Cimatron

Mikä on Cimatron?

Cimatron on integroitu CAD/CAM-ohjelmisto, jota käytetään erityisesti muottien, prässityökalujen ja muiden vaativien työkalurakenteiden suunnitteluun sekä niiden CNC-koneistuksen ohjelmointiin. Käytännössä Cimatron yhdistää 3D-mallinnuksen, valmistettavuuden tarkastelun ja CAM-ohjelmoinnin samaan ympäristöön, jolloin CAD-suunnittelija ja CAM-ohjelmoija voivat työstää samaa dataa ilman turhaa tiedostojen siirtelyä ja uudelleenrakentamista. Tällainen toimintatapa on tyypillinen konepajateollisuudessa, jossa muutokset 3D-malliin vaikuttavat suoraan työstöratoihin, asetuksiin ja lopulta G-koodeihin.

Cimatron ja Cimatronin tausta konepajateollisuudessa

Cimatronin tausta ulottuu 1980-luvun alkuun: yhtiön juuret ovat MicroCAD-nimisessä toimijassa, ja Cimatron-nimi otettiin käyttöön vuonna 1987. Ohjelmisto on ehtinyt olla usean omistajan ja yritysjärjestelyn osana, ja nykyisin Cimatron kuuluu Sandvik-konserniin Cambrio-hankinnan kautta (Sandvik sai Cambrion haltuunsa 18.10.2021). Tämä omistusrakenne näkyy konepajoille yleensä pitkän aikavälin kehitystyönä: ohjelmistossa painotetaan muotti- ja työkalupuolen työnkulkuja, mutta samalla tuetaan myös yleistä CNC-koneistusta ja tuotannollista NC-ohjelmointia.

Cimatron CAD-ominaisuudet ja 3D-malli tuotannon lähtötietona
Cimatronin CAD-puoli rakentuu hybridi-mallinnuksen ajatukselle: samaa kokonaisuutta voi käsitellä solidina, pintoina ja tarvittaessa myös viivageometrialla. Tämä on käytännöllistä muotti- ja työkaluprojekteissa, joissa lähtödata voi tulla monessa muodossa ja olla laadultaan vaihtelevaa. Tyypillisiä arjen tilanteita ovat esimerkiksi STEP- tai IGES-tiedoston korjaaminen, pintojen “stitching/healing”-tyyppinen eheyttäminen, jakopinnan (parting) hahmottaminen, sekä erilaisten inserttien, liukujen ja pesien muokkaus. Kun 3D-malli on samaan aikaan suunnittelun ja valmistuksen yhteinen “totuus”, koneistajan ja koneistamon kannalta tärkeää on, että malliin tehty muutos päivittyy hallitusti myös CAM-puolelle.

Cimatron CAM ja CNC-ohjelmointi Cimatronissa

Cimatronin CAM-ympäristö on tehty NC-ohjelmointiin, jossa 2D- ja 3D-työstöradat, työkalujen hallinta ja työstöjärjestys kytkeytyvät suoraan malliin. Käytännössä konepajoissa tämä tarkoittaa sitä, että saman työn alla voi olla 2.5D-poraukset ja taskut, 3D-pintojen viimeistely sekä 3+2- tai jatkuva 5-akselinen koneistus. Postprosessori on keskeinen osa kokonaisuutta, koska lopullinen NC-ohjelma syntyy aina konetyypin ja ohjauksen ehdoilla; sen takia ohjelmointi, simulointi ja postitus nähdään yleensä yhtenä ketjuna, ei irrallisina vaiheina.

Monissa muotti- ja työkalusovelluksissa CAM-puolen arvo syntyy siitä, että rouhinta ja viimeistely voidaan sitoa päivitettyyn “stock”-tilanteeseen, jolloin rest-machining ja pinnanlaadun tavoittelu ovat ennakoitavampia. Samalla HSM-tyyppiset strategiat, kuten tasaisen lastukuorman tavoittelu ja esimerkiksi trokoidijyrsintä, ovat tyypillisiä tapoja parantaa prosessivarmuutta karkaistuissa teräksissä ja monimutkaisissa onteloissa.

