Per Qualitätsmessen auf der Maschine sorgt Cimatron beim Kunststoffspezialisten Alpla für stabile Produktionsprozesse. Bei der familiengeführten Alpla Group im vorarlbergischen Hard entstehen unter anderem hochwertige Verpackungssysteme. Im Werkzeugbau am Hauptstandort der Gruppe bauen die Werkzeugmacher in erster Linie Blasformen für PET-Flaschen und Spritzgießwerkzeuge für die dazu gehörenden Schraubverschlüsse. Für die nötige Datendurchgängigkeit und eine hohe Stabilität und Sicherheit der Prozesse setzen die Experten auf das CAD/CAM-System Cimatron.
Wissen und Engagement machen den Unterschied
Das Unternehmen Alpla ist einer der führenden Protagonisten in der Entwicklung und Produktion innovativer Verpackungslösungen aus Kunststoff. Die 22 100 Mitarbeiter produzieren an inzwischen 177 Standorten weltweit innovative Verpackungssysteme, Flaschen, Verschlüsse und Spritzgussteile für verschiedenste Wirtschaftszweige. Die Tradition als familiengeführtes Unternehmen, modernste Technologien sowie das Wissen und das Engagement der Mitarbeiter zeichnen das Unternehmen und seine Produkte aus. Nachhaltigkeit und der klimafreundliche Umgang mit den Ressourcen sind dabei die Grundlagen des unternehmerischen Handelns. Mit mehr als 25 Jahren Erfahrung im Bereich Recycling und eigenen Recyclingwerken trägt Alpla dazu bei, dass Kunststoffe im Wertstoffkreislauf bleiben.
Am Hauptsitz der Alpla Group in Hard im österreichischen Vorarlberg ist auch der Leit-Werkzeugbau des Unternehmens angesiedelt. Die Formenbauer fertigen in erster Linie Blasformen für PET-Flaschen und hochfachige Spritzgießwerkzeuge für die Verschlusskappen dieser Flaschen. Aber auch Verschlüsse für weitere Lebensmittelverpackungen oder auch Kosmetika. Hohe Präzision und insbesondere eine akkurate Wiederholgenauigkeit vor allem in der Fertigung der Kavitäten der komplexen Spritzgießformen zeichnet die Arbeit der Werkzeugbauer aus.
Hoher Automatisierungsgrad für stabile Prozesse
„Unser Werkzeugbau verfügt über einen sehr hohen Automationsgrad“, erläutert Tim Helbock, Entwickler bei Alpla. „Unter anderem betreiben wir eine vollautomatische Erodierlinie. Die umfasst neben vier Exeron-Senkerodiermaschinen auch Koordinatenmessmaschinen von Zeiss sowie eine Mafac-Waschmaschine an einer Erowa-Automation. Und fürs Elektroden- und Hartfräsen stehen an einer Hermle-Automation zwei Universalbearbeitungszentren Hermle C 42 U und eine HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH bereit, die ein Kuka-Roboter mit Rohlingen versorgt.“
Beide Linien arbeiten vollautomatisch, und Cimatron liefert die Programme und übernimmt die Kommunikation mit dem Certa-Jobmanagement der Erowa-Linie sowie dem Soflex-System der Fräszelle. Auch das Werkzeugverwaltungssystem Zoller TMS tauscht seine Daten in Echtzeit mit Cimatron aus.
Gezielte Optimierung per Qualitätsmessen
Die exzellenten Schnittstellen des CAD/CAM-Pakets stellen die hohe Durchgängigkeit der Daten sicher. Darüber hinaus übernimmt Cimatron auch den Austausch mit dem ERP-System Plantool und ermöglicht so im Fertigungsleitsystem die transparente und aktuelle Fertigungsplanung.
Das Werkzeugbau-Know-how bei Alpla kam vor rund zehn Jahren ins Unternehmen mit der Übernahme des externen M+S-Werkzeugbaus, der ebenfalls in Hard ansässig war und mit dem Alpla bereits eine langjährige Partnerschaft verbunden hatte - Alpla war seit Jahren der größte Kunde der Werkzeugbauer.
