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Produrre con sicurezza e flessibilità

Il supporto dei processi diventa virtuale: in Hummel-Formen, le stazioni di fresatura riescono a completare la maggior parte delle lavorazioni ancor prima che sia nota la forma definitiva del pezzo. Se il cliente richiede una modifica a uno stampo per iniezione, la variazione dei dati di progettazione viene implementata in simultanea con il processo di lavorazione. Risultato: tempi di esecuzioni ridotti del 30% – grazie a una soluzione software di Tebis in grado di supportare l’intero processo.

In questo centro di lavorazione orizzontale Scharmann, lo stampo per la parte anteriore di un veicolo viene realizzata con un processo ampiamente automatizzato sulla base del software CAD/CAM di Tebis.

Nel 2007, con l’integrazione del software Tebis per la produzione di elettrodi e la simulazione dell’intera operazione di fresatura, Hummel-Formen ha nettamente ottimizzato la catena di processo. I tempi di esecuzione dell’azienda di Lenningen si sono ridotti del 30% e i programmi CNC vengono generati in modo parzialmente automatico anche per la produzione di elettrodi. I vantaggi conseguenti sono una maggiore qualità e la capacità di gestire con più controllo la pressione sui tempi. “Siamo un’azienda molto innovativa e ci piace sperimentare nuove opzioni. Siamo stati tra i primi, nel 1983, a utilizzare l’acquisizione elettronica dei dati operativi”, racconta Jochen Hummel. “Nel 2007 abbiamo ampliato l’intero sistema di produzione it-IT e introdotto i moduli Tebis per la costruzione di elettrodi e la simulazione dei processi. Il risultato è stato un consistente miglioramento a livello di flessibilità, tempo e qualità.”

  • Complessità e dimensioni

    Sin dall’inizio dell’attività, i tecnici di Hummel hanno adottato macchine fresatrici innovative per anticipare la concorrenza nei processi di lavorazione. Per quanto riguarda il software CAD/CAM, da oltre dieci anni l’azienda adotta la soluzione integrata di Tebis. “È la soluzione più vicina al nostro modo di concepire le attività di progettazione e produzione”, spiega Jochen Hummel. Hummel-Formen produce prevalentemente stampi per iniezione per l’industria automobilistica. La complessità e le dimensioni di questi stampi si riflettono da una parte sui tempi di produzione, dall’altra sul peso delle strutture, che possono arrivare a 112 tonnellate. Per gli stampi più grandi, si è arrivati a un punto in cui i singoli blocchi d’acciaio di partenza non bastavano più. Bisognava perciò fresare le parti degli stampi partendo da più blocchi e quindi unirle in un secondo momento.

    Nei processi di produzione di Hummel-Formen, i disegni sono stati ampiamente sostituiti dalla rappresentazione tridimensionale – qui è raffigurato l’inserto di uno stampo per iniezione.

    In Hummel-Formen, il lavoro su Tebis inizia dall’acquisizione dei dati di progettazione. Questi dati possono provenire da vari programmi di fornitori esterni, a seconda del software usato dal cliente o dal reparto CAD interno. L’interfaccia deve analizzare e convertire le informazioni provenienti dalle diverse fonti con risultati di alta qualità per poi inoltrarli alle fasi successive del processo.

  • Alta percentuale di successo anche con dati eterogenei

    “Una delle ragioni che ci ha portato a scegliere Tebis era – ed è – l’alta percentuale di successo nella gestione dei dati che ci vengono forniti, spesso molto diversi anche sotto il profilo qualitativo”, spiega Andy Weirich, responsabile del reparto fresatura e delle attività di elettroerosione di Hummel-Formen. “Le differenze possono dipendere da molti fattori, tra cui le singole competenze e le capacità del programmatore. Quanto più l’interfaccia riesce a gestire queste diversità, tanto minore sarà il numero di interventi richiesto successivamente.” Una delle attività più complesse che svolgiamo con l’aiuto di Tebis è lo sviluppo di prototipi di stampi di alluminio. In questi casi, le attività di progettazione e produzione sono fortemente condizionate dal design dei veicoli. Infatti il progetto definitivo – che può riguardare qualsiasi componente, dal cruscotto al frontale della vettura – viene sviluppato pezzo per pezzo sulla base di considerazioni estetiche, tecniche e di sicurezza. Ciò significa che possono essere sviluppati più stampi provvisori differenti. E non è raro che perfino lo stampo in acciaio definitivo venga sottoposto a ulteriori passaggi di sviluppo.

    Elettrodi di grafite per l’erosione di uno stampo per la testata di un motore.

  • Un patrimonio di esperienze e know-how

    In questo contesto, grazie a Tebis gli sviluppatori e i programmatori possono trarre un grande vantaggio dalle esperienze acquisite e accumulate con i progetti precedenti. Soltanto negli ultimi due anni, ad esempio, hanno generato 29000 template di lavorazione (NC-Set) che ora sono memorizzati nel database, completi di indicazioni sulle esigenze specifiche del cliente e sulle peculiarità della produzione meccanica. A questi si aggiungono mediamente da due a tre nuovi template ogni settimana. Questo processo permette agli operatori di raccogliere le nozioni acquisite di volta in volta nella produzione CNC. E la “libreria” virtuale di Tebis permette di gestire questi dati in modo sistematico, rendendoli disponibili agli specialisti di Hummel per lo svolgimento di lavorazioni simili. La funzionalità CAD Feature Scanner accelera notevolmente il processo di lavoro. “Per la foratura o la fresatura delle tasche sono disponibili anche tre o quattro strategie di lavorazione”, spiega Weirich. “La ragione è che quando si lavora su una macchina grande, il processo è diverso da quello che si userebbe su una più piccola. Definendo modelli di lavorazione differenti possiamo sfruttare meglio l’intero potenziale delle nostre risorse, e il principio di classificazione di Tebis ci permette di gestire questa molteplicità di template con grande trasparenza. L’efficienza del software CAD/CAM di Tebis si riflette anche sulle risorse umane. Per gestire le 20 macchine CNC dell’azienda sono infatti sufficienti tre o quattro programmatori. Lo stesso vale per le lavorazioni 2,5D e 3D, così come per il modulo software integrato.

