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WISA Werkzeug- und Formenbau GmbH: Ein Unternehmen kommt mit CAM in Form Gute Formen sind gefragt. Daher gründeten Rudolf Winetzhammer und Reinhard Saffert Anfang 1991 ihr Unternehmen WISA. Jahre danach zeigt ein Rückblick, dass die frühzeitige Entscheidung für ein CAD-System mit herausragenden Stärken im CAM-Modul deutlich den Unternehmenserfolg mitgeprägt hat. Damals entschieden sich die WISA-Inhaber nach der Prüfung von 15 CAD/CAM-Systemen für das britische System DUCT der Firma Delcam. Heute setzen sie parallel dazu auch das neuere, eigenständige NC-Programmiersystem PowerMILL vom selben Hersteller ein. Denn fortschrittliches CAM gehört zum festen Bestandteil der WISA-Unternehmensphilosophie, deren Eckpfeiler eine weit überdurchschnittliche Präzision und kürzeste Lieferzeiten beim Formenbau sind. Die Auftragslage von WISA wird zu 95 % von der Automobilindustrie einschließlich deren Zulieferer bestimmt. Der Standort im Altmühltal, zunächst in Kipfenberg und seit 1995 in einer neugebauten Halle in Denkendorf, ist nahezu ideal. Vom Firmengelände kann man die nahe Autobahnauffahrt Denkendorf sehen, von hier aus sind sowohl BMW München als auch BMW Landshut nur ca. 100 km entfernt. Und nur etwa 20 km ist es bis zu den Werkstoren von Audi. Dennoch wurde der Standort nicht aufgrund von Kundennähe oder Lohnkosten gewählt, sondern am Wohnort der Inhaber. Letzteres ist auch bei einem bereits mittelgroßen Formenbau-Unternehmen von Vorteil, wenn sich, wie im Falle WISA, die Chefs wie in einem Familienbetrieb engagieren. Neben dem Werkzeug- und Formenbau für die Automobilindustrie werden bei WISA auch Aufträge aus den Bereichen Elektrogeräte, Elektromotoren und Modellbau bearbeitet. „95 Prozent für die Automobilindustrie wirken wie ein gewaltiger Schwerpunkt“, korrigiert Rudolf Winetzhammer den ersten Eindruck. „Aber wir haben die Zielsetzung, dass keiner unserer Auftraggeber einen gewissen Prozentsatz unserer Kapazität überschreiten darf. So bleiben wir für alle Kunden flexibel und können bei besonderem Bedarf noch schneller sein als sonst, wenn jemand wirklich mal in Terminnot ist. Zum Beispiel haben wir das für die Automobilindustrie schon einige Male bewiesen, da haben wir Werkzeuge, die normalerweise 14 Tage benötigen, in nur 48 Stunden gefertigt.“ 15 Mitarbeiter, darunter 3 Lehrlinge, sind bei WISA beschäftigt. Dabei rechnet man im Durchschnitt pro gesteuerter Fräsmaschine einen CAD/CAM-Arbeitsplatz, wenn es um Stahlformen geht. Für Graphit, Aluminium oder Modellbau-Formen werden drei Rechner-Arbeitsplätze für die selbe Maschinenzeit veranschlagt. „Ende 1991“, schildert Rudolf Winetzhammer, „bekamen wir einen Auftrag, der nur mit CAD durchführbar war. Daraufhin haben wir uns 15 CAD/CAM-Systeme angesehen. Überzeugt waren wir, als uns die Firma Delcam mit ihrem System ein paar Programme gemacht hat und als wir sahen, was dabei herauskam. Das hat hervorragend geklappt, da hat alles gestimmt, und ein sehr komplexes Werkstück, das war sogar bombig. Wir haben also an realen Teilen gesehen, was man mit dem CAD/CAM-System DUCT machen kann und konnten nur noch sagen:'Nichts wie her damit'. Denn versprechen kann man viel, aber Delcam hat uns gezeigt, dass DUCT das wirklich kann.“ dass DUCT ein sehr mächtige CAD/CAM-System ist, mit dem wirklich jede Aufgabe bewältigt werden kann, das aber auch Ansprüche an den Bediener stellt, stört bei WISA nicht. „Komplex sind alle mächtigen Systeme.“ Dennoch setzt man neben DUCT heute auch das wesentlich einfacher zu bedienende PowerMILL vom selben Hersteller ein. PowerMILL ist ein eigenständiges NC-Programmiersystem mit moderner „Windows“-Oberfläche, das fast automatisch durch alle Bedienschritte führt und vielfältige Frässtrategien anbietet. Während einige bei WISA noch überzeugte DUCT-Anwender sind, vor allem bei den Eingaben für die Bearbeitung von Restmaterial, arbeiten andere fast nur noch mit PowerMILL, weil man damit trotz enormer Vereinfachung der Arbeit praktisch die selben hervorragenden Ergebnisse erzielt. Grenzen technischer Art gibt es bei PowerMILL nicht, ist die Erfahrung bei WISA. Allerdings muß die Flächenkonstruktion bereits fertig vorliegen. Bei PowerMILL hat man sogar mehr Frässtrategien zur Verfügung als bei den CAM-Modulen der meisten großen CAD/CAM-Systeme. Andererseits ist man weitgehend an die Strategien gebunden, mit DUCT ist man flexibler, falls ein Kunde im Nachhinein die Konstruktion ändert, was gelegentlich vorkommt. „Aber im Prinzip ist PowerMILL der richtige Weg“, sagt Rudolf Winetzhammer. „Eine Super-Sache, man hat nicht immer so ein Riesen-CAD-System vor sich.