Der Krümmling – Vom CAD zur CNC
Aus Open-Naturstein
[Bearbeiten] Der Krümmling – Vom CAD zur CNC
Dr. Richard Stein
Die Firma Marmor-Otto in Grevenbroich erhielt den Auftrag, in einem Villa mit drei Etagen das Geländer des gewendelten Treppenlaufes mit einem Handlauf aus Naturstein zu fertigen. Pro Etage wurden 6 gleiche Krümmlingteile benötigt. Folglich war es naheliegend die Fertigung dieser Krümmlinge auf einen Fertigungszentrum vorzunehmen. Die Zielsetzung bestand darin, durch einen hohen Vorfertigungsgrad die Arbeit für die manuelle Endbearbeitung zu minimieren
Die Konstruktion des Krümmlings erfolgt mit Hilfe von 3D-Netzen. Die Basis für diese Netzgenerierung sind geschlossene Polylinienzüge, die der Schablone des Handlaufes entsprechen. Die Querschnittsform des Handlaufes kann beliebig sein. In dem vorliegenden Fall sind es die Vorgaben von Bauherrn und Architekt.
Die Profilquerschnitte werden mit Hilfe einer Programmroutine entlang des Bogens in der Draufsicht räumlich unter Beachtung des Steigungswinkels angeordnet. Schrittweite und damit der Abstand der Profile sowie der Steigungswinkel können belíebig festgelegt werden. Anschließend werden die Profile mit Netzen untereinander verbunden. Auf diese Weise entsteht die Oberfläche des Krümmlings.
Ohne die Unterstützung durch Programmroutinen ist der Kon-struktionsaufwand zu groß. Nun sind alle Geometriedaten für die Vorbe-reitungen zur Programmierung des Fertigungszentrums vorhanden. Um jedoch die Bahnkoordinaten für die Werkzeuge zu erhalten wird der Werkstein wird in die Lage gedreht, die seiner Position auf dem Maschinentisch entspricht und für die Ermittlung der Bahngeometrie der Werkzeuge erforderlich ist.
Anschließend kann für den Krümmling der kleinst umschreibende Quader ermittelt werden.
Für die Fertigung stand ein 3-achsgesteuertes Ferigungszentrum der Firma Baveloni zur Verfügung.
Die Fertigung erfolgte in zwei Schritten. Zuerst wurde die Unterseite des Krümmlings gefertigt. Anschließend wurde das Werkstück gedreht und der Handlauf gefräst.
Durch die Verdrehung des Profils war ein hoher Vorbereitungsaufwand zur Ermittlung der Werkzeugbahn erforderlich. So wurden im CAD am 3D-Modell des Werkstückes die Bahnen festgelegt und die Kollisionsbetrachtung vorgenommen.
Das Ergebnis der Programmierung mit Hilfe von CAD kann am Computer visualisiert werden. Mit der Volumenmodellierung können die festgelegten Werkzeugpositionen benutzt werden, um die Werk-zeugvolumina vom Rohling des Werkstückes abzuziehen.
Abschließend erfolgt die manuelle Endbearbeitung des vorgefertigten Werkstückes durch den Steinmetzen.
Vergleicht man alle Zwischen-schritte der Produktion mit den Planungsunterlagen im CAD, so kann man die Vorteile eines 3D-CAD-Systems für den Steinmetzbetrieb verdeutlichen.
