Ускорение дизайна аддитивного производства с новым DED-плагином Autodesk PowerMill 2019

Manufacturing Engineering: Последнее обновление PowerMill 2019 от Autodesk добавляет новый аддитивный плагин. Можете описать эту систему «высокоскоростного» аддитивного производства и как она работает?

Клинтон Перри: PowerMill 2019 предоставляет выделенный набор инструментов для программирования высокоскоростных аддитивных процессов — известных как направленное энергетическое наложение (DED). Процесс DED использует ЧПУ-станок или промышленный робот, способный фокусировать источник энергии — обычно лазер, дугу или электронный луч — в точке пространства. Одновременно материал [в виде металлического порошка или проволоки] подаётся в «горячую точку». Источник энергии плавит материал, образуя расплавленную лужицу. Маноеврируя этой лужицей, можно строить 3D-формы — и делать это в высококонтролируемой манере.

Знающие порошковые 3D-принтеры знают, что они производят невероятно сложные 3D-формы. Однако базовая технология ограничивает их в скорости наложения материала и размере детали. Эти ограничения влияли на внедрение этой формы аддитивного производства в некоторых отраслях.

В сравнении, DED использует более высокие уровни мощности и скорости подачи материала, давая существенно более высокие скорости наложения, позволяя строить детали быстрее. Кроме того, большая рабочая область ЧПУ-станков и роботов означает, что DED может строить значительно более крупные детали. Эти две ключевые особенности делают DED стоимоэффективным решением для производства крупногабаритных компонентов, распространённых в авиакосмической, энергетической и др. отраслях.

Управление DED-процессом требует высокоспециализированных траекторий, точно контролирующих как и где материал накладывается, избегая локального перестроения. PowerMill 2019 предоставляет выделенный набор инструментов для создания, контроля и симуляции стратегий наложения, помогая производителям использовать потенциал DED.

ME: Каковы преимущества гибридных ЧПУ/AM станков над чистыми ЧПУ или традиционными аддитивными системами?

Перри: Большинство мейнстримовых производителей ЧПУ начали предлагать гибридные станки, сочетающие аддитивные и субтрактивные технологии. Есть очевидные плюсы: один гибридный станок занимает меньше площади, сокращает время наладки детали, минимизирует риск человеческой ошибки. Но реальные преимущества глубже.

При раздельных аддитивных и субтрактивных workflow деталь обычно полностью наращивается перед передачей на ЧПУ для точного фрезерования. Гибридные станки позволяют комбинировать процессы альтернативно.

Например, деталь может быть частично наращена, затем ЧПУ-фрезерованы критические фичи. Фазы наращивания и резания чередуются до завершения. Такая комбинация позволяет гибридным станкам производить детали, невозможные на раздельных машинах.

Пример: на Autodesk UK Advanced Manufacturing facility гибридный станок Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD ремонтировал повреждённый компрессорный диск авиадвигателя. Процесс начался с ЧПУ-фрезерования повреждённых кончиков лопаток, затем лазер и порошок DED наложили титан вместо сфрезерованного материала. Финально — высокоточное измерение зондом и ЧПУ-фрезерование излишков, оставив почти идеальное слияние старого и нового материала.

ME: Новая система PowerMill Additive нацелена на 3- и 5-осевые системы плюс роботы. Чем отличается работа с ЧПУ или роботами?

Перри: Насколько касается создания траекторий — различий никаких. Аддитивные траектории PowerMill запускаются и на ЧПУ, и на роботе. Набор аддитивных стратегий служит:

• Создание 2D траекторий для построения полных призматичных форм.
• 3- или 5-осевые стратегии для добавления локальных фич к существующим деталям [напр., луговки на корпус авиадвигателя].
• 3- или 5-осевое движение для добавления покрытий на детали полностью или локально [напр., износостойкое покрытие на деталь с высоким абразивным износом].

Аддитивные стратегии создаются в том же интерфейсе, что субтрактивные траектории. Их можно оптимизировать инструментами редактирования траекторий PowerMill. Кроме того, PowerMill позволяет редактировать ключевые параметры процесса — мощность лазера, расход порошка, газ — поточечно.

После создания и оптимизации траекторий их можно симулировать на виртуальном двойнике ЧПУ/робота, выявляя и избегая проблемных движений — реверсов осей, перелетов.

Наконец, PowerMill позволяет экспортировать траектории в Autodesk Netfabb для глубокого анализа всего процесса построения, включая термическое и напряжённое рассмотрение. Даёт производителям уверенность, что процесс даст хорошие детали.

ME: Какие клиенты/отрасли/применения используют систему?

Перри: AM даёт существенные преимущества многим отраслям: аэрокосмическая, нефть и газ, прессы и штампы, энергетика, мотоспорт, морская. Порт Роттердам — один из самых загруженных хабов, фокус для крупных судов, требующих обслуживания. Если грузовое судно простаивает в доке в ожидании запчасти — потери в миллионы долларов. Традиционный подход — строить склады по всему миру и заполнять запчастями — на всякий случай.

Команда RAMLAB [Rotterdam Additive Manufacturing Lab] увидела потенциал DED и гибридного производства для изготовления запчастей по запросу, когда и где нужно.

Первый проект — бронзовый пропеллер диаметром >5' [1.5 м], требовавший >400 кг материала. Готовый пропеллер прошёл исчерпывающие тесты и был сертифицирован как морской — мировой первый для аддитивно изготовленного пропеллера! Так RAMLAB сокращает время простоя судна. Помимо экономии миллионов задержек, устраняет необходимость в сети полностью заполненных складов.

ME: Какие ещё новые фичи найдут фрезеровщики в PowerMill 2019 для традиционной обработки?

