Ускорение процесса проектирования аддитивного производства с помощью новых инструментов CAD/CAM

Технология производства: Последнее обновление PowerMill 2019 от Autodesk добавляет новый дополнительный подключаемый модуль. Можете ли вы описать эту «высокопроизводительную» систему аддитивного производства и как она работает?

Клинтон Перри: PowerMill 2019 предоставляет специальный набор инструментов для программирования высокопроизводительных аддитивных процессов, широко известных как направленное выделение энергии [DED]. В процессе DED используется станок с ЧПУ или промышленный робот, который может фокусировать источник энергии — обычно лазер, дугу или электронный луч — в точке пространства. В то же время материал [в виде металлического порошка или проволоки] подается в «горячую точку». Источник питания заставляет материал плавиться, образуя расплавленную лужу. Маневрируя вокруг этой лужи, можно создавать трехмерные фигуры — и делать это строго контролируемым образом.

Те, кто знаком с 3D-принтерами с порошковым покрытием, знают, что они могут создавать невероятно сложные 3D-формы. Однако базовая технология означает, что они ограничены с точки зрения скорости осаждения материала и размера детали, которую можно изготовить. Эти ограничения повлияли на внедрение этой формы аддитивного производства в некоторых отраслях и приложениях.

Для сравнения, в процессе DED используются более высокие уровни мощности и скорости потока материала, что приводит к значительно более высокой скорости осаждения, что позволяет быстрее изготавливать детали. Кроме того, большая рабочая зона станков с ЧПУ и роботов означает, что DED может создавать детали значительно большего размера. Эти две ключевые особенности делают DED экономичным решением для производства крупногабаритных компонентов, которые обычно используются в таких отраслях, как аэрокосмическая, энергетическая и т. д.

Для управления процессом DED требуются узкоспециализированные траектории инструментов, которые точно контролируют, как и где наносится материал, избегая при этом какого-либо локального наложения. PowerMill 2019 предоставляет специальный набор инструментов для создания, управления и моделирования стратегий наплавки, чтобы помочь производителям использовать потенциал DED.

Я: Каковы преимущества гибридных станков с ЧПУ/аддитивным управлением по сравнению с обычными ЧПУ или традиционными аддитивными системами?

Перри: Большинство основных производителей станков с ЧПУ начали предлагать гибридные станки, которые могут работать как с аддитивной, так и с субтрактивной технологией. Есть некоторые очевидные преимущества; один гибридный станок будет занимать меньше места, поможет сократить время наладки деталей и сведет к минимуму риск человеческой ошибки. Однако реальные преимущества гораздо более фундаментальны.

При использовании отдельных аддитивных и субтрактивных рабочих процессов деталь обычно полностью осаждается перед передачей на станок с ЧПУ для прецизионного фрезерования. Хотя это также достижимо с гибридными машинами, большая гибкость означает, что два процесса можно комбинировать альтернативными способами.

Например, деталь может быть частично наплавлена ​​перед фрезерованием критических элементов с ЧПУ. Затем этапы сборки и резки чередуются, пока деталь не будет готова. Объединение технологий таким образом позволяет гибридным машинам производить детали, которые невозможно изготовить на отдельных машинах.

Яркий пример этого был недавно продемонстрирован на передовом производственном предприятии Autodesk в Великобритании, где гибридная машина Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD использовалась для ремонта поврежденного диска аэрокосмического компрессора. Процесс начался с фрезерования на ЧПУ поврежденных кончиков лезвий на диске, а затем с помощью лазера и порошковой формы DED был нанесен титан для замены отрезанного материала. Наконец, машина использовала высокоточные датчики для измерения и фрезерования лишнего материала на станке с ЧПУ, оставляя почти идеальное сочетание старого и нового материала.

Я: Новая система PowerMill Additive предназначена как для трех-, так и для пятиосевых систем обработки, а также роботов. Чем он отличается при использовании с ЧПУ или с роботами?

Перри: Что касается создания траекторий, то здесь нет никаких отличий. Аддитивные траектории PowerMill можно запускать на станке с ЧПУ или роботе. Предлагается ряд аддитивных стратегий для следующих приложений:

• Создание 2D-траекторий для создания цельных призматических фигур.
• Создание трех- или пятиосевых стратегий для добавления локализованных функций к существующим деталям [например, добавление выступов сбоку на корпус авиадвигателя].
• Создание движения по трем или пяти осям для нанесения покрытия на детали либо полностью, либо в определенных областях [например, добавление износостойкого покрытия к детали, которая подвергается сильному истиранию].

Аддитивные стратегии создаются в том же интерфейсе, который используется для создания субтрактивных траекторий. Это означает, что их можно оптимизировать с помощью инструментов редактирования траекторий PowerMill. Кроме того, PowerMill позволяет пошагово редактировать ключевые параметры процесса, такие как мощность лазера, расход порошка и расход газа.