Mit den sechs Mitarbeitern dieses Werkzeugbaus startete die neue Abteilung, die inzwischen auf 55 Mitarbeiter angewachsen ist. Ziel war von Anfang an, da, wo es sinnvoll ist, die digitalen Möglichkeiten von Industrie 4.0 entsprechend zu nutzen. Das setzt eine leistungsfähige Software als Rückgrat der Produktion voraus. Sehr bewusst entschieden sich die Verantwortlichen hier für Cimatron.
Datentechnisches Rückgrat ermöglicht stabile Produktionsprozesse
Der Einstieg in Cimatron erfolge einst über die CAD-Funktionen, die exakt zu den Bedürfnissen des neuen internen Werkzeug- und Formenbaus passen. Heute ist die CAM-Seite aber mindestens genauso wichtig – dank der hohen Kompetenz der Cimatron-Fachleute im Bereich Postprocessing sind die Programme sehr akkurat, und auch die Simulation der Bearbeitung passt exakt zur Realität. Das Softwarepaket ist das datentechnische Rückgrat, das alle Maschinen mit validen und aktuellen Informationen versorgt.
Das System spielt seine Stärken bei Alpla insbesondere im Bereich Elektroden, Zusammenbauten und Support aus. „Für uns immer wieder faszinierend ist, wieviel Ahnung die Cimatron-Spezialisten von Maschinen haben – das sind regelrechte Freaks im besten Sinn“, verrät Helbock. „Die loten die Grenzen der Maschinen aus und sorgen dabei für effiziente, produktive und dabei auch stabile und sichere Prozesse.“
Die richtige Maschine fürs Qualitätsmessen
Bei Alpla erodieren die Werkzeugspezialisten sowohl mit Graphit- als auch mit Kupferelektroden. „Bei 3D-Geometrien sind für uns Graphitelektroden die bessere Wahl“, erklärt Helbock. „Für Werkzeugpartien mit Dichtflächen setzen wir aber nach wie vor auf Kupferelektroden. Das ermöglicht perfekt abschließende Oberflächen.“ Die Kupferelektroden entstehen in erster Linie auf der Röders-HSC-Fräsmaschine RXP 950 DSH.
Die Toleranzen dabei liegen im unteren einstelligen µm-Bereich. Und um sicherzustellen, dass Abweichungen vom Sollmaß nicht die Folgeoperationen beeinträchtigen können, wäre es für die Werkzeugmacher ein großer Vorteil, die gefrästen Elektroden noch in ihrer Aufspannung in der Automatisierungslinie zu vermessen. So könnten sich Korrekturen schnell und präzise ausführen lassen.
Stabile Produktionsprozesse ohne Koordinatenmessmaschine
„Wir haben allerdings keine Koordinatenmessmaschine in unserer Fräslinie integriert“, betont Helbock. „Zum Messen müssten wir die Elektrode also zunächst auf die Messmaschine in der Erodier-Linie oder im Messraum bringen, sie dort messen und dann zu einer eventuell notwendigen Korrektur wieder in die Fräslinie transferieren. Manuelle Schritte, die Zeit kosten und den sonst hochgradig automatisierten Ablauf in unserer Fertigung empfindlich stören würden.“
Die Alternative kam mit der neu in die Fräszelle integrierten HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH. „Diese Maschine bringt die hohe erforderliche Genauigkeit mit, die ein vollwertiges Qualitätsmessen auf der Maschine erlaubt“, erläutert Helbock. „Die dafür relevanten Messpunkte generiert Cimatron aus den Werkstückgeometriedaten und übermittelt sie an die Röders-Maschine. So können wir unmittelbar nach der Bearbeitung die Maße der Werkstücke überprüfen.“
Fräsen und Qualitätsmessen in einer Aufspannung
Das Qualitätsmessen geht schnell und noch in der gleichen Aufspannung. Und die Abweichungen der Messergebnisse der hochgenauen Röders im Vergleich zu denen der Koordinatenmessmaschinen sind minimal. So sind sie eine valide Größe zur Beurteilung der Werkstücke.
