Mempercepat Proses Desain Manufaktur Aditif dengan Alat CAD/CAM Baru

Teknik Manufaktur: Pembaruan PowerMill 2019 terbaru dari Autodesk menambahkan modul plug-in aditif baru. Bisakah Anda menjelaskan sistem manufaktur aditif “tingkat tinggi” ini dan cara kerjanya?

Clinton Perry: PowerMill 2019 menyediakan rangkaian alat khusus untuk memprogram proses aditif tingkat tinggi—umumnya dikenal sebagai deposisi energi terarah [DED]. Proses DED menggunakan alat mesin CNC atau robot industri yang dapat memfokuskan sumber daya—biasanya laser, busur, atau berkas elektron—pada suatu titik di ruang angkasa. Pada saat yang sama, bahan [dalam bentuk bubuk logam atau kawat] dimasukkan ke dalam 'titik panas'. Sumber listrik menyebabkan bahan meleleh, membentuk genangan cair. Dengan menggerakkan genangan air ini, Anda dapat membuat bentuk 3D—dan melakukannya dengan cara yang sangat terkontrol.

Mereka yang akrab dengan printer 3D tempat tidur bubuk tahu bahwa mereka dapat menghasilkan bentuk 3D yang sangat rumit. Namun, teknologi yang mendasari berarti bahwa mereka terbatas dalam hal tingkat pengendapan material dan ukuran bagian yang dapat diproduksi. Keterbatasan ini berdampak pada adopsi bentuk manufaktur aditif ini di industri dan aplikasi tertentu.

Sebagai perbandingan, proses DED menggunakan tingkat daya dan laju aliran material yang lebih tinggi, menghasilkan laju deposisi yang jauh lebih tinggi, memungkinkan suku cadang dibuat lebih cepat. Selain itu, amplop kerja yang lebih besar yang disediakan oleh mesin dan robot CNC berarti bahwa DED dapat membuat bagian yang jauh lebih besar. Kedua fitur utama ini menjadikan DED solusi hemat biaya untuk memproduksi komponen skala besar yang biasa terlihat di industri seperti dirgantara, pembangkit listrik, dan sebagainya.

Mengemudikan proses DED membutuhkan jalur alat yang sangat khusus yang mengontrol dengan tepat bagaimana dan di mana material disimpan, sambil menghindari overbuild lokal. PowerMill 2019 melihat penyediaan rangkaian alat khusus untuk membuat, mengontrol, dan mensimulasikan strategi pengendapan untuk membantu produsen memanfaatkan potensi DED.

SAYA: Apa saja keuntungan yang ditawarkan oleh mesin CNC/AM tipe hybrid dibandingkan CNC murni atau sistem aditif tradisional?

Perry: Sebagian besar produsen alat mesin CNC arus utama telah mulai menawarkan mesin hybrid yang dapat menghadirkan teknologi aditif dan subtraktif. Ada beberapa manfaat yang jelas; satu alat mesin hibrida akan menempati lebih sedikit ruang lantai, membantu mengurangi waktu penyiapan komponen, dan meminimalkan risiko kesalahan manusia. Namun, manfaat sebenarnya jauh lebih mendasar.

Dengan alur kerja aditif dan subtraktif yang terpisah, suku cadang biasanya akan sepenuhnya disimpan sebelum dipindahkan ke mesin CNC untuk penggilingan presisi. Meskipun hal ini juga dapat dicapai dengan mesin hybrid, fleksibilitas yang lebih besar berarti kedua proses tersebut dapat digabungkan dengan cara alternatif.

Misalnya, bagian dapat disimpan sebagian sebelum fitur kritis penggilingan CNC. Fase build dan cut ini kemudian berganti-ganti hingga part selesai. Menggabungkan teknologi dengan cara ini memungkinkan mesin hibrida menghasilkan suku cadang yang tidak dapat diproduksi dengan mesin terpisah.

Contoh penting dari hal ini baru-baru ini dipamerkan di fasilitas Autodesk UK Advanced Manufacturing, di mana mesin hybrid Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD digunakan untuk memperbaiki disk kompresor aerospace yang rusak. Prosesnya dimulai dengan CNC menggiling ujung bilah yang rusak pada disk sebelum menggunakan laser dan bentuk bubuk DED untuk menyimpan titanium untuk menggantikan material yang dikerjakan dengan mesin. Terakhir, mesin menggunakan pemeriksaan yang sangat akurat untuk mengukur dan menggiling bahan berlebih dengan CNC, sehingga menghasilkan perpaduan yang hampir sempurna antara bahan lama dan baru.