“ PowerMILL bietet ihm und seinem Unternehmen noch eine weitere Perspektive. Selbst Leute ohne CAD-Ausbildung können, mit einigen Hintergrund-Kenntnissen, dieses CAM-System in nur 2 Tagen erlernen. Rudolf Winetzhammer sieht durchaus die Möglichkeit, PowerMILL unter Windows NT auf einem Pentium zu installieren und sehr kurzfristig einen „guten Mann von der Maschine“ am neuen CAM-Arbeitsplatz einzusetzen. Das könnte manches Personalproblem lösen, denn gute Formenbauer sind dünn gesät. „Der Engpaß liegt am Rechner - und da am Mangel an qualifizierten Leuten.“ Rudolf Winetzhammer weiß, wovon er spricht. „Mit PowerMILL kann man zumindest zum Teil auf weitere 'studierte' Leute verzichten und durchaus einen guten NC-Fräser, der aus dem Formenbau kommt, an das CAM-System heranführen. Solche Mitarbeiter sind oftmals froh, auch mal von der Maschine wegzukommen und sind für diese Aufgabe am Computer hochmotiviert.“ Bei WISA hat man den Bedarf für diesen Weg momentan nicht, aber man behält ihn für eine mögliche kurzfristige Kapazitätserweiterung im Auge. An den CAD/CAM-Arbeitsplätzen fällt die Heterogenität der Rechner auf: UNIX-Workstations von HP, Silicon Graphics und ein Server von Sun neben Pentium-PCs. Einer der PCs ist für die 2D-Zeichnungsdaten auf AutoCAD-Basis zuständig, ein weiterer für den Online-Datentransfer von und zu den Auftraggebern. Mit den unterschiedlichen Workstations, auf denen DUCT und PowerMILL in Unix-Implementierungen vorliegen, will man möglichst unabhängig und adäquat zu den Rechnerumgebungen der Kunden sein. Die Aufträge erhält WISA heute nur noch selten auf Datenträgern, die CAD-Daten der Kunden kommen fast ausschließlich per Modem oder ISDN. Für die automatische Zuordnung der eingehenden Daten zur richtigen Kundenrubrik hat man sich selbst ein kleines Programm geschrieben. Auf den Workstations kommen dann die meist unvollständigen CAD-Daten zunächst einmal in Form: Verrunden, Abschlüsse definieren, Flächen trimmen und Wandstärken eingeben ist vielfach das CAD-Finish, bevor die eigentliche NC-Programmierung beginnt. Hierfür müssen natürlich vom Kunden die Spezifikationen von Material und Spritzgußmaschine sowie der Anspruch an das Oberflächenbild des Werkstücks genannt sein, um die Schwunddaten genau zu berücksichtigen und sich ggf. für oder gegen Graphit-Erodieren zu entschließen. Bei der Entscheidung der NC-Bearbeitungsstrategien sind nach wie vor erfahrene Fachleute wichtig. Denn jede Form ist „einmalig“, auch hängt die Strategie vom Qualitätsanspruch ab. Und hier macht man bei WISA einiges anders als üblich. Erstens setzt man auf eine prinzipiell hohe Qualität und benutzt dazu, außer beim Schruppen, kein Standardwerkzeug sondern Spezialfräser. „Uns ist die Massenware von deutschen Werkzeugherstellern zu ungenau“, betont Rudolf Winetzhammer. „Zur Qualität gehören drei Dinge: Die Fräsmaschinen sind äußerst genau, die CAD-Daten sind bei uns auf 1/100 mm eingestellt, was sollen wir dann mit einem Fräser nach Norm mit 1/10 Abweichung? Wenn auch das Werzeug stimmt, dann stimmt wirklich alles, da kann die Form noch so kompliziert sein. Wir fräsen und erodieren zusammen an einer Form, und die Übergänge betragen keinen 1/100 mm - das ist für uns gleichzeitig auch die beste Qualitätskontrolle für unsere CAM-Daten.