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使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程

使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程Clinton Perry
产品营销经理
Autodesk Inc.

制造工程:Autodesk 的最新 PowerMill 2019 更新增加了一个新的附加插件模块。您能描述一下这种“高速”增材制造系统及其工作原理吗?

Clinton Perry:PowerMill 2019 提供了一套专用工具来对高速增材工艺进行编程——通常称为定向能量沉积 [ DED]。 DED 过程利用 CNC 机床或工业机器人,它们可以将电源(通常是激光、电弧或电子束)聚焦在空间中的一个点。同时,材料 [以金属粉末或线材形式] 被送入“热点”。电源使材料熔化,形成熔池。通过操纵这个水坑周围可以构建 3D 形状,而且是以高度可控的方式进行。

熟悉粉末床 3D 打印机的人都知道,它们可以制作出极其复杂的 3D 形状。然而,底层技术意味着它们在材料沉积速率和可生产的零件尺寸方面受到限制。这些限制影响了在某些行业和应用中采用这种形式的增材制造。

相比之下,DED 工艺使用更高的功率水平和材料流速,从而导致更高的沉积速率,从而使部件能够建造得更快。此外,CNC 机器和机器人提供的更大的工作范围意味着 DED 可以制造更大的零件。这两个关键特性使 DED 成为一种具有成本效益的解决方案,可用于生产航空航天、发电等行业中常见的大型组件。

驱动 DED 过程需要高度专业化的刀具路径来控制材料的确切存放方式和位置,同时避免任何局部过度建造。 PowerMill 2019 提供了一套专用工具来创建、控制和模拟沉积策略,以帮助制造商利用 DED 的潜力。

ME:混合型 CNC/增材制造机器优于纯 CNC 还是传统增材系统?

Perry:大多数主流 CNC 机床制造商已经开始提供可以提供增材和减材技术的混合机床。有一些明显的好处;单个混合机床将占用更少的占地面积,有助于减少零件设置时间,并将人为错误的风险降至最低。然而,真正的好处更为根本。

使用单独的增材和减材工作流程,零件通常会在转移到 CNC 机器进行精密铣削之前完全沉积。虽然这也可以通过混合动力机器实现,但更大的灵活性意味着两个 p可以以替代方式组合工艺。

例如,零件可能在 CNC 铣削关键特征之前部分沉积。然后交替构建和切割阶段,直到零件完成。以这种方式组合这些技术允许混合机器生产单独机器无法生产的零件。

最近在 Autodesk 的英国先进制造工厂展示了这方面的一个显着例子,其中一台 Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD 混合机用于修复损坏的航空航天压缩机盘。该过程首先通过 CNC 铣削掉圆盘上损坏的叶片尖端,然后使用激光和粉末形式的 DED 沉积钛以替换被加工掉的材料。最后,该机器使用高精度探测来测量和 CNC 铣削多余的材料,在新旧材料之间留下近乎完美的混合。

我:新的 PowerMill Additive 系统同时针对三轴和五轴加工系统我们机器人。它与 CNC 或机器人一起使用时有何不同?

Perry:就刀具路径创建而言,没有任何区别。 PowerMill 的增材刀具路径可以在 CNC 机床或机器人上运行。提供了一系列附加策略来服务于以下应用:

  • 创建 2D 刀具路径以构建完整的棱柱形状。
  • 生成三轴或五轴策略以添加局部化为现有零件添加特征 [例如,在航空发动机外壳的侧面添加凸耳]。
  • 生成三轴或五轴运动以在整个零件或局部区域添加涂层 [例如,添加耐磨涂层到经历高磨损程度的零件]。

在用于生成减法刀具路径的同一界面中创建增材策略。这意味着它们可以使用 PowerMill 的刀具路径编辑工具进行优化。此外,PowerMill 允许关键工艺参数,例如激光功率呃,粉末流量和气体流量,要逐点编辑。

生成和优化刀具路径后,可以使用 CNC 机床的虚拟双胞胎进行模拟/机器人,允许识别和避免有问题的机器运动,例如轴反转和/或超程。

最后,PowerMill 允许将刀具路径导出到 Autodesk Netfabb 模拟以进行更深入的分析整个构建过程,包括与热和压力相关的审查。这让制造商更加相信构建过程将生产出优质零件。

ME:哪些客户或哪些行业或应用程序正在使用该系统?