Перри: ПО включает несколько улучшений для субтрактивного производства. PowerMill давно предлагал 5-осевое избегание коллизий — траектории, избегающие столкновений или ближнего сближения режущего инструмента. В прошлых релизах пользователь выбирал из вариантов избегания. Выбор зависел от формы детали и стратегии. PowerMill 2019 включает новый «автоматический» вариант наклона оси инструмента, работающий на всех типах траекторий и формах моделей. Упрощает создание безопасного 5-осевого NC-кода, особенно для новичков в 5-осевой обработке.

Стратегия Vortex высокоэффективного чернового фрезерования улучшена новой опцией «from stock». На базе адаптивной очистки Autodesk, создаёт траектории со смещением на основе формы заготовки, обычно сокращая время цикла. В тестах втулка P20 обрабатывалась новой опцией «from stock» и предыдущей «from model». «From stock» была на 33% быстрее.

ViewMill — инструмент симуляции заготовки PowerMill. Показывает реалистичное представление заготовки в любой точке обработки. В PowerMill 2019 ViewMill включает новый режим тенирования толщины, облегчающий визуализацию распределения необработанной заготовки. Динамические ползунки позволяют менять цвет симуляции для мгновенной идентификации отфрезерованных поверхностей, а также зон, где остаётся материал или возможны врезы. Улучшение даёт программистам большую уверенность, что детали будут полностью обработаны при извлечении со станка.

PowerMill 2019 также позволяет экспортировать критические производственные данные в Autodesk Fusion Production — облачный инструмент для планирования работ, отслеживания заданий и мониторинга загрузки ЧПУ. Fusion Production даёт ключевым стейкхолдерам доступ к информации о статусе производства, позволяя выявлять узкие места, пересматривать и улучшать процессы, максимизировать OEE. Будучи облачным, позволяет доступ к данным в любое время, откуда угодно, на любом мобильном или настольном устройстве.

Новые релизы

Разработчик метрологии Hexagon Manufacturing Intelligence (Норт Кингстаун, RI) выпустил обновление PC-DMIS 2018 R1 измерительного ПО — первый из двух релизов PC-DMIS на 2018 год.

PC-DMIS 2018 R1 позволяет конвертировать AutoFeatures в точки или использовать измеренные удары для новых построений и размеров, доступно для плоскости, окружности и цилиндра AutoFeatures. Конвертируя каждый удар в векторную точку, функция оптимизации пути улучшает порядок измерения точек, сокращая смены наконечника зонда и общее время измерения. Новая поддержка Q-DAS Traces упрощает анализ данных PC-DMIS. Новый контроль QuickSet позволяет использовать и QuickFeature, и GD&T Selection, сохраняя возможность модифицировать стратегии измерения.

«С PC-DMIS 2018 R1 мы выполняем обязательство добавить наиболее запрошенные пункты из пользовательского Idea Center», — сказал Кен Вудбайн, менеджер по линейке метрологического ПО Hexagon. «Включая графическую манипуляцию точек и функционал «push-to-points» AutoFeature. Также вводим интеграцию со стандартным ПО Q-DAS для отслеживания ключевых параметров процесса, влияющих на качество».

Повышенная скорость QuickFeature позволяет создавать множественные окружности и цилиндры одним кликом, оптимизировано для паттернов отверстий болтов или когда поверхности содержат множественные фичи одного размера и формы. Также улучшен workflow Flush и Gap AutoFeature для инспекции облаков точек.

iOS-версия CorelCAD Mobile от Corel Corp. (Оттава, Онтарио) теперь доступна для iPhone и iPad, давая техническим дизайнерам CAD-возможности для продуктивности в движении. Новый CorelCAD Mobile для iOS даёт опции для Apple и Android, предлагая полевым пользователям доступ к 2D дизайну и аннотациям на планшетах и смартфонах.

CorelCAD Mobile — автономный CAD, дополняющий CorelCAD 2018 десктоп для Windows и Mac. Подписчики получают набор 2D рисования, редактирования, 3D просмотра, полные возможности аннотации и больше. Для легкого набора — бесплатная версия с упрощёнными возможностями: просмотр 2D/3D DWG и базовая аннотация.

CorelCAD Mobile позволяет зарисовывать идеи в движении, делиться дизайнами между десктопом и мобильным, делать встречи эффективнее, аннотировать чертежи на месте, вносить правки. Доступен в Apple App Store для iPhone/iPad и Google Play для Android. Подписки $99.99/год или $9.99/мес. Бесплатные упрощённые версии тоже есть.

Последнее обновление WorkNC 2018 R1 CAM от Vero Software (Глоучестер, UK и Такскалуса, AL) включает не только новый WorkNC Designer — «CAD для CAM» прямую моделировку CAD, но и новый Робот-модуль. По мере роста роботов на цехе растёт потребность в офлайн-программировании для них, по словам менеджера бренда WorkNC Мигеля Йоханна.

«Новые инструменты симуляции и разрешения сингулярностей в WorkNC 2018 R1 позволяют пользователям полностью использовать огромные преимущества роботов в производстве», — сказал Йоханн. «Например, они освобождают траектории от ограничений фрезерования, так как инструмент на конце руки робота может быть также шлифмашинкой, лазерной головкой, сварочным соплом или любым инструментом, придуманным инженерным творчеством».

Роботы позволяют зафиксировать инструмент и двигать деталь вокруг него, вместо традиционного фиксированного компонента и движущегося инструмента, сказал Йоханн. «Но роботы настолько хороши, насколько их ПО, и это последнее развитие в WorkNC 2018 R1 гарантирует, что производители могут быть на передовой робототехники».

WorkNC также имеет новые фичи в Waveform Roughing, улучшающие эффективность и производительность, включая поддержку новых инструментов в трохоидальных стратегиях.

Software Update отредактирован старшим редактором Патриком Ваурзыняком.