SAYA: Sistem Aditif PowerMill yang baru menargetkan sistem pemesinan tiga dan lima sumbu plus robot. Apa perbedaannya saat digunakan dengan CNC atau dengan robot?

Perry: Sejauh menyangkut pembuatan jalur alat, tidak ada perbedaan apa pun. Toolpath aditif PowerMill dapat dijalankan pada mesin perkakas CNC atau robot. Berbagai strategi aditif disediakan untuk melayani aplikasi berikut:

• Membuat jalur alat 2D untuk membangun bentuk prismatik yang lengkap.
• Memproduksi strategi tiga atau lima sumbu untuk menambahkan fitur lokal ke bagian yang ada [mis., menambahkan lug ke sisi casing aero-engine].
• Menghasilkan gerakan tiga atau lima sumbu untuk menambahkan pelapis ke bagian-bagian baik sepenuhnya atau di wilayah lokal [misalnya, menambahkan lapisan tahan aus ke bagian yang mengalami tingkat abrasi yang tinggi].

Strategi aditif dibuat dalam antarmuka yang sama seperti yang digunakan untuk menghasilkan jalur alat subtraktif. Ini berarti mereka dapat dioptimalkan menggunakan alat pengeditan jalur alat PowerMill. Selain itu, PowerMill memungkinkan parameter proses utama, seperti daya laser, laju aliran serbuk, dan aliran gas, untuk diedit berdasarkan poin per poin.

Setelah jalur pahat diproduksi dan dioptimalkan, jalur tersebut dapat disimulasikan menggunakan kembaran virtual dari perkakas mesin/robot CNC, yang memungkinkan gerakan mesin bermasalah, seperti pembalikan sumbu dan/atau gerak berlebih, untuk diidentifikasi dan dihindari.

Terakhir, PowerMill memungkinkan toolpath untuk diekspor ke simulasi Autodesk Netfabb untuk analisis yang lebih mendalam dari keseluruhan proses pembuatan, termasuk tinjauan termal dan terkait stres. Hal ini meningkatkan keyakinan produsen bahwa proses pembangunan akan menghasilkan suku cadang yang baik.

SAYA: Pelanggan apa atau industri atau aplikasi apa yang menggunakan sistem?

Perry: AM menawarkan manfaat besar bagi banyak industri, termasuk kedirgantaraan, minyak dan gas, cetakan dan mati, pembangkit listrik, motor-sport, dan kelautan. Pelabuhan Rotterdam adalah salah satu pusat pelayaran tersibuk di dunia dan titik fokus untuk kapal-kapal besar yang membutuhkan perawatan. Jika sebuah kapal kargo komersial terdampar di dermaga menunggu suku cadang pengganti, itu bisa menelan biaya jutaan dolar dalam bisnis yang hilang. Pendekatan tradisional adalah membangun gudang di lokasi-lokasi utama di seluruh dunia dan mengisinya dengan suku cadang—untuk berjaga-jaga jika dibutuhkan.

Tim RAMLAB [Rotterdam Additive Manufacturing Lab] menyadari potensi penggunaan DED dan manufaktur hybrid untuk memproduksi suku cadang pengganti sesuai permintaan kapan pun dan di mana pun dibutuhkan.

Proyek pertama mereka adalah pembuatan baling-baling paduan perunggu dengan diameter lebih dari 5′ [1,5 m] dan membutuhkan lebih dari 400 kg material untuk diendapkan. Baling-baling yang sudah jadi telah melalui pengujian menyeluruh sebelum disertifikasi oleh otoritas yang berwenang sebagai layak laut—baling-baling pertama di dunia yang diproduksi secara aditif! Dengan memproduksi suku cadang dengan cara ini, RAMLAB dapat mengurangi waktu kapal kargo berhenti beroperasi. Selain menghindari penundaan jutaan dolar, ini juga menghilangkan kebutuhan akan jaringan gudang yang terisi penuh.

SAYA: Fitur baru apa lagi yang akan ditemukan oleh masinis di PowerMill 2019 untuk pemesinan tradisional?

