Mastercam CAD/CAM dari Tops Capstone Indy Car Engineering Project

Ketika datang ke program teknik yang benar-benar “hits-the-nail-on-the-head”, akan sulit untuk mengungguli program Teknologi Teknik Mesin IUPUI di Sekolah Teknik dan Teknologi. Terletak di kampus bersama, Universitas Indiana—Universitas Purdue Indianapolis (IUPUI).

Dosen Program Ed Herger membawa latar belakang manufaktur yang kuat di lapangan ke kelasnya. Karirnya dimulai dengan beberapa tahun di industri, bekerja di bidang R&D ilmu material, dan beralih ke pembuatan produk mulai dari instrumen termal hingga peralatan olahraga. Kemudian ia memulai karir di bidang pendidikan sebagai asisten profesor di community college yang berafiliasi dengan Haas Automation Inc. di California yang menekankan pembelajaran langsung dengan peralatan mesin Haas CNC dan pengoperasian dengan perangkat lunak dari CNC Software Inc., Tolland, Conn., pengembang Perangkat lunak CAD/CAM Mastercam.

“Mahasiswa yang memilih untuk belajar teknologi teknik mesin di IUPUI, dibandingkan dengan teknik mesin, lebih banyak mengetahui apa yang terjadi di lantai manufaktur, di luar disiplin ilmu desain,” kata Herger. “Mereka mendapatkan banyak keterampilan praktis yang dapat mereka terapkan segera setelah kuliah, apakah itu Mastercam atau Solidworks atau beberapa program perangkat lunak lain yang kami ajarkan di sini.”

Siswa dalam program ini menghabiskan dua tahun pertama untuk mencakup berbagai mata pelajaran akademik sebelum mendalami teknologi itu sendiri mulai dari tahun pertama mereka. Sampai saat ini, program tersebut menggunakan sedikit materi online dan berkonsentrasi pada kurikulum tradisional kelas kuliah dan proyek-proyek praktis. Untuk perangkat lunak CAM, Mastercam for Solidworks diajarkan sebagai tambahan untuk program.

“Arah yang ingin kami tuju,” kata Herger, “adalah untuk memberikan lebih banyak pengalaman CAM serta peluang sertifikat online dan eksternal. Ini berarti berkonsentrasi pada Mastercam dan manfaat online dari Universitas Mastercam. Ini akan memberi siswa kami pilihan untuk menerima sertifikat kemahiran selain gelar Bachelor of Science, dengan pelajaran online baik di lab kami maupun di laptop dan komputer rumah milik siswa.”

Herger akan mengambil dua atau tiga unit dari Universitas Mastercam dan meminta siswa mengerjakan unit-unit itu sendiri dan kemudian memberi mereka tugas berdasarkan operasi CAM atau fitur yang ditunjukkan dalam materi tersebut. “Di kelas, saya akan meletakkan pelajaran Mastercam, serta tugas saya sendiri, di komputer dan memproyeksikannya ke layar besar untuk berbagi berbagai operasi dengan kelompok kerja yang berbeda. Di kelas saya, siswa cukup mengikuti kursus online dari awal sampai akhir. Saya memantau mereka saat mereka mengikuti pelajaran dan saya senang dengan kemajuan pekerjaan sertifikat mereka. Mereka cukup berhasil menyelesaikan tugas Universitas Mastercam dan tugas saya sendiri.”

Sebelum siswa masuk ke kelas CAM Ed Herger, mereka terlebih dahulu menyelesaikan beberapa kursus dalam pemodelan 3D, serta membaca cetak dan proses manufaktur langsung. Ini diikuti dengan fokus pada pemodelan parametrik menggunakan Solidworks. Begitu berada di kelas Herger, siswa mulai menerima diet Mastercam yang kuat. “Saya biasanya memberi mereka proyek besar untuk dikerjakan, seperti pekerjaan cetakan atau cetakan untuk bagian-bagian tertentu. Pendekatan keseluruhan saya adalah memberi mereka jenis proyek yang lebih menyeluruh dibandingkan dengan beberapa latihan kecil dan spesifik yang menawarkan sedikit cara penerapan praktis,” jelas Herger.

Misalnya, Herger menyuruh mereka merekayasa balik mikrometer, alat pengukur presisi. Siswa merancang beberapa program untuk perkakas untuk membuat bagian-bagian untuk mikrometer. Mereka kemudian menemukan cara menggunakan fitur-fitur canggih Mastercam untuk memprogram operasi mesin di lab komputer. “Saya mencoba memberi mereka proyek dengan aplikasi dunia nyata dan saya mencoba untuk tidak memberi mereka terlalu banyak panduan keras tentang cara melakukannya. Mereka belajar lebih efektif ketika mereka mencoba mencari tahu sendiri sebelum saya masuk,” kata Herger.

