UMFORMtechnik (Blech)

 
 
   

Breites Einsatzgebiet

Elektrotechnik seit den frühen Anfängen: Mehr als 110 Jahre produziert die Rafi schon Lichtanlagen und Schalter. Heute beispielsweise auch Kurzhub-Taster, die im Automobilbau eingesetzt werden. Konstruiert werden die Teile mit Hilfe der CAD/CAM Software Visi.

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Er ist klein, ca. 6 x 5 mm groß, meist nicht direkt zu sehen, aber vielfältig zu finden und zu tasten: Der Kurzhub-Taster Micon von Rafi. Dieser ist beispielsweise in die Dachbedieneinheit des Audi A8/S8, in den Autoschlüssel von Mercedes oder in Bedieneinheiten anderer Auto­mobil-Marken integriert – das hochwertige Innenleben ist sowohl zu tasten wie auch zu hören. „Ein Taster muss nicht nur funktionieren, sondern auch gut klingen“, erläutert Manfred Deifel, Abteilungsleiter Werkzeugbau bei Rafi. Deshalb hat der Taster keine Folie, sondern bietet durch die integrierte Schnappscheibe aus Edelmetall die wertige Haptik.


Eigene Entwicklung

Seit 2006 ist der Micon5 im Programm der Einbautaster von Rafi verfügbar. Schritt für Schritt wurde die Größe des Tasters über die Jahre hinweg von anfangs 12 x 12 mm auf 8 x 8 mm bis hin zu den aktuell ca. 6 x 5 mm reduziert – und dies bei gleichbleibender Qualität. In Belastungstests hält der Micon– je nach Variante – garantiert über mehr als eine Million Tastzyklen. Aus fünf Teilen besteht der Taster – Stanzgitter, Kunststoff, Schnappscheibe aus Edelstahl, Stößel aus Kunststoff sowie dem Deckel. Im Gegensatz zu vielen Werkzeugbauern hat Rafi als einen der vier Geschäftszweige eine eigene Produktentwicklung, in der elektromechanische Bauelemente konzipiert und produziert werden. Der Micon5 ist ein typisches Beispiel für die Eigenproduktion bei Rafi. Die Konstruktion der Produkte erfolgt in ProEngineer.

Die Konstruktion und Fertigung der Werkzeuge wurde lange Zeit in 2D und 2,5D durchgeführt. 2007 fiel der Entschluss, die Werkzeuge durchgängig in 3D zu konzipieren. Mit den vorhandenen Systemen konnten die Anforderungen nicht erfüllt werden. Im Jahr 2007/08 wurde Visi, das speziell auf den Werkzeug- und Formenbau zugeschnittene modulare CAD/CAM-System eingeführt; inzwischen werden alle Werkzeuge durchgängig in dem Programm konstruiert.Bauteil und Werkzeug werden bei Rafi seit 2008 dennoch bewusst mit zwei verschiedenen Systemen entwickelt. Von der ursprünglich geplanten Durchgängigkeit hat man sich früh verabschiedet. Denn in voll-parametrischen Systemen wird die 3D-Kontur des Bauteils in das Werkzeug eingebettet. Selbst kleine Änderungen des Bauteils erfordern deshalb einen großen Aufwand, um das Werkzeug entsprechend zu aktualisieren.


Umstieg auf Graphit

Bei der getrennten Version ist es kein Problem, die Bauteildaten über die Step-Schnittstelle ins Visi-Modelling zu übermitteln. „Wir sahen den Benefit klar in der branchenorientierten Software, wir brauchen die Parametrisierung gar nicht“, erläutert Manfred Deifel.

Visi sei deutlich leichter zu bedienen und zu beherrschen. Der Umstieg von 2D auf 3D mit Visi habe gut geklappt. Bei Rafi sind insgesamt sieben Arbeitsplätze installiert: Zwei volle Konstruktionsarbeitsplätze, an zwei Rechnern werden Elektroden konstruiert, des Weiteren drei Arbeitsplätze mit 2D- und 3D-Fräsen. Vor gut einem Jahr stieg man von Kupfer-Elektroden auf Elektroden aus Graphit um. Gefräst werden die Elektroden bei Alwa im Schwarzwald, einer Art Zulieferer mit gemeinsamer Vergangenheit. Dort sind insgesamt vier Visi-Arbeitsplätze eingerichtet. Für die Elektroden werden die Konstruktions- und CAM-Daten für das Fräsen, ausschließlich mit Visi konstruiert, erzeugt. Wie Manfred Deifel erklärt, hat der Umstieg von Kupfer auf Graphit dabei gut funktioniert. Vor allem für kleine präzise Bauteile benötigt man eine zuverlässige Frässoftware, um hochwertige Graphit-Elektroden herzustellen. Auch die Konstruktion des Werkzeugs für den Taster stellte hohe Anforderungen. Die einzelnen Komponenten im Werkzeug mussten penibel aufeinander abgestimmt werden. Wesentlicher Teil des Tasters ist ein umspritztes Stanzgitter, welches das eigentliche Grundgehäuse des Bauteils bildet. In einem 16fach-Werkzeug laufen parallel zwei Stanzgitter im Reel-to-Reel-Verfahren. Die Schwierigkeit ist einerseits, die saubere Führung der Stanzgitter, andererseits auch die Schussgeschwindigkeit. Die Bauteile sind sehr klein, das Schussgewicht eines Tasters beträgt 0,05 g, ein ganzer Schuss wiegt 0,8 g.


