Gestalten mit Vertrauen

Der Präzisionsformenbauer ComplexaHPE entwirft mit Hilfe von Cimatron komplexe Werkzeuge für die Medizinbranche

Das 2021 von Geschäftsführer Paul McHugh als Engineering Excellence Group gegründete Unternehmen vereint das Fachwissen von Complexatools - einem 1987 gegründeten Formenkonstrukteur und -hersteller - mit dem von High Precision Engineering (HPE) Limited, einem 1996 gegründeten Spezialisten für Engineering und Fertigung.

"Im Laufe der Jahre haben wir uns ein umfangreiches Branchenwissen angeeignet, das sich auf jeden Aspekt der Formkonstruktion und -fertigung anwenden lässt", so McHugh.

ComplexaHPE beschäftigt ein Team von rund 46 Mitarbeitern, die an den Standorten in Glossop, Ashton und Rochdale Präzisionsformen herstellen - Gegenden mit einer langen Tradition in der Herstellung. Seit seiner Gründung nutzt das Unternehmen die CAD-Software von Cimatron, um hochentwickelte Formen zu entwerfen, die in der Lage sind, einwandfreie Teile aus anspruchsvollen Materialien zu formen und den harten Bedingungen der Großserienproduktion standzuhalten. Die komplexen medizinischen Formen der Klasse 101, die das Unternehmen entwirft und herstellt, dienen der Herstellung von Komponenten wie Laborgeräten, chirurgischen Instrumenten, Diagnosegeräten und Implantaten wie Kniegelenken.

"Cimatron hat viele Funktionen, die speziell bei der Formkonstruktion helfen", sagt der Designer Jack Bunting, der Cimatron seit mehr als 12 Jahren benutzt. Zu den besonders hilfreichen Funktionen gehört ein Assistent, der es dem Benutzer ermöglicht, mit der Konstruktion zu beginnen, indem er einfach Informationen in ein Standarddatenformular eingibt.

"Sobald man sich überlegt hat, wie man das Werkzeug um das Teil herum gestalten möchte, gibt es den ersten Schritt zur Erstellung der Werkzeugbasis vor, was in nur fünf Minuten erledigt sein kann", so Bunting. "Ich teile dem System die Anzahl der Platten mit, die ich auf den festen und beweglichen Hälften haben möchte, und weise den Platten eine bestimmte Größe und Dicke zu. Dann muss ich nur noch auf eine Schaltfläche klicken, und das System erstellt anhand dieser Informationen ein 3D-Modell."

Der Designer Richard Capener, der Cimatron seit über 20 Jahren verwendet, automatisiert die mühsame Dateneingabe, um die Konstruktionszeit und die Fehleranfälligkeit erheblich zu reduzieren. Capener nutzte die Flexibilität von Cimatron und passte Konfigurationsdateien an, um sicherzustellen, dass wichtige Teiledaten automatisch mit Formtrennungen verknüpft werden.

"Die Software funktioniert so, wie Sie es wünschen, und nicht nur als Standardpaket", so Capener. "Sie können eine Konfiguration entwickeln, die detaillierte Attribute aufnimmt, wenn Sie Text in einer Zeichnung erstellen, so dass sie den gezeichneten Teilen Attribute - wie Stahlart und Oberflächenbeschaffenheit - zuordnet."

Volumenmodellierung und Oberflächenmodellierung

Spezielle Werkzeuge für die Formkonstruktion, die komplizierte Modellierungsaufgaben vereinfachen, bieten den Konstrukteuren bei ComplexaHPE die nötige Kontrolle für die Feinabstimmung komplizierter Geometrien.

Cimatron ermöglicht es den Konstrukteuren, sowohl mit Flächen als auch mit Volumenkörpern zu arbeiten, was bei der Konstruktion komplexer Flächen und der Arbeit mit Modellen, die schwierige Radien - wie die von Fasen und Rundungen - und mehrere Radien, die in unterschiedlichen Winkeln miteinander verbunden sind, umfassen, hilfreich ist.