In der Regel sitzt in der Fräsbearbeitung bei Alpla jedoch bereits der erste Schuss, Korrekturen sind meist unnötig. Aber das Qualitätsmessen erhöht die Sicherheit der Folgeprozesse. Anders als beim Messen auf der Röders-Maschine werden die Koordinatenmessmaschinen im Messraum im Moment noch dort vor Ort programmiert. Hier sieht Helbock in einer Einbindung in Cimatron noch durchaus Potenzial. Denn die Software bietet umfassende Unterstützung für die bei Alpla eingesetzten Messmaschinen.
Simulieren verhindert Überraschungen
Die hohe Prozesssicherheit und -stabilität bei Alpla hat System. Die Werkzeugmacher simulieren sämtliche Programme und prüfen sie in Cimatron auf Kollisionsfreiheit. Und sie gehen mit ihren Programmen durchaus auch an Grenzen. „Es kommt immer wieder vor, dass wir die Kollisionskontrolle an der Maschine ausschalten, um zusätzlichen Spielraum zu gewinnen. Wenn uns die Simulation von Cimatron sagt, dass die Bearbeitung passt, können wir uns hundertprozentig darauf verlassen“, erklärt Helbock. „Das erweitert unsere Bearbeitungsmöglichkeiten.“
Die meisten Werkstücke werden im mannlosen Betrieb gefertigt – auch alle Elektroden. Die Messung noch im Arbeitsraum validiert die aktuellen Bearbeitungsergebnisse. „Dabei haben wir festgelegt, dass wir bei Abweichungen bis 2 mm eine automatische Feinabstimmung der Bearbeitungen vornehmen oder den Auftrag zurückstellen, damit ein Mitarbeiter das Werkstück überprüfen kann“, erläutert Helbock die gemeinsam mit den Cimatron-Experten festgelegte Vorgehensweise. „Bei größeren Abweichungen halten wir sicherheitshalber die Maschine komplett an. So können wir zuverlässig Bearbeitungen außerhalb der Toleranz oder gar Schäden an der Produktionslinie vermeiden. Denn da könnte die Ursache schließlich etwas Schwerwiegenderes sein.“
Noch ungenutztes Potenzial vorhanden
Cimatron hat durchaus noch Potenzial, das bei Alpla noch nicht genutzt wird. Dank eines sehr engen und auch rege genutzten Kontakts zu den Softwareexperten bei Cimatron erschließen sich die Formenbauer einerseits immer wieder selbst neue Möglichkeiten, helfen aber andererseits mit ihrem umfassenden Praxiswissen auch dem Softwarehaus dabei, die Funktionen des CAD/CAM-Pakets kontinuierlich zu verbessern und deren Umfang zu erweitern.
„Für uns besonders wichtig: Die Softwareexperten bei Cimatron haben immer ein offenes Ohr für unsere Wünsche, Anregungen und Bedürfnisse“, betont Helbock. „Die hören uns sehr genau zu, und sie setzen die Anregungen auch zeitnah um. So bekommen wir sehr schnell praktikable Lösungen für unsere Herausforderungen.“
Verbesserung für alle verfügbar
Cimatron arbeitet solche Änderungen zügig in das nächste aktuelle Release der Software ein. Damit stehen die hilfreichen Neuerungen schnell nicht nur bei Alpla, sondern bei allen Cimatron-Anwendern zur Verfügung. „So können alle Anwender profitieren“, resümiert Helbock. „Mit dieser Strategie erkennt Cimatron aktuelle Anforderungen an die Branche sehr schnell und kann mit praxisorientierten Lösungen die Anwender fit machen für die ständig neuen Herausforderungen des Wettbewerbs.“
Für uns besonders wichtig: Die Softwareexperten bei Cimatron haben immer ein offenes Ohr für unsere Wünsche, Anregungen und Bedürfnisse. Die hören uns sehr genau zu, und sie setzen die Anregungen auch zeitnah um. So bekommen wir sehr schnell praktikable Lösungen für unsere Herausforderungen.“
Tim Helbock, Entwickler bei Alpla