Perry:增材制造为许多人带来了实质性的好处工业,包括航空航天、石油和天然气、模具和模具、发电、赛车运动和船舶。鹿特丹港是世界上最繁忙的航运枢纽之一,也是需要维修的大型船舶的聚集地。如果商业货船被困在码头等待更换零件,这可能会导致数百万美元的业务损失。传统方法是在世界各地的关键地点建造仓库并装满备件——以备不时之需。

RAMLAB [鹿特丹增材制造实验室] 团队认识到使用 DED 的潜力以及混合制造,以便在需要的时间和地点按需生产替换零件。

他们的第一个项目是制造直径超过 5' [1.5 m] 且需要超过 400 kg 的青铜合金螺旋桨要沉积的材料。成品螺旋桨在被管理机构认证为适航之前经过了详尽的测试——这是世界上第一个增材制造的螺旋桨!通过以这种方式生产零件,RAMLAB 可以减少货船停运的时间。除了避免数百万美元的延误外,它还消除了对库存充足的仓库网络。

ME:机械师会在 PowerMill 2019 中发现哪些用于传统加工的其他新功能?

使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程Autodesk 的 PowerMill 2019 更新允许增材刀具路径在 CNC 机床上运行工具或机器人,包含一系列可优化 PowerMill 刀具路径编辑工具的附加策略。图片由 Autodesk

Perry 提供:该软件包括减材制造的多项增强功能。 PowerMill 多年来一直提供五轴防撞功能,这意味着可以创建刀具路径来避免涉及切削刀具组件的碰撞或未遂事故。在以前的版本中,用户可以从一系列不同的回避选项中进行选择。所做的选择取决于所加工零件的形状和所使用的策略。 PowerMill 2019 包括一个新的 ‘automatic' 工具轴倾斜选项适用于所有刀具路径类型和所有模型形状。这使程序员可以更轻松地创建安全的五轴 NC 代码,特别适合可能不熟悉五轴加工的用户。

PowerMill 的 Vortex 高效粗加工策略已得到增强,可提供新的“现货”选项。基于 Autodesk 的自适应清算功能,这会根据正在加工的毛坯形状创建带有偏移的刀具路径,通常会缩短循环时间。在测试中,使用新的“来自库存”选项和之前的“来自模型”刀具路径类型加工了 P20 型芯刀片。 “从库存”选项的周期时间缩短了 33%。

ViewMill 是 PowerMill 的库存模拟工具。它在加工过程中的任何时候显示毛坯的真实表示。随着 PowerMill 2019 的发布,ViewMill 包含一个新的厚度着色模式,使程序员更容易可视化未加工毛坯在其零件上的分布。一系列动态滑块允许更改模拟的颜色,以立即识别已完成的表面,并显示需要去除剩余材料的区域或可能出现凿痕的局部区域。这一改进让程序员更有信心,从机床上卸下零件后,零件将得到完整加工。

PowerMill 2019 还包括将关键制造数据导出到 Autodesk Fusion Production 的功能,Autodesk Fusion Production 是一种基于云的工具,允许制造商安排工作、跟踪作业和监控 CNC 机器的利用率。 Fusion Production 允许关键项目利益相关者访问有关制造设施状态的关键信息,从而识别瓶颈,审查和改进流程,并最大限度地提高整体设备效率。作为一个基于云的系统tem,Fusion Production 允许随时随地在几乎任何移动或桌面设备上访问数据。

新版本

计量开发商 Hexagon Manufacturing Intelligence(罗德岛北金斯敦)已经推出其公司测量软件的 PC-DMIS 2018 R1 更新,其中包括计划于 2018 年发布的两个 PC-DMIS 版本中的第一个。

使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程Hexagon 的 PC-DMIS 2018 R1 更新包括增强的速度和新的测量功能。图片由 Hexagon Manufacturing Intelligence 提供

