Wettbewerbsfähig bleiben

CAD/CAM-Software unterstützt die Fertigung von Rennmotorblöcken

Schwartz Machine Co. liegt nur 23 Meilen von Detroit in Warren, Michigan entfernt und ist ein Prototypenunternehmen, das die Automobil-, Schiffs- und Schwermaschinenmärkte bedient. Kunden wie Caterpillar, Ford, General Motors, Mercury Marine und NASCAR Racing vertrauen auf Schwartz, wenn es darum geht, ihre innovativen Designs in funktionale Produkte umzusetzen. Schwartz Machine wurde 1952 gegründet und ist auf die Präzisionsbearbeitung von Rennblöcken, Zylinderköpfen und Mobilitätskomponenten sowie auf die Konstruktion von Vorrichtungen spezialisiert. Um den Bedürfnissen seiner Kunden gerecht zu werden, arbeitet das Unternehmen mit einer breiten Palette von Materialien. In der 44.000 Quadratmeter großen Werkstatt werden Titan, Zirkonium, Magnesium, Aluminium-Silizium, verdichtetes Graphiteisen (CGI) und eine Vielzahl anderer Materialien auf einer Reihe vertikaler und horizontaler CNC-Bearbeitungszentren, CNC-Drehzentren usw. bearbeitet konventionelle Maschinen.

Als langjähriger, zuverlässiger Lieferant für Zylinderköpfe und Motorblöcke im NASCAR-Rennsport erweitert Schwartz seine wachsende Produktpalette um Elektrofahrzeugkomponenten wie Wechselrichter, Getriebe und Batteriekästen.

„Es ist eine interessante Arbeit“, sagte Frank Balsamo, Produktionsleiter bei Schwartz Machine. „Wir machen alle Chevy NASCAR-Rennblöcke und -köpfe. Wenn Sie also ein NASCAR-Rennen verfolgen und ein Chevy gewinnt, haben wir etwas getan, um ihnen zum Sieg zu verhelfen. Es ist aufregend.“

Seit seiner Gründung ist Schwartz Machine sowohl an Größe als auch an Bearbeitungsmöglichkeiten gewachsen. 1975 kaufte das Management die erste CNC-Ausrüstung der Werkstatt und übernahm weiterhin immer komplexere Aufgaben. Balsamo erinnert sich, als das Unternehmen 1997 seine ersten Lizenzen für die CAD/CAM-Software Mastercam (CNC Software, Inc., Tolland, Connecticut) kaufte, ein Schritt, der den Weg für 3D-Arbeiten und einen erweiterten Kundenstamm ebnete.

„Unser Unternehmen hat sich für Mastercam entschieden“, sagte er. „Wir konnten dann neue Arbeiten übernehmen. Wir haben für eines der Rennteams einen Ventildeckel aus massivem Aluminium gefertigt und es ist großartig geworden. Das hat wirklich die Türen für alle Arten von Aufträgen geöffnet. Mastercam hat uns von 2D und Bohren geholt.“ bis hin zu 3D- und Knüppelarbeiten. Wir verwenden es für alles. Wir finden einen Weg, Aufträge zu bearbeiten, egal was passiert.“

Die Erfolge von Schwartz Machine mit CAD/CAM-Software führten schließlich zum Übergang zur Mehrachsenbearbeitung. Die Technologie vereinfacht die Programmierung, erforderliche Bewegungen und die Befestigung komplexer Teile. Die Ergebnisse? Verbesserte Oberflächengüte, Eliminierung mehrerer Setups und erhöhte Genauigkeit.

„Wenn ich eine 5-Achsen-Maschine habe und irgendwo weit unten ein Loch schaffen muss, kann ich das Teil in Mastercam drehen, um dorthin zu gelangen“, sagte Balsamo.

Da Schwartz Prototypen herstellt, entwerfen und bearbeiten seine Mitarbeiter ihre eigenen Vorrichtungen und Werkzeuge für eine Reihe von Teilen, einschließlich komplexer Ansaugkrümmer. Programmierer verwenden Mastercam Design, um spezielle Stufenfräser, Bohrer und andere Werkzeuge zu erstellen. Die CAD-Tools der computergestützten Konstruktionslösung vereinfachen die Erstellung selbst der komplexesten Teile. Funktionen wie direkte Modellierung, Dateiimportfunktion und Modellvorbereitung tragen alle zur Produktionseffizienz bei.

Der Vorrichtungsbauprozess von Schwartz beginnt mit dem Import eines Modells in Mastercam. Eine Vorrichtung dient zum Halten des Teils, während Klemmen über die Software in die Maßvorrichtung importiert werden. Neben Vorrichtungen entwirft und baut das Unternehmen auch eigene Werkzeuge.

„Wir geben unserem Maschinenbediener die Platte und die Abmessungen und bestellen alle Klemmen, die wir brauchen, dann sind wir fertig“, sagte Balsamo. „Mit Werkzeugen kann ich eine Linie auf ein abgestuftes Loch in einem Teil projizieren, es zur Seite drehen, bemaßen und an eine Schleifmaschine senden, um ein schönes Hartmetallwerkzeug zu schneiden, das zum Loch und zum Teil passt.“

Balsamo schätzt, dass Schwartz jedes Jahr 200 bis 300 Werkzeuge entwirft und baut, darunter Stufenbohrer, Schaftfräser und Reibahlen, die alle mit CAD/CAM-Software entworfen werden. Die Erstellung neuer Werkzeuge kann eine Herausforderung sein, aber die Software ermöglicht es dem Schwartz-Team, mit der Nachfrage Schritt zu halten. Das Verständnis und die Maximierung der Softwarefunktionen – insbesondere der Dynamic Motion-Technologie – sind der Schlüssel zu einer höheren Produktion und kürzeren Zykluszeiten.

