Was ist CAD- und CAM-Software?
Beide Begriffe, d. h. „computergestützte Konstruktion“ (CAD) und „computergestützte Fertigung“ (CAM), beziehen sich auf Software, die die Design- und Fertigungsprozesse in der verarbeitenden Industrie unterstützt.
Mithilfe von CAD-Software, die in der Regel von Ingenieuren und Design- bzw. Konstuktionsteams genutzt wird, sollen Effizienz, Qualität, Kommunikation und Funktionen über präzise digitale Designoperationen übergreifend verbessert werden. Da CAD-Software Konstruktionsdaten in allgemein zugänglichen Dateien speichert, eignen sie sich besonders für Copyright- und Patentanmeldungen.Ingenieure, Architekten un Designer nutzen CAD-Software für 2D- und 3D-Teile und Produktdesigns. CAD-Software ersetzt manuelle Zeichnungen, was im Flugzeug-, Schiffs- und Fahrzeugbau sowie größeren Industriedesign eine besonders wichtig war. In begrenzter Anzahl stehen CAD-Funktionen häufig als Teil von CAM-Softwaresystemen zur Verfügung. Aber um die erweiterte Funktionalität vollständiger CAD-Systeme nutzen zu können, werden Produkte häufiger in CAD-Systemen konstruiert und dann über eine STL-Datei o. ä. in ein CAM-System exportiert.
CAM-Software CNC-Programmierer greifen auf zurück, um Werkzeugwege und den G-Code zu entwickeln, damit die Teile von CNC-Maschinen gefertigt werden können. Beide, d. h. CAD- und CAM-Software spielen eine wichtige Rolle für Präzision, Geschwindigkeit und Kosteneinsparungen und reduzieren die Umarbeiten im Rahmen der Fertigung, wo die Fehlerkorrektur weitaus teurer ist.
Was ist eine CAD-/CAM-integrierte Software?
CAD- und CAM-Systeme liefern 2D- und 3D-Modelle und werden bei der Fertigung von Teilen mit CNC-Maschinen eingesetzt. Numerisch gesteuerte CNC-Maschinen greifen auf Computer zurück, um Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräsanlagen und Schleifmaschinen zu steuern.
Wenn die CAD- bzw. CAM-Software nicht vollkommen integriert ist, entstehen aufgrund Übergaben und des Hin und Hers im Rahmen der Konstruktion und Korrektur potenzielle zusätzliche Kosten und Verzögerungen. Ohne eine solche Integration sind für Designimporte in den Fertigungsprozess ggf. Übersetzungs- oder Umrechnungsschritte erforderlich, mit denen wiederum die Fehleranfälligkeit erhöht wird. Die Programmierung von Werkzeugwegen wird zu einem zeitraubenden Prozess, der immer wieder neu angegangen werden muss.Häufig werden Designprobleme, Materialkosten- oder Materialbeschaffungsaspekte und Herausforderungen hinsichtlich der Produzierbarkeit erst dann erkannt, wenn das Teil bzw. Produkt gefertigt werden kann oder sich bereits weit im Fertigungsprozess befindet (wenn mehrere Teile gefertigt werden müssen), was dann zu kostspieligen Nacharbeiten führt. Für jede Änderung muss derselbe interative Prozess erneut angegangen werden. Ungenauigkeit, Zeitverluste, hohe Materialkosten bei bestimmten Ausgangsmaterialien, Ausschuss und Kommunikationsprobleme zwischen Teams zählen zu den wichtigsten Katalysatoren für die Integration von CAD- und CAM-Funktionen.
Die Vorteile einer Integration von CAD- und CAM-Funktionen gelten als wesentlich. In den meisten Unternehmen arbeiten Konstruktions- und Fertigungsteams separat und Änderungen zwischen den Teams erfordern ein zeitaufwendiges Hin und Her. Die Kombination der CAD- und CAM-Operationen ermöglicht hingegen eine nahtlose Übersetzung der Dateien von CAD zu CAM. Der Begriff „vollkommen integrierte CAD-/CAM-Software“ bezieht sich auf CAD- und CAM-Systeme, die mit denselben Designdaten arbeiten. Anstatt Konstruktionsinformationen vom CAD-System erst zu ex- und dann in ein separates CAM-System zu importieren – was häufig zu Übersetzungsfehlern oder Datenverlust führt – entfällt bei vollkommen integrierten CAD-/CAM-Systemen die Notwendigkeit, die Teiledaten überhaupt zu übersetzen. Die Integration von CAD- und CAM-Funktionen trägt zu einer Vereinheitlichung des gesamten Fertigungsprozesses bei. Eineintegrierte CAD-/CAM-Plattform ermöglicht einen kollaborativen Prozess mit effizienteren und kosteneffektiven Operationen viel früher im Workflow.Mit dem Konzept, sowohl die Konstruktions- als auch Fertigungsfunktionen in einem CAD-/CAM-System zu kombinieren, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass Budget- und Zeitanforderungen mit der Produktion erfüllt werden können.