Perry: Perangkat lunak ini mencakup beberapa peningkatan untuk manufaktur subtraktif. PowerMill telah menawarkan penghindaran tabrakan lima sumbu selama bertahun-tahun, yang berarti jalur pahat dapat dibuat untuk menghindari tabrakan atau nyaris celaka yang melibatkan perakitan pahat potong. Dalam rilis sebelumnya, pengguna dapat memilih dari berbagai opsi penghindaran yang berbeda. Pilihan yang dibuat tergantung pada bentuk bagian yang dikerjakan dan strategi yang digunakan. PowerMill 2019 menyertakan opsi kemiringan sumbu pahat 'otomatis' baru yang berfungsi pada semua jenis jalur pahat dan semua bentuk model. Hal ini mempermudah pemrogram untuk membuat kode NC lima sumbu yang aman, dan sangat cocok untuk pengguna yang mungkin baru mengenal pemesinan lima sumbu.

Strategi roughing efisiensi tinggi Vortex PowerMill telah ditingkatkan untuk menawarkan opsi 'dari stok' baru. Berdasarkan fungsi pembersihan adaptif Autodesk, ini menciptakan jalur alat dengan offset berdasarkan bentuk stok yang sedang dikerjakan dan biasanya menghasilkan pengurangan waktu siklus. Dalam pengujian, insert inti P20 dikerjakan menggunakan opsi 'dari stok' baru dan jenis jalur alat 'dari model' sebelumnya. Opsi 'dari stok' memiliki waktu siklus 33% lebih cepat.

ViewMill adalah alat simulasi stok PowerMill. Ini menampilkan representasi realistis dari stok pada titik mana pun dalam proses pemesinan. Dengan dirilisnya PowerMill 2019, ViewMill menyertakan mode bayangan ketebalan baru yang memudahkan pemrogram untuk memvisualisasikan distribusi stok tanpa mesin di bagian mereka. Serangkaian bilah penggeser dinamis memungkinkan warna simulasi diubah untuk secara instan mengidentifikasi permukaan yang telah selesai, serta menunjukkan area di mana material yang tersisa perlu dihilangkan atau area lokal di mana gouges mungkin terjadi. Penyempurnaan ini memberikan keyakinan yang lebih besar kepada pemrogram bahwa suku cadang akan sepenuhnya dikerjakan dengan mesin saat dikeluarkan dari perkakas mesin.

PowerMill 2019 juga mencakup kemampuan untuk mengekspor data manufaktur penting ke Autodesk Fusion Production, alat berbasis cloud yang memungkinkan produsen menjadwalkan pekerjaan, melacak pekerjaan, dan memantau pemanfaatan mesin CNC. Fusion Production memungkinkan pemangku kepentingan proyek utama untuk mengakses informasi utama tentang status fasilitas manufaktur, memungkinkan kemacetan diidentifikasi, proses ditinjau dan ditingkatkan, dan efisiensi peralatan secara keseluruhan dimaksimalkan. Menjadi sistem berbasis cloud, Fusion Production memungkinkan data diakses kapan saja, di mana saja, dan di hampir semua perangkat seluler atau desktop.

Rilis Baru

Pengembang metrologi Hexagon Manufacturing Intelligence (North Kingstown, RI) telah meluncurkan pembaruan PC-DMIS 2018 R1 dari perangkat lunak pengukuran perusahaan, yang mencakup rilis pertama dari dua PC-DMIS yang dijadwalkan untuk 2018.

PC-DMIS 2018 R1 memungkinkan pengguna untuk mengonversi Fitur Otomatis menjadi titik atau menggunakan pukulan terukur untuk konstruksi dan dimensi baru, tersedia untuk Fitur Otomatis bidang, lingkaran, dan silinder, kata perusahaan itu. Dengan mengonversi setiap pukulan ke titik vektor, fitur jalur pengoptimalan dapat digunakan untuk meningkatkan urutan pengukuran titik, mengurangi jumlah perubahan ujung probe dan waktu pengukuran keseluruhan. Dukungan baru untuk Q-DAS Traces memungkinkan analisis data PC-DMIS dengan lebih mudah. Kontrol QuickSet baru memungkinkan pengguna untuk menggunakan QuickFeature dan GD&T Selection dan masih memiliki kemampuan untuk memodifikasi strategi pengukuran.