Änderungen schnell und einfach

Mit dem Werkzeug wurde der Taster bereits millionenfach hergestellt. Wollen Kunden den Taster modifiziert haben, ist Manfred Deifel froh, erfolgt dies in Visi, wo die Änderungsstände deutlich angezeigt werden. Besonders gut funktioniert das salopp genannte Flickgeschäft. Fehler lassen sich mit geringem Aufwand ausbessern, beispielsweise ein Flächenübergang sauber darstellen, ein Radius leicht ändern. Inzwischen werden alle Werkzeuge in Visi gefertigt, auch die einfacheren, die sich auch in 2D konzipieren lassen würden. Selbst bei Zukaufteilen soll die Plattform Visi zu 100 Prozent durchgängig gehalten werden. Sind dann beispielsweise die externen Elektroden verbraucht, lassen sie sich anhand der Daten im Elektrodenprogramm nachfräsen.

Insgesamt wurde der Durchsatz an Werkzeugen deutlich erhöht. Benötigte ein Standard-Spritzwerkzeug früher zwölf Wochen, dauert es inzwischen nur noch acht bis zehn Wochen. Ein Grund dafür ist die In-House-Fertigung. Damit stieg die Flexibilität. Der Visi-Einsatz wird dabei konsequent nachgeführt, etwa bei älteren Werkzeugen werden bei Wartungen in den meisten Fällen die Elektroden neu angelegt. „Die Werkzeugbauer wollen nicht mehr mit 2D arbeiten“, sagt Manfred Deifel. „Und Visi ist so, wie der Werkzeugbauer denkt.“ Durch Weiterentwicklung kommen zudem ständig neue Tools dazu, wie Visi-Compass, mit dessen Hilfe einfache Teile automatisch programmiert werden.


Stetige Entwicklung

Komme man dennoch mal nicht weiter, sei auf die Unterstützung von Mecadat, dem Distributor von Visi in Deutschland, Verlass. Der Umstieg von 2D auf 3D habe gut funktioniert. Und das Programm samt CAM-Teil sei einfach zu erlernen. Aktuell steht der Umstieg auf Release 19 an. Man erwartet sich Weiterentwicklung von Visi-Wire. Wie Marco Wiest, Vertriebsbeauftragter für Visi bei Mecadat, gibt es unter anderem im CAM-Bereich neue Algorithmen sowie eine vollständige 64-Bit-Unterstützung. Darüber hinaus wurden Verbesserungsvorschläge der Anwender umgesetzt.

Die Rafi-Gruppe ist ein fast untypischer Visi-Anwender, der Werkzeuge fast ausschließlich für die eigene Produktion konstruiert und baut. Breitflächig wird Visi bei den Dienstleistern im Werkzeugbau bereits eingesetzt. Wie Manfred Deifel erklärt, wurde bei der Rafi-Lösung bewusst auf Durchgängigkeit verzichtet. Die Schnittstellen von Visi funktionieren einwandfrei, so dass man sich auch mit einer Insellösung Zeit und Kosten sparen kann. Wobei der Abteilungsleiter Visi nicht als Insellösung sieht. Durchgängige Parameterische Lösungen sieht Deifel derzeit allenfalls bei unkomplizierten Bauteilen, bei allen anderen wird der Änderungsaufwand überproportional groß.

Bei Rafi würde man sich deshalb auch heute wieder dafür entscheiden. Manfred Deifel: „Was gibt es denn für Alternativen?“

Mecadat

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Mecadat CAD/CAM Computersysteme GmbH

Mecadat bietet durchgängige CAD/CAM-Systemlösungen für den Werkzeug-, Formen- und Modellbau an. Hauptsitz des 1987 gegründeten Distributors ist in Langenbach/Oberbayern, in Paderborn befindet sich eine Niederlassung. Aktuell sind 21 Mitarbeiter beschäftigt. Neben Visi bietet Mecadat Schulungen sowie einen Support über Telefonhotline an.


Rafi GmbH & Co. KG

Knapp 2000 Mitarbeiter beschäftigt die Rafi-Gruppe mit Sitz in Berg/Ravensburg. In vier Bereichen werden Produkte aus Elektronik und Elektromechanik produziert. Ein wichtiger Bereich stellt dabei der Komponentenbereich dar, in dem eigene Produkte entwickelt und produziert werden. Die eigenen Produkte werden in die Systeme und in andere kundenspezifische Produkte integriert. http://www.rafi.de