“ Außerdem vertritt man bei WISA bei der NC-Programmierung mit DUCT oder PowerMILL bereits beim Schruppen die Philosophie: Nicht einen möglichst großen Fräser, sondern einen kleinen Durchmesser, kleine Zustellung, aber dafür viel Power. Das bringt im Ergebnis, bei gleicher Fräszeit, weniger Restmaterial, also keine großen Stufen, die bis zu 15 % ausmachen können, sowie ebenfalls weniger Programmieraufwand für das Restmaterialfräsen. Also wird, wenn ein kleinerer Fräser mit nur 1 mm Zustelltiefe, aber dafür mit 3000 min-1 und einem Vorschub von 3000 mm/min vergütete Stahlblöcke bearbeitet, zuvor sogar Programmierzeit gespart. Von den CAD-CAM-Arbeitsplätzen werden bei WISA die Daten über ein selbstgefertigtes Netzwerk an die NC-Maschinen geschickt. Zur Datenpufferung steht an jeder der Maschinen noch ein staubgeschützter PC, denn gleich, ob Deckel oder Aciera, ist die Speicherkapazität sonst zu gering. Neben diesen NC-Hochleistungs-Systemen stehen bei WISA aber auch zwei neue konventionelle Maschinen. „Die sind primär für die Ausbildung unserer Lehrlinge“, klärt Rudolf Winetzhammer auf. „Wir können keine Jung-Gesellen von der Großindustrie nehmen, wir brauchen junge Leute, die genau kennengelernt haben, was NC wirklich macht.“ Und damit meint er die Erfahrungen, das Erwerben von Gespür mit dem richtigen Druck auf das Handrad und das Hören auf den richtigen Ton, mit dem ein Fräser im Material singt. „Aber lassen Sie bitte den Begriff Hochgeschwindigkeitsfräsen. Das gibt es nicht, jedenfalls nicht so, wie es angeboten wird. Denn selbst die namhaften deutschen Werkzeughersteller können keine Werkzeuge liefern, die beim Schruppen und Vorschlichten mit 6 oder 10 m/min im Stahl ausräumen.“ Ein Blick in Werkzeugkataloge bestätigt diese Aussage von WISA. Denn Hochgeschwindigkeitsfräsen wäre auch beim Schruppen von Vorteil, und die Angaben liegen bei einem 52er Fräser bei 1000 min-1 bzw. bei einem 25er bei 2200 min-1 in Stahl, wobei der eigentliche Wert in vergütetetem Stahl noch ca. 20 bis 30 % niedriger liegt. „Was mit Hochgeschwindigkeit machbar ist, haben wir schon vor Jahren gemacht, zum Beispiel mit 6 m/min Vorschub in Aluminium schruppen, mit 4 Hochdruckdüsen für die Kühlmittelzuführung. High-speed-Maschinen sind schon der richtige Weg. Aber mit Größenordnungen von 24000 min-1 fräsen wir fast ausschließlich in Graphit.“ Ein gutes CAM-System, das fehlerfrei arbeitet, ist sein Geld wert, wird von WISA bestätigt. Die Werkzeug- und Formenbauer erinnern sich noch an frühere Zeiten. „Wenn´s irgendwo kracht bei einer guten Maschine mit 2 oder 3 m Fahrweg und dann die Geometrie nicht mehr stimmt, dann sind das leicht DM 40.000,-- oder DM 100.000,-- Schaden. Bei DUCT oder PowerMILL muß ich eigentlich nur noch beim Spiegeln aufpassen, dass ich nicht auf einer Seite das ganze Material rausfräse und auf der anderen der Block in voller Höhe stehenbleibt, so dass der Kopf gegenschlagen kann. Ich muß also bis über die Mitte schruppen, aber so etwas weiß man.“ Mit DUCT und PowerMILL erzielt WISA eine Fehlerrate der NC-Programme von unter 2 %, das heißt, von 100 NC-Programmen sind mindestens 98 absolut fehlerfrei. Die wenigen Fehler sind nur selten gravierend und lassen sich meist leicht an der Form korrigieren. Laut Rudolf Winetzhammer „ist das meistens irgendwo ein kleineres menschliches Versagen, das liegt nicht am CAM.“ Inzwischen ist man bei WISA so sicher, dass niemand mehr das Simulationsmodul von DUCT oder PowerMILL nutzt, es sei denn, man macht für dritte Firmen NC-Programmierungen als Auftragsarbeiten. Als Fazit bleibt eine Strategie, die einige ungewöhnliche Wege aufweist und WISA auch mit den großen Unternehmen im Werkzeug- und Formenbau jederzeit konkurrenzfähig macht: Know-how und Maschinen, aber insbesondere die Leistungen von CAM-Software und besonderen Werkzeugen gehören hier als Einheit zusammen. Hinzu kommt, dass man stets auf die Kapazität und somit auf schnelle Reaktionszeiten achtet. Denn ein wertvolles Betriebskapital von WISA sind motivierte Mitarbeiter im Einschichtbetrieb mit Gleitzeit, die aber jederzeit auch bereit sind, gegen Freizeitausgleich auch mal nachts oder am Wochenende dazusein. Und der Begriff „Einschichtbetrieb“ gilt nicht für Maschinen, denn Rudolf Winetzhammer wohnt gleich in der Nähe und macht häufig mal einen Abendspaziergang, um über Nacht ein größeres Programm einzustellen.