После создания и оптимизации траекторий их можно смоделировать с помощью виртуального двойника станка/робота с ЧПУ, что позволяет выявить и избежать проблемных движений станка, таких как реверс оси и/или избыточный ход.

Наконец, PowerMill позволяет экспортировать траектории движения инструмента в систему моделирования Autodesk Netfabb для более глубокого анализа всего процесса сборки, включая обзор, связанный с температурой и напряжением. Это дает производителям больше уверенности в том, что в процессе сборки будут производиться качественные детали.

Я: Какие клиенты или какие отрасли или приложения используют систему?

Перри: AM предлагает существенные преимущества во многих отраслях, включая аэрокосмическую, нефтегазовую, производство пресс-форм и штампов, производство электроэнергии, автоспорт и судостроение. Порт Роттердама является одним из самых загруженных транспортных узлов в мире и центром для крупных судов, которым требуется техническое обслуживание. Если коммерческое грузовое судно застряло в доке в ожидании запасной части, это может стоить буквально миллионы долларов упущенной выгоды. Традиционный подход заключается в том, чтобы построить склады в ключевых местах по всему миру и заполнить запасными частями на случай, если они понадобятся.

Команда RAMLAB [Роттердамская лаборатория аддитивного производства] осознала потенциал использования DED и гибридного производства для производства запасных частей по требованию, когда и где это необходимо.

В их первом проекте был создан гребной винт из бронзового сплава диаметром более 5 футов [1,5 м], для которого потребовалось уложить более 400 кг материала. Готовый гребной винт прошел всесторонние испытания, прежде чем был сертифицирован руководящим органом как годный к плаванию — впервые в мире для гребного винта, изготовленного с помощью аддитивных технологий! Производя детали таким образом, RAMLAB может сократить время простоя грузового судна. Помимо предотвращения задержек на миллионы долларов, это также устраняет необходимость в сети полностью укомплектованных складов.

Я: Какие еще новые функции найдут в PowerMill 2019 станки для традиционной обработки?

Перри: Программное обеспечение включает несколько усовершенствований для субтрактивного производства. PowerMill уже много лет предлагает предотвращение столкновений по пяти осям, а это означает, что траектории движения инструментов могут быть созданы таким образом, чтобы избежать столкновений или потенциальных промахов, связанных с сборкой режущего инструмента. В предыдущих выпусках пользователь мог выбирать из ряда различных вариантов уклонения. Сделанный выбор зависел от формы обрабатываемой детали и используемой стратегии. PowerMill 2019 включает новую опцию «автоматического» наклона оси инструмента, которая работает со всеми типами траекторий и всеми формами моделей. Это упрощает для программистов создание безопасного пятиосевого кода ЧПУ и особенно подходит для пользователей, которые могут быть плохо знакомы с пятиосевой обработкой.

Стратегия высокоэффективной черновой обработки PowerMill Vortex была усовершенствована, чтобы предложить новую опцию «со склада». На основе адаптивной функции очистки Autodesk создаются траектории движения инструмента со смещениями в зависимости от формы обрабатываемого материала, что обычно приводит к сокращению времени цикла. В ходе испытаний вставка сердечника P20 была обработана с использованием новой опции «со склада» и предыдущего типа траектории «из модели». Вариант «со склада» имел время цикла, которое было на 33 % быстрее.

ViewMill — это инструмент PowerMill для моделирования заготовок. Он отображает реалистичное представление заготовки в любой момент процесса обработки. С выпуском PowerMill 2019 ViewMill включает новый режим затенения толщины, который облегчает программистам визуализацию распределения необработанного материала на их деталях. Ряд динамических ползунков позволяет изменять цвет моделирования для мгновенного определения обработанных поверхностей, а также для отображения областей, где необходимо удалить оставшийся материал, или локализованных областей, где могли возникнуть выемки. Улучшение дает программистам большую уверенность в том, что детали будут полностью обработаны после снятия со станка.

PowerMill 2019 также включает возможность экспорта важных производственных данных в Autodesk Fusion Production, облачный инструмент, который позволяет производителям планировать работу, отслеживать задания и контролировать использование станков с ЧПУ. Fusion Production позволяет ключевым заинтересованным сторонам проекта получать ключевую информацию о состоянии производственного объекта, позволяя выявлять узкие места, анализировать и улучшать процессы, а также максимально повышать общую эффективность оборудования. Будучи облачной системой, Fusion Production обеспечивает доступ к данным в любое время, в любом месте и практически с любого мобильного или настольного устройства.

Новинки

Компания Hexagon Manufacturing Intelligence, разработчик метрологии (Северный Кингстаун, Род-Айленд), выпустила обновление PC-DMIS 2018 R1 для измерительного программного обеспечения компании, которое включает первый из двух выпусков PC-DMIS, запланированных на 2018 год.

