Fertigung komplexer Konturen (Fräsen eines Gesichtsmodells)

Ein innovatives Projekt zur Vertiefung von CAD/CAM- Kompetenzen

In der Fachschule für Technik des bkh wurde ein spannendes Projekt realisiert, das moderne Technologie und praktische Fertigung vereint. Ziel war es, die eigenen CAD (Computer-Aided Design) und CAM (Computer-Aided Manufacturing) Fähigkeiten weiter auszubauen, indem das Modell eines Gesichts aus einem Aluminium-Block gefräst wurde. Dabei hat sich die Projektgruppe aus der FT22 einer Vielzahl von Projektanforderungen gestellt. Die Gruppe musste sich mit den Arbeitsfeldern 3D-Scan, einer geeigneten Digitalisierung, dem Werkzeugeinsatz, einem entsprechenden CAD/ CAM Programm und nicht zuletzt mit dem am bkh vorhandenen 3-Achs CNC-Fräsbearbeitungszentrum intensiv auseinandersetzen.

Vom Scan Modell zum „fertigen“ Gesicht

Die extern aufgenommenen 3D-Scandaten wurden als skalierte Punktwolke exportiert und zu einem Volumenkörper umgewandelt, was einige technische Hürden mit sich brachte. Erst mit Fusion360 konnte die Punktwolke in einen fehlerfreien, fräsfähigen 3D-Körper umgewandelt werden. 

Anschließend wurde der Volumenkörper in Inventor für die Bearbeitung aufbereitet und die Fertigung am PC simuliert. Frässtrategien wie das Grobschruppen und Feinschlichten wurden erstellt, wobei ein Kugelkopffräser die detailreichen Freiformen des Gesichts bearbeitete.

Bei der Fertigung auf dem CNC- Bearbeitungszentrum wurden schnell Details, wie die Nase sichtbar und nach dem Grobschruppen war die Gesichtsform schon gut erkennbar. Nach einer mehrstündigen Fertigungszeit, mit kleinen Unterbrechungen und minimalen Programmanpassungen konnte sich das Arbeitsergebnis mehr als sehen lassen.

Kleine Herausforderungen

Einige Feinkonturen waren für die Bearbeitung an unserem 3-Achs Fräsbearbeitungszentrum schwer zugänglich. Das führte dazu, dass Restmaterial an Stellen, wie dem Kinn, zurückblieb. Um das Modell zu vervollständigen wurden diese Reste/Überstände im Anschluss manuell entfernt, was eine sehr hohe Sorgfalt voraussetzte, um das bis dahin erreichte Fertigungs-ergebnis nicht zu zerstören.

Fazit

Das Projekt bot eine wertvolle Gelegenheit, die Anwendung moderner Technologien praxisnah zu erleben. Die Studierenden konnten ihre CAD/CAM-Kenntnisse vertiefen und die Werkstattausstattung des bkh optimal nutzen. Mit Projekten wie diesem stärkt das Berufskolleg Hattingen seine Position als moderner Bildungsstandort und bereitet die Lernenden bestmöglich auf industrielle Anforderungen vor.