Cimatron muotti- ja prässityökaluominaisuudet Cimatronissa

Cimatron tunnetaan erityisesti muottisuunnitteluun (mold) ja prässityökalujen suunnitteluun (die) suunnatuista työnkuluista, joissa suunnittelun ja valmistuksen rajapinta on jatkuva. Muottipuolella korostuvat esimerkiksi jakopinnan suunnittelu, alileikkausten tunnistus, onteloiden ja ytimien muodostus sekä erilaisten kokoonpanokomponenttien sovittaminen. Prässityökalupuolella vastaavasti nauhan (strip) ja työvaiheiden suunnittelu, muodonmuutokseen liittyvät tarkastelut ja työkalun kokonaisuuden hallinta ovat keskeisiä. Tällaisissa projekteissa Cimatronin idea on, että suunnittelupäätökset voidaan tarkistaa ja viedä valmistukseen ilman, että samaa geometriaa joudutaan rakentamaan uudelleen toisessa CAM-ohjelmistossa.

Cimatron elektrodit ja EDM-työnkulut Cimatronissa

Muottivalmistuksessa EDM on edelleen keskeinen menetelmä, ja Cimatronissa on omat työkalunsa elektrodien suunnitteluun ja valmistuksen valmisteluun. Käytännössä tämä näkyy esimerkiksi polttopintojen tunnistamisena, elektrodigeometrian muodostuksena, kipinäväliin (spark gap) liittyvinä huomioina sekä asetusten ja dokumentoinnin tuottamisena. Kun elektrodit tehdään samasta 3D-mallista kuin muutkin muottikomponentit, koneistaja voi hallita kokonaisuutta paremmin: sama projekti kattaa jyrsinnän, mahdollisen lankasahauksen (wire EDM) sekä elektrodien valmistuksen ilman, että geometria karkaa eri tiedostoihin.

Cimatron simulointi, törmäystarkistus ja tuotantovarmuus Cimatronissa
Cimatronissa simulointi ja tarkistukset ovat käytännössä “vakuutus” konepajan arjessa: monimutkaisissa 3D-muodoissa ja moniakselisessa työssä suurimmat riskit liittyvät pidin- ja kappaletörmäyksiin, yli- tai alityöstöön sekä siihen, että koneistus ei vastaa suunniteltua pintalaatua. Kun CAM-simulointi, törmäystarkistus ja konekinematiikan huomiointi tehdään ennen ajoa, asetusaika ja koepalojen määrä yleensä vähenevät. Tämä on erityisen tärkeää 5-akselisessa koneistuksessa, jossa työkalun kallistukset ja pidinvalinnat vaikuttavat suoraan turvalliseen ajettavuuteen.

Cimatron ja tiedonhallinta CAD:stä CAM:iin

Cimatronin käytössä korostuu ajatus yhtenäisestä datasta suunnittelusta tuotantoon: sama malli, samat muutokset ja sama projekti elävät CAD- ja CAM-vaiheiden läpi. Tämä tukee myös Teollisuus 4.0 -ajattelua käytännön tasolla, kun dokumentit, asetuskortit, työkalulistat ja NC-raportit voidaan tuottaa yhden järjestelmän sisältä ja jakaa koneistajille selkeässä muodossa. Viime vuosina Cimatroniin on tuotu myös uusia työkaluja, kuten CAD-AI-pohjainen piirteiden tunnistus (feature detection) tietyissä muotti- ja työkalutehtävissä sekä DieQuote, joka on pilvipohjainen prässityökalujen kustannusarviointiin tarkoitettu ratkaisu.

Yhteenveto

Cimatron on muotti-, stanssi- ja työkaluprojekteihin painottuva CAD/CAM-ohjelmisto, jonka vahvuus on yhtenäinen työnkulku 3D-mallista CNC-ohjelmointiin. Konepajassa Cimatronin arvo näkyy siinä, että CAD-suunnittelu, CAM-ohjelmointi, simulointi, postprosessointi ja projektidokumentointi voidaan tehdä samassa ympäristössä, mikä vähentää tiedon katkeamista ja helpottaa muutosten hallintaa. Samalla ohjelmisto tukee laajasti 2.5D–5-akselista CNC-koneistusta sekä muottiteollisuuden erityistarpeita, kuten jakopintoja, onteloita ja EDM-elektrodeja.