Cómo usar un accesorio diseñado generativamente para mecanizar con Fusion 360

Después de mis publicaciones de "Cómo mecanizar", hoy explicaré un proceso ligeramente diferente, cómo mecanizar una pieza utilizando un dispositivo de diseño generativo impreso en 3D. Encontrar la mejor forma de sujetar la pieza para el mecanizado puede ser uno de los aspectos más complicados del proceso. El uso del diseño generativo dentro de Fusion 360 ayuda a que esto sea mucho más fácil. Para aquellos de ustedes que aún no conocen el diseño generativo (¡realmente se lo están perdiendo, sigan este enlace para obtener más información!), implica configurar obstáculos y preservar la geometría, para que el software pueda diseñar la pieza por usted. . Una de las restricciones de fabricación que los usuarios pueden aplicar permite solo resultados imprimibles en 3D. En este caso, esto hizo que el diseño y la fabricación de mi luminaria fueran mucho más rápidos, en comparación con las técnicas tradicionales. Si desea ver algunas secuencias de mecanizado para esto, siga este enlace.

Accesorio de diseño generativo

Primero, creé el diseño de mi lámpara para sostener mi parte. Para ello, utilicé el espacio de trabajo de Diseño Generativo. Configuré la geometría de los obstáculos, las áreas donde no se crearía material, de modo que pudiera colocar pernos desde abajo para unir la pieza al accesorio. Del mismo modo, creé la geometría de los obstáculos, de modo que el accesorio en sí pudiera unirse a una placa Lang. Esto significaba que el accesorio podía ubicarse en la máquina con precisión, apretando solo una tuerca. Para preservar las geometrías, las áreas donde se puede crear material, las configuré alrededor de los orificios donde el accesorio se uniría a la pieza. Esto fue para garantizar que estos agujeros se crearan con suficiente material a su alrededor para que funcionaran de manera efectiva. Luego apliqué las cargas necesarias que el accesorio tendría que soportar durante el proceso de mecanizado (tomé estos valores de un proyecto anterior de Autodesk).

Resultados generativos de accesorios

El diseño generativo produce múltiples resultados, cada uno capaz de soportar las cargas especificadas. Esto me permitió seleccionar el que mejor se adaptaba a mis necesidades. Quería imprimir mi accesorio en 3D para crear prototipos rápidos. Por lo tanto, elegí uno que fuera más bajo en masa, por lo que sería más fácil y económico de imprimir. Podría estar seguro de que Fusion 360 me dio un diseño que, aunque más ligero, cumpliría con los requisitos. La siguiente imagen muestra el accesorio que elegí. Luego lo imprimí en la Stratasys Fortus 380mc en el Centro de Tecnología de Birmingham. El material que elegí fue un polímero ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate), con cada capa de 0,33 mm de altura. El tiempo total de impresión fue de alrededor de 7 horas por aparato. ¡No está nada mal teniendo en cuenta el tiempo que normalmente lleva producir accesorios con métodos de fabricación tradicionales!

Configuraciones

Otro beneficio de usar un accesorio de diseño generativo fue que podía hacer la mayor parte del mecanizado en una sola configuración, aunque programé varias operaciones 3+2. Sin embargo, todavía necesitaba perforar agujeros en un lado del bloque de aluminio para unirlo al accesorio. Por lo tanto, para esto, usé un tornillo de banco Lang. Esta herramienta me permitió sujetar el material con solo 3 mm de sujeción y volver a colocarlo dentro de una tolerancia de 5 micras. Esto hace que el proceso sea extremadamente fiable y repetible. Para la segunda configuración, usé mi dispositivo de diseño generativo y ejecuté las trayectorias restantes solo con esto como mi mecanismo de sujeción.

Desbaste

Utilicé la estrategia 3D Adaptive Clearing para desbastar la mayor parte del material. Esto me permitió usar la longitud de corte completa de mi fresa de extremo de 12 mm, mientras mantenía la carga de la herramienta y el ángulo de ataque constantes. Esto es mucho mejor para la vida útil de la herramienta y limpia el material mucho más rápido que el desbaste tradicional. Otro aspecto que vale la pena mencionar es que tuve que crear parches sobre ciertas áreas del modelo en las que no quería que entrara la herramienta durante el proceso de desbaste. Esta es una gran ventaja de usar un sistema CADCAM integrado, ya que podría agregarlos rápidamente para simplificar mi programación. Puede ver estos parches en uso en la siguiente imagen.

Acabado

Usé múltiples estrategias para terminar esta parte, ya que tenía muchas características diferentes. Una de las principales áreas que requería un acabado detallado eran los “pies” de la pieza. Para estos, utilicé una trayectoria paralela, con una punta esférica de 8 mm y paso de 0,1 mm. Esto dio un gran acabado superficial sin necesidad de pulido manual.

Para los símbolos A y F, utilicé Scallop con una punta esférica de 3 mm. Aunque estos estaban ubicados en el costado de la pieza, pude programarlos fácilmente usando la Orientación de la herramienta. Esta opción hace que sea muy fácil crear trayectorias de herramientas 3+2 en Fusion 360. Solo tenía que activar la casilla de verificación Orientación de la herramienta, seleccionar mi eje Z directamente del CAD y estaba todo listo. Como tenemos un muñón en el Haas VF2 en el que mecanicé esta pieza, llevar a cabo esta y otras operaciones 3+2 fue muy sencillo. Si desea obtener más información sobre la Orientación de herramientas, puede leer esta publicación.

Conclusión

El tiempo total de mecanizado de esta pieza fue de unas 2 horas, pero todo el proceso, que habría llevado mucho más tiempo, se aceleró al poder utilizar un accesorio de diseño generativo que se podía imprimir rápidamente internamente. El CADCAM integrado de Fusion 360 hizo que todo el flujo de trabajo de diseño y fabricación fuera rápido y fluido, ya que fue fácil para mí cambiar entre los espacios de trabajo Generativo, Diseño y Fabricación en cada etapa. Si desea probarlo, pero aún no ha probado el software, puede descargar una versión de prueba gratuita en este enlace.