Auf kürzestem Weg

Das Wort „Aufteilen“ verbindet man in Europa sofort mit „Plattenaufteilsäge“. Das hat gute Gründe: Moderne Aufteilsägen sind leistungsfähig wie nie zuvor. Die Trennschnitte sind außerordentlich schnell, sauber und präzise. Die Schnitt- und Zyklusoptimierung arbeitet effizient.

Die Anderson Europe GmbH (AEC) mit Hauptsitz in Dornstetten und Niederlassung in Detmold, versteht sich als Lieferant von Systemlösungen rund um das Thema CNC-Fräsen und hat sich mit alternativen Verfahren auseinandergesetzt. Als Tochter der Anderson Industrial Corp. Verblüfft ist man in den deutschen Niederlassungen über einen anhaltend starken Trend in den USA: Formatieren mittels CNC-Fräsen. Mittlerweile erreichten AEC Anfragen zum selben Thema aus Osteuropa. Gründe genug, um über das Aufteilen mittels einer CNC-Fräse grundsätzlich nachzudenken. Aufgrund der Verschachtelungsmöglichkeiten beim Erstellen der Aufteilpläne spricht man bei diesem Aufteilverfahren von Nesting (= Verschachteln). Das Aufteilen mittels CNC-Fräse unterscheidet sich gegenüber dem Trennen mit der Säge dadurch, dass der Trennschnitt nicht mehr gerade ausgeführt werden muss, sondern jeder beliebigen Bahn folgen kann.

Zum Beschicken wird die aufzuteilende Rohformatplatte, außerhalb der Maschine, auf eine Schonerplatte (Verlorene Platte, Bleeder- oder Spoilboard) aufgelegt und auf den Maschinentisch geschoben. Die Rohformatplatte – bzw. später die einzelnen Werkstücke und die Reststücke – wird vom Vakuumspanntisch durch die Schonerplatte hindurch angesaugt und gespannt. Nach dem Bearbeiten lässt sich die Schonerplatte mitsamt Werkstücken auf einen Entnahmetisch schieben.

Ein Nachteil des Auftrennens mittels Fräser liegt in den höheren Kosten für das Werkzeug, die durch den geringeren Standweg begründet sind, ein weiterer in den höheren Maschinenstundensätzen der CNC-Fräse. Horizontale, also seitliche Bearbeitung an den genesteten Frästeilen ist nur im Randbereich des Maschinentisches der Rohplatte möglich.

Es ergibt sich jedoch auch eine Reihe von Vorteilen. Zunächst einmal wird schon beim Erzeugen von Rechteckteilen der Abfall, selbst gegenüber einer Abfolge Verschnitt optimierter Sägeschnitte, weiter minimiert. So kann bei teurem Werkstoff trotz höherer Werkzeug- und Maschinenkosten schon hier ein Kostenvorteil erreicht werden. Außerdem gilt für das Aufteilen mittels CNC-Fräse, dass neben der Erzeugung von Rechtecken dann eben auch freie Kurvenzüge möglich sind. Da der Trennschnitt auch mit profiliertem Werkzeug erfolgen kann und zuvor alle vertikalen Bearbeitungen möglich sind, lässt sich häufig ein fertiges oder zumindest fast fertiges Werkstück, direkt aus der Platte erzeugen. Aus einem großen Rohteil werden bei diesem Verfahren viele Werkstücke gefräst; das reduziert den Beschickungsaufwand an der Fräse beträchtlich. Die Verwendung einer Schonerplatte minimiert den Rüstaufwand und ermöglicht ein rasches Freimachen des Maschinentisches nach Zyklusende.

Für das Nesting benötigt man eine CNC-Fräse mit flächigem Maschinentisch, steuerbaren Anschlägen und Vakuumausrüstung, einen Beschick- und einen Entnahmetisch sowie einer CAM-Ausstattung zur Maschinenprogrammierung. Für einen effektiven Arbeitsfluss sollte eine Handlinghilfe für das Beschicken mit den Rohformatplatten und das Abnehmen der Werkstücke nicht fehlen. Beschick- und Entnahmeplatz sollten aus einem Rollen- oder besser einem ein- und ausschaltbaren Lufttisch bestehen. Als Auflegehilfe eignet sich ein Schwenkkran mit Vakuumsaugern. Stellplätze oder besser Transporteinrichtungen für die Werkstücke und die Abfälle sollten bequem erreichbar sein. Weiterhin benötigt man eine Rückführeinrichtung, um die Schonerplatten bequem vom Entnahme- zum Belegetisch zurückzubringen.

Für das Schachteln (Nesting) gibt es zwei Vorgehensweisen: das Container-Schachteln, bei dem das umschreibende Rechteck verschachtelt wird, und das Vektor-Schachteln, bei dem die wirkliche Kontur eines Teils berücksichtigt wird. Das Container-Schachteln bietet schnelle Rechenzeit und gute Ergebnisse bei rechteckigen Teilen; das Vektor-Schachteln bietet exzellente Möglichkeiten, um Formteile ineinander zu schachteln, z.B. Sterne mit ihren Zacken ineinander zu schieben.

Üblicherweise wird das Plattenmaterial durchgefräst, sodass auch die verlorene Platte Frässpuren aufweist. Liegt dann bei der nächsten Platte z.B. eine Bohrung über einer eingefrästen Spur, so kann die Bohrung ausbrechen sobald der Bohrer austritt, da das Material an dieser Stelle nicht mehr unterstützt wird. Um nicht jedesmal die verlorene Platte wechseln zu müssen, sollten daher beim Verschachteln möglichst viele identische Platten entstehen, dann kann die verlorene Platte mehrfach benutzt werden. Das bringt Handling- und Kostenvorteile. Eine Alternative zu dieser Vorgehensweise ist die rückseitige Bearbeitung, d.h., es wird nicht durchgefräst, sondern die Platte nach der Bearbeitung gewendet, um dann die Bearbeitungen von der Rückseite aus fertigzustellen und die Werkstücke herauszutrennen.

Die Verwendung einer Schonerplatte ist für potenzielle Anwender bisweilen inakzeptabel, weil Rohmaterial offensichtlich nicht zu Werkstücken verarbeitet wird, sondern in den Abfall wandert. Bei objektiver betriebswirtschaftlicher Betrachtung und professioneller Anwendung des Verfahrens werden die Vorteile aus reduziertem Handlingaufwand und höherem Nutzungsgrad der CNC durch sinkende Kosten jedoch mess- und spürbar.

Aufspannhilfen, wie zum Beispiel von der Firma Schmalz, Glatten, angeboten, ermöglichen auch ein Arbeiten ohne Schonerplatte. Da hierbei der Vorteil des Entladens durch ein Herausziehen der Schonerplatte entfällt, empfiehlt sich eine Zwei-Tisch-Maschine mit doppelt breitem Tisch. Zum einen kann man damit im Pendelbetrieb auf der einen Tischhälfte Werkstücke entnehmen und neue Rohformatplatten auflegen und zum anderen auch für große Werkstücke volle Halbformatplatten verarbeiten. Eine Laserprojektion hilft, die Spannelemente zügig zu positioniren.

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