Wie funktioniert CAMWorks CAD/CAM-Software?
CAD-Software wird zur Erstellung von 2D- und 3D-Werkstücksformen mit Punkten, Linien, Kreisen und anderen einfachen Formen verwendet. Mit der Software lassen sich Flächen wie 3D-Konturen erstellen, die dann wieder eine Form definieren. Moderne CAD-Software dient der Konstuktion von Teilen im Rahmen der 2-, 3-, 4- und 5-Achsen-CNC-Fertigung, die dann zur Programmierung auf der Fertigungsseite des Workflows in das CAM-System übertragen werden. Die Sprache, mit der dieser Übertrag erfolgt, nennt sich G-Code.Um ein CAD-Design mit G-Code in eine brauchbare Datei zu verwandeln, werden der Schnittweg und die Schnittgeschwindigkeit für das Teil von der CAM-Software identifiziert. Dank der CAM-Software können die Werkzeugdaten eingegeben oder aus einer Bibliothek ausgewählt oder gar bestehende Daten verwendet werden. Spezielle Werkzeugwege werden gespeichert und wiederverwendet. Werkzeugwege verfügen über unterschiedliche Details wie Bohrungen, Profilierung, Gravuren, Planfräsbearbeitung und Konturierung.
Bei integrierter CAD/CAM-Softwaredienen die CAD-Funktionen als Front-End für die geometrische Konzeptionierung. Auf einer integrierten CAD-/CAM-Plattform werden CAM-Operationen mit der CAD-Datei selbst durchgeführt, ohne dass diese importiert oder umgewandelt werden müsste. Bei integrierter CAD-/CAM-Software arbeiten Konstruktions- und Fertigungsteams mit demselben Modell. Designänderungen und -aktualisierungen werden automatisch an die entsprechenden Werkzeugwege weitergegeben und in Zeichnungen integriert. Mit integrierter Software wie HCL CAMWorks können Sie automatisch auf Grundlage automatisch übermittelter Änderungen nach Teileverfügbarkeit oder Optimierung suchen.
Zu den weiteren Vorteilen einer integrierten CAD-/CAM-Umgebung zählt auch die Nutzung von Werkzeugwegen und Designtabellen für die Verarbeitung mehrerer Produktionskonfigurationen oder APIs zur Automatisierung der Funktionen.
CAD-/CAM-Anwendungsfälle
In verschiedenen Branchen verlässt man sich in der Produkt- oder Teilefertigung auf ein hohes Maß an Genauigkeit und Präzision und profitiert von integrierter CAD-/CAM-Software. Zu diesen Branchen zählen die Luft- und Raumfahrt (einschließlich Flugzeuge, Satelliten und Raketen) und die Automobilindustrie, wo Konstruktionsgenauigkeit und Kommunikation Leben retten können. Intgrierte CAD-/CAM-Software ermöglicht in komplizierten und risikoreichen Produktionsprozessen die Darstellung der Details, bevor das Produkt gebaut wird. Probleme lassen sich so beheben, bevor die Fertigung beginnt.
Weitere Branchen umfassen auch die Zahntechnik, in der CAD/CAM für die Digitalisierung der Zahnstrukturen genutzt wird – Prozesse, die bisher manuell stattfanden und oft ungenau waren. In der Bekleidungsindustrie hält man sich an CAD/CAM-Systeme, um insbesondere bei der Massenfertigung von Schnitten und Mustern für Einheitlichkeit sorgen zu können. Kleinere Unternehmen, die Spezialprodukte oder -teile produzieren, profitieren von der Automatisierung eines Prozesses, für den ansonsten viel mehr besonderes Personal eingstellt werden müsste, was nicht immer möglich ist.
Vorteile einer CAD-/CAM-integrierten Software für Unternehmen
- Kleinere Auftragsfertigungsunternehmen, die präzisionsbearbeitete Teile an größere Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt, Telekommunikation, im Militär und in der Medizin liefern, profitieren von der Integration der CAD- und CAM-Funktionen, zu denen HCL CAMWorks mit SOLIDWORKS und andere Systeme Dritter sowie zahlreiche APIs (Programmierschnittstellen) zählen, die die Interoperabilität weiter ausdehnen.
- Mithilfe der Werkzeugweg-Simulation und einer Technologie-Datenbank können die besten Programmiermethoden gespeichert und wiederverwendet werden, so dass es zu einem hohen Maß an Automatisierung in einem kleineren Umfang kommt.
- Eine Technologie-Datenbank kann die Bearbeitungszeit um bis zu 80 % reduzieren. So erhalten unabhängige Klein(st)unternehmen mit einer intelligenteren Programmierung und schnelleren Fertigung einen großen Wettbewerbsvorteil gegenüber Betrieben ähnlicher Größe.