"Ich arbeite in der Regel mit Volumenkörpern, aber wenn ich einen besonders komplizierten Radius entfernen möchte oder Probleme mit dem CAD, das wir vom Kunden erhalten haben, habe ich die Möglichkeit, diese Probleme zu lösen, indem ich zu Flächen wechsle", so Bunting. "Ich kann eine Fläche erstellen, die mit anderen Flächen verbunden wird, sie zusammenfügen und dann wieder zu einem Volumenmodell wechseln. Die Möglichkeit, mit Flächen zu arbeiten, erlaubt eine bessere Feinabstimmung komplizierter Modelle."

Bei der Herstellung medizinischer Komponenten können die Möglichkeiten der Oberflächenmodellierung von Cimatron besonders bei einzigartigen Flächen hilfreich sein, wie z. B. bei Modellen von Knieimplantaten, die die Komplexität der menschlichen Knochen widerspiegeln.

"Die Software bietet alle Befehle für die Volumenmodellierung, aber man kann auch Flächen generieren und alle Arten von Formen erstellen", so Capener. "Sie gibt Ihnen die Möglichkeit, eine Fläche zu manipulieren - sie zu biegen und zu formen, wie es erforderlich ist."

Analyse und Visualisierung

Die Fähigkeit, Werkzeuge in ihrer Gesamtheit zu visualisieren und die Leistung von Formen während des gesamten Designprozesses zu analysieren, ist entscheidend für eine effiziente Konstruktion. Die Technologie der Richtungsanalyse von Cimatron hilft den Konstrukteuren bei ComplexaHPE, Hinterschneidungen zu verwalten, indem sie Volumenmodelle farblich kennzeichnet, um die Richtungen, in die verschiedene Bereiche des endgültigen Bauteils gezogen werden, wenn das Werkzeug geöffnet wird, deutlich anzuzeigen.

"Mit dem Richtungsanalysewerkzeug kann man anhand der Farbkodierung sofort erkennen, ob es ein Problem mit einem Hinterschnitt geben wird oder ob ein Hinterschnitt eine Trennrichtung hat", so Bunting. "Es zeigt mir an, ob sich das Teil nicht von der Seite des Werkzeugs lösen wird."

Mit Cimatron können die Benutzer ihre Designumgebung anpassen, indem sie ihre eigenen Parameter erstellen und farbcodierte Warnmeldungen einstellen, damit sie wissen, wenn diese Parameter überschritten werden.

"Ich arbeite mit einem Offset, so dass alles, was weniger als fünf Millimeter von einem Kühlkanal entfernt ist, rot hervorgehoben wird - und man kann diesen Offset auf jeden beliebigen Wert einstellen", so Capener. "Es ist nicht immer möglich, diesen idealen Abstand einzuhalten, und das System zeigt mir deutlich, wenn ich ihn nicht einhalte."

Modifizierung von Werkzeugen

Die langjährige Erfolgsgeschichte von ComplexaHPE bei der Herstellung hochpräziser Werkzeuge hat dazu geführt, dass das Unternehmen mit einem hohen Anteil an Stammkunden zusammenarbeitet. Wenn es darum geht, Änderungen an bestehenden Kundendesigns vorzunehmen, hilft Cimatron dabei, den an sich schon komplizierten Prozess zu vereinfachen.

"Wir können das neue Modell in unsere bestehende Werkzeugkonstruktion einfügen und dann das gesamte Modell auf eine Weise aktualisieren, die viel Zeit spart", so Bunting. "Die Software macht es einfach, den Rest der Werkzeugflächen auf das neue Teil zu aktualisieren, ohne viel manuellen Aufwand - und das ist ein Prozess, den andere Software meiner Meinung nach nicht so einfach durchführen kann."

Cimatron verhilft erfahrenen Konstrukteuren wie Bunting und Capener zu größerer Effizienz bei alltäglichen Aufgaben und zu mehr Sicherheit bei der Arbeit an einmaligen Herausforderungen.