die Mitarbeiter vertieft: „Die Kurse für neue Mitarbeiter oder Systemversionen orientieren sich immer an unseren Aufgabenstellungen“, sagt Andreas Happel. „Dabei berücksichtigen die Referenten die aufgetretenen Problemstellungen und vermitteln allen Mitarbeitern einen vernünftigen Lösungsweg. Damit sparen wir viel Zeit und verbessern unsere Arbeitsweise ständig.“ Der Erfolg gibt dem Unternehmen recht: Dank des Vertrauens von über 150 Kunden konnte das Unternehmen im vergangenen Jahr die RIM-Teile-Fertigung am Standort Wilthen ebenso ausbauen, wie die dortige Montage. Das Management und zahlreiche Fachabteilungen wurden erweitert und der neuen Unternehmensgröße angepasst. Am zweiten Standort Sohland wurden die Produktionsbereiche Formerei, CNC-Bearbeitung und Montage erweitert. Mit insgesamt 140 Mitarbeitern erzielte das Unternehmen eine Umsatzsteigerung auf rund 17 Millionen Euro.