„Wenn Sie Mastercam verwenden, um ein Werkzeug mit 5 Zoll pro Minute und 1.000 U/min auf Aluminium laufen zu lassen, nutzen Sie Ihre Zeit nicht effizient“, sagte Balsamo. „Mastercam verfügt über dynamisches Fräsen, das Sie mit 20.000 U/min und 200 Zoll pro Minute ausführen können. Sie können das Teil in einem Zehntel der Zeit fertigstellen.“

Die Dynamic Motion-Technologie erleichtert das Schneiden von hartem Material, was für Schwartz Machine wichtig ist, da für seine Aufgaben ein so breites Materialspektrum erforderlich ist. Dynamic Motion sorgt für eine gleichmäßige Spandicke und sorgt so für eine gleichmäßige Wärmeverteilung und Belastung während des gesamten Schnitts. Die Härte der Materialoberfläche wird ebenso eliminiert wie das Risiko eines Werkzeugbruchs. Unabhängig vom Material kann ein Maschinist das Werkzeug niemals überlasten, was bedeutet, dass die Ergebnisse vorhersehbar und konsistent sind. Sowohl neue als auch alte Maschinen sind leistungsfähiger und langlebiger, was eine längere Werkzeuglebensdauer ermöglicht. Das sind gute Nachrichten für einen Betrieb mit mehr als einem Dutzend CNC-Maschinen.

„Im Laufe der Jahre habe ich viel Dynamic Milling verwendet“, sagte Balsamo. „Die Werkzeuge halten viel länger und die älteren Maschinen halten mit. Wenn man eine große Schnitttiefe und einen flachen seitlichen Schnitt und schnell durchführt, ist es erstaunlich, wie lange die Fräser halten. Anstatt einen Fräser zu vergraben und zu versuchen, viel zu schneiden.“ Man muss alles auf einmal aus Metall machen, man macht es schnell in kurzen Durchgängen und das Teil wird großartig.“

Als er über die Auswirkungen von CNC-Bearbeitung und CAD/CAM auf Schwartz Machine nachdachte, erinnerte sich Balsamo daran, wie das Unternehmen eine Person hatte, die eine manuelle Maschine bediente, um einen Motorblock-Prototyp herzustellen. Der Maschinist brauchte drei Wochen, um das Teil fertigzustellen. Um heute wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Hersteller qualitativ hochwertige Teile innerhalb kürzester Zykluszeiten produzieren.

Mit den umfangreichen Werkzeugwegoptionen der CAD/CAM-Software kann ein Schwartz-Maschinist jetzt einen Motorblock in ein oder zwei Tagen bearbeiten, verglichen mit drei Wochen oder mehr mit herkömmlichen Methoden. Verbesserte Bearbeitungsmöglichkeiten sowie Softwareunterstützung haben bei Schwartz einen wichtigen Unterschied gemacht.

Mit mehr als zwei Jahrzehnten Mastercam-Erfahrung kennt sich Balsamo mit der Software bestens aus. Er gibt jedoch zu, dass Schwartz beim Kauf seiner ersten Sitze beim technischen Support auf die Expertise des Mastercam-Vertriebspartners Axsys Inc., Wixom, Michigan, zurückgegriffen hat. Dieses Fachwissen ist heute genauso wichtig wie damals. Das Team arbeitet weiterhin mit Schwartz-Programmierern an notwendigen Aktualisierungen, Schulungen und Prozessproblemen zusammen. Telefonanrufe, Besuche und virtuelle Beratungen sind wirksame Instrumente zur Kundenbetreuung.

„Wenn wir ein Problem mit einem bestehenden Programm haben, können wir Zip2Go verwenden und alles an Axsys senden“, sagte Balsamo. „Unser Repräsentant Kris Richardson öffnet es und sieht genau, was wir an einem Teil machen, findet einen Weg, das Problem zu beheben, und schickt es dann an uns zurück.“

Das praktische Dienstprogramm Zip2Go von Mastercam sammelt Teiledaten in einer .Z2G-Datei und hängt die Datei an eine E-Mail an. Dieses einfache Tool befindet sich im Hilfemenü und komprimiert alle aktiven Projektinformationen, die für eine Kundenfrage oder ein Kundenproblem relevant sind. Als er 1997 begann, mit Mastercam zu arbeiten, musste Balsamo mehrmals pro Woche Axsys anrufen.

„Wahrscheinlich waren sie es leid, von mir zu hören. Aber sie gaben mir immer Antworten und kamen heraus, wenn es nötig war“, sagte er. „Heute gibt es bei e-Mastercam Foren. Ich kann dort hingehen, eine Frage eintippen und bekomme innerhalb von zehn Minuten zwanzig Antworten aus der ganzen Welt.“

Software-Support ist für Kunden von entscheidender Bedeutung, insbesondere für kleine Unternehmen wie Schwartz. Vor einigen Jahren hatte ein Programmierer Probleme bei der Bearbeitung eines Teils auf einer neu gekauften Maschine. Ein Vertreter von Axsys fuhr zur Werkstatt, verbrachte den Tag mit dem Programmierer und löste das Problem.

„Obwohl es sich bei der Maschine nicht um eine echte 5-Achsen-Maschine handelte, hat Axsys eine Lösung gefunden, damit sie funktioniert“, sagte Balsamo. „Dadurch konnten wir eine 5-Achsen-Bearbeitung an einem Knüppelteil durchführen. Möglicherweise gibt es andere Software, die dieses Teil bearbeiten kann. Ich glaube jedoch nicht, dass ein anderes Unternehmen die Unterstützung bieten würde, die Schwartz Machine bisher erhalten hat.“ Mastercam und Axsys Inc.“

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