“Dengan PC-DMIS 2018 R1, kami memenuhi komitmen kami untuk menambahkan item yang paling banyak diminta dari pengguna 'Idea Center,'” kata Ken Woodbine, manajer lini produk untuk Perangkat Lunak Metrologi di Hexagon Manufacturing Intelligence. “Ini termasuk fitur manipulasi titik grafis dan fungsi AutoFeature 'push-to-points'. Kami juga memperkenalkan integrasi dengan perangkat lunak Q-DAS standar industri sehingga parameter proses utama yang memengaruhi kualitas dapat diidentifikasi dan dilacak.”

Peningkatan kecepatan pengukuran QuickFeature memungkinkan pengguna untuk membuat beberapa lingkaran dan silinder dengan satu klik, dioptimalkan untuk pola lubang baut atau kapan pun permukaan berisi beberapa fitur dengan ukuran dan bentuk yang sama, menurut perusahaan. Sistem ini juga memperkenalkan alur kerja Flush and Gap AutoFeature yang ditingkatkan untuk pemeriksaan point cloud.

CorelCAD Mobile versi iOS dari Corel Corp. (Ottawa, ON) sekarang tersedia untuk iPhone dan iPad, memberikan kemampuan CAD kepada desainer teknis untuk meningkatkan produktivitas saat bepergian. CorelCAD Mobile untuk iOS yang baru sekarang memberikan opsi kepada pengguna untuk perangkat Apple dan sistem seluler Android, menawarkan pengguna di lapangan akses ke desain 2D dan alat anotasi untuk tablet dan ponsel cerdas.

CorelCAD Mobile adalah CAD mandiri yang dirancang untuk melengkapi aplikasi desktop CorelCAD 2018 untuk Windows dan Mac. Pelanggan CorelCAD Mobile menerima satu set alat gambar 2D, pengeditan, dan tampilan 3D, kemampuan anotasi penuh, dan banyak lagi. Untuk pengguna yang mencari rangkaian fitur yang lebih ringan, versi gratis juga tersedia dengan kemampuan yang disederhanakan, termasuk tampilan 2D dan 3D.DWG dan anotasi dasar.

CorelCAD Mobile menawarkan pengguna kemampuan untuk membuat sketsa ide saat bepergian, berbagi desain antara desktop dan seluler, membuat rapat lebih efisien, membuat anotasi gambar di tempat, dan membuat modifikasi pada gambar sesuai kebutuhan. Perangkat lunak ini sekarang tersedia untuk iPhone dan iPad di Apple App Store dan untuk Android di Google Play Store. Langganan dihargai $99,99 atau $9,99 per bulan. Versi mode sederhana gratis juga tersedia.

Pembaruan perangkat lunak WorkNC 2018 R1 CAM terbaru dari Vero Software (Gloucester, UK, dan Tuscaloosa, AL) tidak hanya mencakup sistem CAD pemodelan langsung WorkNC Designer “CAD for CAM” yang baru, tetapi juga Modul Robot baru. Karena robot menjadi lebih umum di lantai toko, ada peningkatan kebutuhan untuk menyediakan pemrograman offline untuk mereka, menurut Manajer Merek WorkNC Miguel Johann.

“Alat simulasi dan resolusi singularitas baru di WorkNC 2018 R1 berarti pengguna dapat memanfaatkan sepenuhnya manfaat luar biasa yang dibawa robot ke proses manufaktur,” kata Johann. “Misalnya, mereka membebaskan jalur pahat dari batasan penggilingan, karena pahat di ujung lengan robot juga dapat berupa penggiling, kepala laser, nosel las, atau alat lain apa pun yang dapat dipikirkan oleh kreativitas teknik.”

Robot juga memungkinkan alat untuk diperbaiki dan bagian dipindahkan di sekitarnya, bukan metode tradisional komponen tetap dan alat bergerak, kata Johann. “Tetapi robot hanya sebaik perangkat lunak yang memprogramnya, dan pengembangan terbaru di WorkNC 2018 R1 ini memastikan bahwa produsen dapat menjadi yang terdepan dalam teknologi robot.”

WorkNC juga memiliki fitur baru yang dimasukkan ke dalam Waveform Roughing yang meningkatkan efisiensi dan kinerja, termasuk dukungan untuk alat baru dalam strategi pemesinan trochoidal.

Pembaruan Perangkat Lunak diedit oleh Editor Senior Patrick Waurzyniak.