Banyak fitur Mastercam seperti Dynamic Milling memungkinkan untuk memaksimalkan kemampuan mesin CNC, menurut Herger. “Kami telah membuat banyak bagian besar dan rumit dari balok aluminium, dan banyak yang kami fokuskan adalah penggilingan permukaan 3D untuk membuat bentuk kompleks untuk cetakan dan cetakan. Contoh yang baik dari ini adalah bingkai mikrometer berbentuk U. Ini tentang program enam jam dan dadu keluar dengan hebat. Tentu saja, kami melakukan semua jalur alat kontur dan tipe lingkaran yang diperlukan untuk menyelesaikan bagian menggunakan Mastercam dari awal hingga akhir. Saya benar-benar tidak dapat memikirkan fitur CAM tiga sumbu yang setidaknya belum pernah kami sentuh. Mikrometer yang diukur dalam rentang 0-1″ (0-25,4 mm) dan panjang keseluruhan perangkat sekitar 3″ (76,2 mm) atau lebih. Kami membuat satu set cetakan pada baja perkakas untuk membuat rangka berbentuk U dan kami membuat stempel kecil, juga pada baja perkakas, untuk menandai lengan mikrometer dengan semua nomor dan tanda yang berbeda.”

Juga termasuk dalam proyek mikrometer adalah cetakan kecil untuk bidal yang berputar. Itu berisi angka menaik kecil dan tanda posisi di dalam cetakan. “Mereka harus memasukkan sejumlah fillet yang berbeda ke dalam program CAD dan kemudian memastikan mereka benar-benar dapat memasukkan tanda-tanda kecil itu ke dalam cetakan,” kata Herger. “Para siswa mengambil beberapa iterasi untuk mencari tahu pendekatan permukaan penggilingan 3D mana yang akan efektif dan tentu saja beberapa dari mereka gagal menghasilkan jalur pahat.” Herger melaporkan bahwa siswa mengetahui bahwa jalur pahat permukaan tipe paralel sedikit kurang sensitif terhadap geometri "aneh" yang mereka butuhkan untuk diprogram.

Kelas juga menghasilkan cetakan penanda untuk semua tanda 0,05″ (1,2 mm) pada lengan mikrometer, dijalankan sebagai program pengukiran terbalik. “Mereka mengerjakan semua area luar,” katanya, “dan meninggalkan bekas yang timbul menggunakan alat pengukiran 1/8″ (3,175 mm), 60o. Saya mencoba untuk membuat mereka terkesan bahwa mereka harus menggunakan setiap bagian dari teknologi hebat yang tersedia untuk keuntungan mereka.”

Herger sangat antusias ketika datang ke proyek batu penjuru mobil Indy besar untuk murid-muridnya. “Karena kami berada di Indianapolis,” katanya, “wajar jika kami berhubungan dengan dunia balap otomotif dan bahkan memiliki program olahraga motor kami sendiri.”

Indianapolis Motor Speedway memiliki transmisi demonstrasi dari mobil Indy yang dipamerkan di museumnya. Itu dipotong di sejumlah tempat sehingga siapa pun dapat melihat apa yang terjadi di dalamnya. Sampai musim gugur yang lalu, itu adalah tampilan statis.

“Kami beruntung mendapatkan proyek dari museum di mana kami akan menghidupkan dan mengotomatiskan transmisi sehingga menjadi tampilan interaktif yang akan berputar dengan kecepatan lambat dan memungkinkan pengunjung untuk menggesernya dengan model setir dari yang sama. mobil. Semua braket yang menghubungkan motor listrik kecil untuk memutar transmisi, serta banyak komponen yang lebih kecil dan aktuator linier untuk benar-benar menggeser linkage, dikerjakan menggunakan Mastercam.”

Dengan menggunakan fitur Penggilingan Dinamis dari Mastercam, siswa dapat mendorong mesin dengan cukup cepat. “Misalnya, ketika datang ke braket,” kata Herger, “kami memulai dengan blok aluminium 2 x 2 x 2″ (50,8 x 50,8 x 50,8 mm) untuk komponen yang berakhir sebagai 5/8″. Pelat setebal 15,8 mm dengan beberapa bos silinder di bagian belakang yang memanjang di suatu tempat antara ” dan ” (12,7-19 mm) tergantung pada lokasi.” Boss ini memungkinkan pelat dibaut ke transmisi sambil tetap memberikan jarak bebas.

“Dengan program Penggilingan Dinamis, kami menggunakan penggilingan akhir ” (12,7 mm) dan kedalaman pemotongan penuh untuk menghilangkan sebagian besar material. Pada dasarnya, kami menghapus semua material hingga sekitar 1¼” (31,75 mm) dengan pengecualian tiga bos silinder,” katanya. Mereka kemudian menggunakan ball end mill ” (12,7 mm) untuk meninggalkan fillet di bagian bawah bos. “Kami membiarkan Mastercam hadir dengan jalur pahat dan operasi pemotongan yang dioptimalkan Penggilingan Dinamis. Fitur simulasi Verifikasi Mastercam adalah sesuatu yang kami gunakan untuk setiap program tepat sebelum kami menjalankannya.” Dengan mengonfirmasi semua langkah dari setiap program, mereka memastikan tidak ada potensi masalah.

“Saya harus mengatakan, proyek batu penjuru ini, serta banyak proyek lainnya, sangat luar biasa bagi siswa dan program kami,” kata Herger.

Untuk informasi lebih lanjut dari Mastercam-CNC Software Inc., kunjungi www.mastercam.com atau telepon 860-875-5006.