Schneiden von Motorradrahmen mit act/cut 3d bei Nakamura

Die im Zentrum des japanischen Archipels liegende Stadt Hamamatsu ist eines der größten Industriezentren Japans und die Region wird als – weltweit einzige - Hochburg der Motorradindustrie betrachtet. Honda und Yamaha haben hier ihre Hauptfertigungswerke. Suzuki hat seinen Hauptsitz und seine Forschungs- und Entwicklungsbereiche für seine„Zweiradabteilung“ hier angesiedelt. Auch zahlreiche Zulieferbetriebe sind in dieser Region ansässig, so zum Beispiel das Unternehmen für Prototypenbau Nakamura, das sich auf Rohrrahmen für Motorräder spezialisiert hat und in diesem Bereich 70 % seines Umsatzes erwirtschaftet. Dieses kleine Unternehmen, das knapp 10 Personen beschäftigt, den Vorsitzenden Yukihiro Nakamura eingerechnet, zählt die 4 größten japanischen Motorradhersteller Honda, Yamaha, Suzuki und Kawasaki zu seinen Kunden.

Komplexe, für die Serienfertigung geeignete Prototypen

Trotz des starken Preisdrucks seitens der Hersteller und einer immer unerbittlicher werdenden Konkurrenz zwischen den Prototypenherstellern, hat die Firma Nakamura, die nicht einen Verkäufer beschäftigt, keine Probleme, ihr Auftragsbuch zu füllen. Das Erfolgsgeheimnis liegt in ihrer seit der Gründung des Unternehmens vor 25 Jahren unablässig verbesserten und von den Kunden hoch geschätzten technischen Kompetenz: „Sobald man mich beauftragt, einen schwierigen Prototyp anzufertigen und mir erklärt, dass die anderen Betriebe dazu nicht in der Lage sind, bin ich sofort hellauf begeistert!“, erklärt der Vorsitzende Nakamura.

Dem Kunden die Möglichkeit geben, ein Werkstück auf wirtschaftliche und effiziente Weise in Serie zu fertigen und dabei ausschließlich die Anlagen zu verwenden, die er bereits besitzt, so lautet der Grundsatz der Firma Nakamura. Somit kann der Kunde dieses Teil unmittelbar nach Anfertigung des Prototyps in eine Fertigungsanlage geben. Er braucht hierfür nur die von Nakamura für die Ausführung des Prototyps gewählten Werkzeuge und Bearbeitungsdaten zu verwenden.

Laserschneiden zur Erhöhung der Produktivität

Im Mai dieses Jahres hat Nakamura eine 5-Achsen-Laserschneidanlage in einer neuen, in der Nähe seines Stammhauses erbauten Halle installiert. Die Lasertechnik macht den Einsatz von Schneidwerkzeugen und den Werkzeugwechsel überflüssig und eignet sich hervorragend für die Bearbeitung von Werkstücken kleiner Lose und eine durchgängige Mehrfachbearbeitung. Sie ersetzt künftig das Schneiden mit der Stanzpresse sowie alle anderen mechanischen Bearbeitungsgänge. Außerdem ermöglicht die Lasertechnik das Schneiden von Schrägkanten, so dass sich ein Querschnitt erzielen lässt, der sich genau dem Teil anpasst, mit dem es zusammengefügt werden soll.

Nakamura hat sich für eine Lasermaschine des Herstellers Nippei-Toyama, einem der Weltmarktführer auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen für die Automobilindustrie, entschieden. Nippei-Toyama hat für seine Maschinen ein System gewählt, bei dem der Kopf so bewegt werden kann, dass der Laserstrahl immer auf einen zentralen Punkt des zu bearbeitenden Werkstücks gerichtet ist. Das von Nakamura gewählte Modell hat eine Leistung von 4kW und ermöglicht die Bearbeitung von Werkstücken in unterschiedlichen Größen (maximale Abmessungen: 3100 x 1900 x 800 mm). „Wir glauben, dass wir auf die Unterstützung von Nippei-Toyama zählen können, wenn die Entwicklung neuer Techniken eine Erweiterung der Funktionen der Maschine erfordert oder wenn neue Peripheriegeräte hinzugefügt werden müssen“ sagt Herr Nakamura.

Bearbeitung von Rohren unter optimalen Bedingungen

Für die Steuerung der Lasermaschine hat Nakamura das System act/cut 3d gewählt, mit dem die CAD-Daten der Werkstücke importiert und Bearbeitungsprogramme ausgeführt werden, für die Herstellung der Werkzeughalter wird das Modul act/tools verwendet, was für Nakamura von großer Bedeutung ist. Die großen, kompliziert geformten und bereits gebogenen Teile der Motorradrahmen lassen sich nur schwer mit einem Dorn befestigen und erfordern spezielle Werkzeughalter, da sich der Laserkopf um das Werkstück herum bewegt. Die Software ist in der Lage, die optimale Form des Werkzeughalters zu berechnen.