    Il Viewer mostra l’immagine plastica del pezzo in corso di costruzione, che risulta anche più chiara e visibile rispetto a un disegno tradizionale.

    Il sistema software offre ai programmatori e al personale di produzione anche un altro vantaggio: l’interfaccia, la logica e i comandi sono identici. “Non conosco altri software che possano rappresentare l’intero processo in un modo così completo e dettagliato”, commenta Weirich. Le interazioni del personale sul sistema CAD/CAM funzionano così bene che spesso si riesce a iniziare la fresatura anche prima che il processo di modellazione sia terminato. “Molti dipendenti erano scettici quando abbiamo introdotto questo sistema in officina, soprattutto i più anziani”, ricorda Weirich. “La transizione dalla carta al digitale e al mondo virtuale ha richiesto un processo di adattamento. Abbiamo dovuto eliminare i disegni e anche la possibilità di appenderli alle pareti”. Da allora, i progetti di lavoro generati sulla base dei dati di programmazione hanno sostituito completamente i disegni tradizionali: “Oggi, ogni operatore può vedere sullo schermo l’immagine plastica a colori generata dal NC-Viewer. E quando riceviamo un disegno da un partner esterno, anche gli operatori inizialmente più critici chiedono sempre il formato digitale”.

     

  • Visione d’insieme

    Il sistema Viewer viene oggi utilizzato da oltre 50 dipendenti. Alla domanda su cosa consiglierebbe ai colleghi ancora indecisi, Weirich risponde: “Direi di considerare il processo nel suo insieme, con tutti i fattori che lo compongono: modellazione dei componenti, utensili, macchine, simulazione del processo di lavorazione, documentazione. Le soluzioni pensate per un unico aspetto non offrono lo stesso tipo di vantaggi. Molto meglio una soluzione completa e integrata, supportata da un partner competente. Anche in termini di spesa”. A metà del 2007, Tebis ha installato nell’ambiente di Hummel-Formen il modulo “Simulatore”, la cui funzioni permettono di simulare l’intero processo di fresatura. A differenza del processo di produzione reale, la simulazione richiede un tempo nettamente inferiore e permette di identificare le possibili collisioni o i punti di contatto dei fine corsa senza che si produca alcun danno. Sul piano pratico, questo equivale alla fine al vecchio approccio “per tentativi ed errori”, spesso molto costoso. I risultati positivi della produzione sono in parte da attribuire anche al modulo per la costruzione degli elettrodi, che permette di automatizzare ampiamente questo processo sulla base dei dati CAD disponibili.

    L’operatore può vedere sullo schermo ogni passaggio del processo di lavoro, osservarne le condizioni limite e controllarne gli effetti.

    Il modulo “Simulatore” evita di procedere “per tentativi ed errori” e permette di anticipare con sicurezza le fasi di lavorazione successive, inclusi gli eventuali rischi di collisione.

    Un altro aspetto da considerare sono gli interventi successivi sulle impostazioni di modellazione. Il programma integra lo stampo di erosione con campi aggiuntivi, come zoccoli e prolungamenti dei gambi, che spesso sono utili per i processi di produzione successivi. La gestione dei dati viene effettuata completamente dal programma. La produzione automatizzata dei 26 elettrodi di grafite è stata eseguita su una Röders RFM 760 con sistema a pallet per l’inserimento dei grezzi. Le macchine di Hummel operano di fatto 24 ore su 24. “Dal punto di vista tecnologico abbiamo fatto passi da gigante. Grazie al processo di simulazione, i tempi di fermo macchina dovuti alle collisioni o all’imprecisione dei fine corsa sono un ricordo del passato”, commenta Hummel. “Abbiamo registrato un’accelerazione dei processi fino al 30%. E questa riduzione dei tempi va a vantaggio soprattutto dei nostri clienti.”

    Il modulo per la costruzione di elettrodi genera automaticamente i dati CAM necessari per l’erosione dello stampo di una testata.

     

  • Profilo dell’azienda

    Hummel-Formen

    L’azienda è stata fondata nel 1960 da Manfred Hummel e ha sede a Lenningen, vicino all’aeroporto di Stoccarda, alle pendici delle Alpi sveve. Oggi l’attività è amministrata e gestita dai due figli del fondatore, Jochen e Volker. Il gruppo dà lavoro a oltre 250 dipendenti e nel 2007 ha registrato un fatturato complessivo (incluse le attività della filiale rumena) di quasi 20 milioni di euro.

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Citazioni

Non conosco altri software che possano rappresentare l’intero processo in un modo così completo e dettagliato.

Breve descrizione

Attività principale:

Soluzione completa a livello di processo

Vantaggi:

  • Ottima importazione dei dati
  • Processi automatizzati di progettazione e programmazione
  • Eliminazione quasi completa dei supporti cartacei

Settore:

Produzione di stampi, Industria automobilistica

Società:

Hummel-Formen

Luogo:

Lenningen, Germania

Interlocutore:

Jochen Hummel, Andy Weirich

Posizione:

Socio, responsabile del reparto fresatura

Anno:

2008

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