该公司表示,PC-DMIS 2018 R1 允许用户将 AutoFeatures 转换为点或使用新结构和尺寸的测量命中,可用于平面、圆形和圆柱体 AutoFeatures。通过将每个命中转换为向量点,可以使用优化路径功能来增强 poi 的顺序nt 测量,减少探头尖端更换次数和整体测量时间。对 Q-DAS 轨迹的新支持使 PC-DMIS 数据的分析更加容易。新的 QuickSet 控件允许用户同时使用 QuickFeature 和 GD&T Selection,并且仍然能够修改测量策略。

“借助 PC-DMIS 2018 R1,我们履行了我们的承诺,从Hexagon Manufacturing Intelligence 计量软件产品线经理 Ken Woodbine 说。 “这些包括图形点操作功能和‘点对点’AutoFeature 功能。我们还引入了与行业标准 Q-DAS 软件的集成,因此可以识别和跟踪影响质量的关键工艺参数。”

QuickFeature 测量速度的提高使用户能够一键创建多个圆和圆柱,针对螺栓孔模式或任何时候进行了优化据该公司称,表面包含多个相同大小和形状的特征。该系统还为点云检查引入了改进的 Flush and Gap AutoFeature 工作流程。

使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程CorelCAD Mobile 现在有 iOS 和 Android 版本供工程师使用.图片由 Corel Corp. 提供。

Corel Corp.(安大略省渥太华)的 iOS 版 CorelCAD Mobile 现在可用于 iPhone 和 iPad,为技术设计师提供 CAD 功能以提高移动工作效率。新的 CorelCAD Mobile for iOS 现在为用户提供了适用于 Apple 设备和 Android 移动系统的选项,使现场用户能够访问适用于平板电脑和智能手机的 2D 设计和注释工具。

CorelCAD Mobile 是一个独立的旨在补充 CorelCAD 2018 桌面应用程序的 CAD适用于 Windows 和 Mac 的许可证。 CorelCAD Mobile 订阅者会收到一组 2D 绘图、编辑和 3D 查看工具、完整的注释功能等。对于寻求更简单功能集的用户,还提供具有简化功能的免费版本,包括 2D 和 3D.DWG 查看和基本注释。

CorelCAD Mobile 使用户能够随时随地绘制创意草图,在桌面和移动设备之间共享设计、提高会议效率、现场注释图纸以及根据需要修改图纸。该软件现在可在 Apple App Store 上用于 iPhone 和 iPad,在 Google Play Store 上可用于 Android。订阅价格为 99.99 美元或每月 9.99 美元。还提供免费的简单模式版本。

来自 Vero Software(英国格洛斯特和阿拉巴马州塔斯卡卢萨)的最新 WorkNC 2018 R1 CAM 软件更新不仅包括其新的 WorkNC Designer“CAD for CAM”直接建模CAD系统还有一个新的机器人模块。由于机器人根据 WorkNC 品牌经理 Miguel Johann 的说法,由于在车间变得越来越普遍,因此越来越需要为他们提供离线编程。

使用新的 CAD/CAM 工具加速增材制造设计过程ABB 机器人在 Vero Software 的新 WorkNC 机器人模块中模拟,为用户提供离线功能机器人编程。图片由 Vero Software 提供

“WorkNC 2018 R1 中的新模拟和奇点解析工具意味着用户可以充分利用机器人为制造过程带来的巨大好处,”Johann 说。 “例如,它们将刀具路径从铣削的限制中解放出来,因为机器人手臂末端的工具也可以是磨床、激光头、焊接喷嘴或任何其他工程创意可以想到的工具。”

机器人还允许固定工具并围绕它移动零件,而不是 of 固定组件和移动工具的传统方法,Johann 说。 “但机器人的好坏取决于对它们进行编程的软件,而 WorkNC 2018 R1 的这一最新发展确保制造商可以处于机器人技术的前沿。”

WorkNC 还在 Waveform 中加入了新功能提高效率和性能的粗加工,包括支持摆线加工策略中的新刀具。

软件更新由高级编辑 Patrick Waurzyniak 编辑。

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