Lernfeld 8 · Prüfung Teil 2
CAD-CAM und digitale Prozesskette
CAD-CAM und digitale Prozesskette: vom 3D-Modell über Werkzeugwege, Simulation und Postprozessor zum NC-Programm, mit Datenformaten und Kammhöhe.
Darum geht es
In der digitalen Prozesskette fließen die Daten ohne Abtippen vom Entwurf bis zur Maschine. Im CAD-System entsteht das 3D-Modell, das CAM-System berechnet daraus Werkzeugwege. Dafür braucht es Rohteil, Spannlage, Nullpunkt, Werkzeuge mit Schnittdaten und die gewünschte Strategie. Eine Simulation zeigt vor dem ersten Teil Kollisionen, Restmaterial, Fehlbearbeitungen und die Laufzeit. Der Postprozessor übersetzt die neutralen Werkzeugwege in den Programmcode, den genau diese Maschine mit ihrer Steuerung versteht.
Zwischen den Systemen wandern Daten in Austauschformaten. STEP überträgt Volumenmodelle herstellerneutral, STL beschreibt Oberflächen als Dreiecke, etwa für den 3D-Druck, DXF überträgt 2D-Zeichnungen. Im CAM-System wählst du Strategien wie Schruppen mit Restmaterialerkennung oder trochoidales Fräsen. Beim trochoidalen Fräsen bewegt sich der Fräser auf Schleifen durch die Nut, der Umschlingungswinkel bleibt klein; so fährst du mit großer Schnitttiefe, schont das Werkzeug und senkt die Wärme.
Beim Schlichten von Freiformflächen mit dem Kugelfräser bleiben zwischen den Bahnen kleine Rippen stehen, die Kammhöhe. Sie wächst mit dem Zeilenabstand und sinkt mit größerem Fräserradius. Eine kleinere Bahntoleranz macht die Fläche genauer, vergrößert aber Programm und Rechenzeit. Die CAM-Programmierung lohnt sich bei komplexen Formen und vielen Teilen; einfache Teile programmiert man oft schneller an der Maschine.
Das solltest du dir merken
- CAD liefert das Modell, CAM die Werkzeugwege, der Postprozessor den Code für eine bestimmte Steuerung.
- Simulation vor dem ersten Teil zeigt Kollisionen, Restmaterial und Laufzeit.
- STEP für Volumenmodelle, STL für Dreiecksflächen, DXF für 2D-Zeichnungen.
- Kleiner Zeilenabstand und großer Kugelradius ergeben eine kleine Kammhöhe.
- Trochoidales Fräsen hält den Eingriff klein und erlaubt große Schnitttiefen.
Formeln
- Kammhöhe beim Kugelfräser
- Kammhöhe in mm, Radius des Kugelfräsers in mm, Zeilenabstand in mm
- Näherung der Kammhöhe
- Kammhöhe, Zeilenabstand, Fräserradius, alle in mm; gilt für kleine Zeilenabstände
Typische Fehler in der Prüfung
- Mit dem Fräserdurchmesser statt mit dem Radius gerechnet.
- Kammhöhe in mm berechnet, aber ohne Umrechnung in µm angegeben.
- Postprozessor einer anderen Maschine verwendet; der Code passt nicht zur Steuerung.
- Spannmittel nicht in die Simulation übernommen; die Kollision zeigt sich erst an der Maschine.
Tipps aus der Werkstatt
- In der CAD-CAM-Kette entsteht aus dem 3D-Modell im CAM-System die Werkzeugbahn, ein Postprozessor übersetzt sie in den NC-Code der jeweiligen Steuerung. Vor dem ersten Lauf immer simulieren und auf Kollisionen von Werkzeug, Halter und Spannmittel prüfen.
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11 Aufgaben zu „CAD-CAM und digitale Prozesskette“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Industriemechaniker, Lernfeld 8 (Fertigen auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.