Das bei Motorradrahmen, systematisch durchgeführte Schneiden von Schrägkanten ist ein weiterer Vorteil von act/cut 3d. Da die Steuerung der 5 Achsen eine freie Bewegung des Laserkopfes ermöglicht, ist die Soft­ware in der Lage, einen Querschnitt mit einer sehr komplexen 3D-Form zu erstellen. Dank der mit act/cut 3d durchgeführten Offline-Programmierung bewegt sich der Schneidkopf, der komplizierte Bewegungen ausführt, gleichmäßig und präzise. Ein Vertriebsmitarbeiter von Nippei-Toyama, sagt zusammenfassend: „Es gibt mehrere Softwarelösungen auf dem Markt, aber act/cut 3d bietet die fortschrittlichsten Funktionen für die Laserbearbeitung von Rohren und übertrifft auf diesem Gebiet bei weitem alle anderen Systeme“. Ein weiterer Vorteil: act/cut 3d ist hundertprozentig kompatibel mit ThinkDesign, einer von der Firma Think3 entwickelten und bei Nakamura eingesetzten CAD-Software.

Kürzere Fertigungszeiten

In der Blechbearbeitung arbeiten bereits viele Betriebe mit der Lasertechnologie, aber nur wenige setzen bisher eine 5-Achsen-Maschine zum Schneiden von Rohren ein. Die für diese Applikation erforderliche Technik muss also noch entwickelt werden. H. Nakamura möchte die Möglichkeiten der Lasermaschine und der act/cut 3d Software optimal ausschöpfen. So plant er beispielsweise die Entwicklung von universellen Werkzeughaltern für das Rohrschneiden. Für die Herstellung eines Werkzeughalters benötigt ein Techniker heute einen ganzen Tag. Mit Hilfe der 5-Achsen-Lasermaschine und der act/cut 3d Software will H. Nakamura in einem Zehntel der Zeit einen Schneidablauf erstellen, der dreimal weniger Zeit erfordert als bisher und damit die in den letzten drei Jahren bereits um die Hälfte reduzierte Lieferzeit (von einem Monat auf 2 Wochen) auf dringenden Wunsch seiner Kunden weiter verkürzen.

Dank der Digitaltechnik können neue Herausforderungen angenommen werden

Ferner prüft das Unternehmen zur Zeit die Möglichkeiten der Einführung eines Roboters, der mit der 5-Achsen-Lasermaschine eingesetzt werden kann. Außerdem plant man, an derselben Maschine auch den Schweißvorgang durchzuführen. Ziel dieses Vorhabens ist, fortlaufend schneiden und schweißen zu können, um die Produktivität zu verbessern und die Fertigungszeit zu verkürzen. Für die Zukunft plant H. Nakamura eine automatisierte Form-, Biege-, Schneid- und Schweißanlage einzuführen und die gespeicherten Daten zu digitalisieren, um die für die Fertigung der Motorradrahmen erforderliche Technologie und das Know-How Betrieben anbieten zu können, die Motorradrahmen in Serie fertigen. Außerdem hat er vor, bestimmte Aufgaben für die Entwicklung neuer Produkte für Automobilhersteller zu übernehmen. Dank der neuen Möglichkeiten mit der act/cut 3d Software, stellt H. Nakumura sich die auf ihn zukommenden Herausforderungen so vor: „Wir lehnen es ab“, so sagt er, „uns auf vorgefertigte Ideen festzulegen. Wir werden die Ausrüstungen oder die Reihenfolge der Verfahrensschritte ohne zu zögern verändern, wenn wir bessere Lösungen finden. Wir werden immer auf der Suche nach effizienteren Fabrikationsmethoden sein.“ Er denkt bereits an den Tag, an dem die Autos und Motorräder auf andere Weise gefertigt werden, „wenn die Technik der Kollisionskontrolle hinreichend fortgeschritten ist, so dass es möglich wird Fahrzeuge zu bauen, die niemals zusammenstoßen.“ Unter diesem Gesichtspunkt gibt es keine Garantie, dass auch in Zukunft Motorradrahmen aus Metallrohr verwendet werden und so interessiert sich der Visionär Nakamura, fest entschlossen neuen Herausforderungen entgegenzutreten, bereits für die Bearbeitung von Kunststoffen...

© 2005 Alma