PC-DMIS 2018 R1 позволяет пользователям преобразовывать AutoFeatures в точки или использовать измеренные совпадения для новых конструкций и размеров, доступных для AutoFeatures плоскости, круга и цилиндра, говорится в сообщении компании. Преобразовывая каждое попадание в точку вектора, функцию оптимизации пути можно использовать для улучшения порядка измерения точек, сокращения количества смен наконечника датчика и общего времени измерения. Новая поддержка Q-DAS Traces упрощает анализ данных PC-DMIS. Новый элемент управления QuickSet позволяет пользователям использовать как QuickFeature, так и выбор GD&T, сохраняя при этом возможность изменять стратегии измерения.

«С PC-DMIS 2018 R1 мы выполняем свое обязательство по добавлению наиболее востребованных элементов из «Центра идей» пользователя, — сказал Кен Вудбайн (Ken Woodbine), менеджер линейки продуктов Metrology Software в Hexagon Manufacturing Intelligence. «К ним относятся функция графического манипулирования точками и функция AutoFeature «нажимать на точки». Мы также внедряем интеграцию со стандартным отраслевым программным обеспечением Q-DAS, чтобы можно было идентифицировать и отслеживать ключевые параметры процесса, влияющие на качество».

По словам компании, повышенная скорость измерения QuickFeature позволяет пользователям создавать несколько кругов и цилиндров одним щелчком мыши, оптимизированных для шаблонов отверстий под болты или всякий раз, когда поверхности содержат несколько элементов одинакового размера и формы. В системе также представлен улучшенный рабочий процесс Flush and Gap AutoFeature для проверки облака точек.

Версия CorelCAD Mobile для iOS от Corel Corp. (Оттава, Онтарио) теперь доступна для iPhone и iPad, предоставляя техническим дизайнерам возможности САПР для повышения производительности в дороге. Новый CorelCAD Mobile для iOS теперь предлагает пользователям варианты как для устройств Apple, так и для мобильных систем Android, предлагая пользователям в полевых условиях доступ к инструментам 2D-проектирования и аннотирования для планшетов и смартфонов.

CorelCAD Mobile — это автономная САПР, разработанная в дополнение к настольному приложению CorelCAD 2018 для Windows и Mac. Подписчики CorelCAD Mobile получают набор инструментов для 2D-рисования, редактирования и просмотра 3D, полные возможности аннотирования и многое другое. Для пользователей, которые ищут более легкий набор функций, также доступна бесплатная версия с упрощенными функциями, включая просмотр 2D и 3D.DWG и базовые аннотации.

CorelCAD Mobile предлагает пользователям возможность набрасывать идеи на ходу, обмениваться проектами между настольными и мобильными устройствами, повышать эффективность совещаний, комментировать чертежи на месте и вносить изменения в чертежи по мере необходимости. Программное обеспечение теперь доступно для iPhone и iPad в Apple App Store и для Android в Google Play Store. Стоимость подписки составляет 99,99 долларов США или 9,99 долларов США в месяц. Также доступны бесплатные версии в простом режиме.

Последнее обновление программного обеспечения WorkNC 2018 R1 CAM от Vero Software (Глостер, Великобритания, и Таскалуса, Алабама) включает не только новую CAD-систему прямого моделирования WorkNC Designer «CAD for CAM», но и новый модуль роботов. По словам Мигеля Йоханна, бренд-менеджера WorkNC, по мере того, как роботы становятся все более распространенным явлением в цехах, возрастает потребность в программировании для них в автономном режиме.

«Новые инструменты моделирования и разрешения сингулярностей в WorkNC 2018 R1 означают, что пользователи могут в полной мере воспользоваться огромными преимуществами, которые роботы привносят в производственный процесс», — сказал Йоханн. «Например, они освобождают траектории движения инструментов от ограничений фрезерования, поскольку инструментом на конце руки робота также может быть шлифовальный станок, лазерная головка, сварочное сопло или любой другой инструмент, который может придумать инженерное творчество». /Р>

По словам Йохана, роботы также позволяют фиксировать инструмент и перемещать вокруг него деталь вместо традиционного метода фиксированного компонента и движущегося инструмента. «Но роботы хороши настолько, насколько хорошо программное обеспечение их программирует, и эта последняя разработка в WorkNC 2018 R1 гарантирует, что производители могут быть в авангарде робототехнических технологий».

WorkNC также имеет новые функции, включенные в Waveform Roughing, которые повышают эффективность и производительность, включая поддержку новых инструментов в стратегиях трохоидальной обработки.

Обновление программного обеспечения редактируется старшим редактором Патриком Ваужиняком.