Acelere el diseño de manufactura aditiva con el nuevo plug-in DED de Autodesk PowerMill 2019

Manufacturing Engineering: La última actualización de PowerMill 2019 de Autodesk añade un nuevo módulo plug-in aditivo. ¿Puede describir este sistema de manufactura aditiva "de alta tasa" y cómo funciona?

Clinton Perry: PowerMill 2019 proporciona una suite dedicada de herramientas para programar procesos aditivos de alta tasa — comúnmente conocidos como deposición de energía dirigida [DED]. El proceso DED utiliza una máquina herramienta CNC o robot industrial que puede enfocar una fuente de energía — típicamente láser, arco o haz de electrones — en un punto en el espacio. Al mismo tiempo, material [ya sea en polvo metálico o forma de alambre] se alimenta en el 'punto caliente'. La fuente de energía hace que el material se derrita, formando un charco fundido. Al maniobrar este charco alrededor es posible construir formas 3D — y hacerlo de manera altamente controlada.

Quienes están familiarizados con impresoras 3D de lecho de polvo saben que pueden producir formas 3D increíblemente intrincadas. Sin embargo, la tecnología subyacente significa que están limitadas en términos de tasas de deposición de material y el tamaño de pieza que puede producirse. Estas limitaciones han impactado la adopción de esta forma de manufactura aditiva en ciertas industrias y aplicaciones.

En comparación, el proceso DED usa niveles de energía más altos y tasas de flujo de material, resultando en tasas de deposición sustancialmente más altas, permitiendo construir piezas más rápido. Además, el envolvente de trabajo mayor proporcionado por máquinas CNC y robots significa que DED puede construir piezas significativamente más grandes. Estas dos características clave hacen de DED una solución rentable para producir componentes a gran escala comúnmente vistos en industrias como aeroespacial, generación de energía, etc.

Impulsar un proceso DED requiere trayectorias de herramienta altamente especializadas que controlen exactamente cómo y dónde se deposita material, evitando cualquier sobreconstrucción localizada. PowerMill 2019 provee una suite dedicada de herramientas para crear, controlar y simular estrategias de deposición para ayudar a fabricantes a explotar el potencial de DED.

ME: ¿Cuáles son algunas ventajas ofrecidas por máquinas híbridas CNC/AM sobre CNC puras o sistemas aditivos tradicionales?

Perry: La mayoría de fabricantes principales de máquinas herramienta CNC han comenzado a ofrecer máquinas híbridas que pueden entregar tanto tecnología aditiva como sustractiva. Hay algunos beneficios obvios; una sola máquina híbrida ocupará menos espacio, ayudará a reducir tiempo de configuración de pieza y minimizará riesgo de error humano. Sin embargo, los beneficios reales son mucho más fundamentales.

Con flujos de trabajo aditivos y sustractivos separados, una pieza típicamente se deposita completamente antes de transferir a una máquina CNC para fresado de precisión. Aunque esto también es alcanzable con máquinas híbridas, la mayor flexibilidad significa que los dos procesos pueden combinarse de formas alternativas.

Por ejemplo, una pieza puede depositarse parcialmente antes de fresar CNC características críticas. Las fases de construcción y corte se alternan hasta que la pieza termina. Combinar las tecnologías de esta manera permite a máquinas híbridas producir piezas que no pueden producirse con máquinas separadas.

Un ejemplo notable de esto se mostró recientemente en la instalación de Manufactura Avanzada de Autodesk en Reino Unido, donde una máquina híbrida Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD se usó para reparar un disco de compresor aeroespacial dañado. El proceso comenzó fresando CNC las puntas dañadas de las aspas del disco antes de usar un láser y polvo en forma de DED para depositar titanio y reemplazar el material mecanizado. Finalmente, la máquina usó sondas de alta precisión para medir y fresar CNC el material excedente, dejando una mezcla casi perfecta entre material viejo y nuevo.

ME: El nuevo sistema PowerMill Additive apunta tanto a sistemas de mecanizado de tres y cinco ejes como a robots. ¿Cómo difiere cuando se usa con CNC o con robots?

Perry: En lo que respecta a creación de trayectorias de herramienta, no hay diferencias whatsoever. Las trayectorias aditivas de PowerMill pueden ejecutarse en una máquina herramienta CNC o robot. Una gama de estrategias aditivas se suministra para servir las siguientes aplicaciones:

• Crear trayectorias 2D para construir formas prismáticas completas.
• Producir estrategias de tres o cinco ejes para añadir características localizadas a piezas existentes [ej., añadir orejetas al lado de una carcasa de motor aero].
• Generar movimiento de tres o cinco ejes para añadir recubrimientos a piezas ya sea totalmente o en regiones localizadas [ej., añadir recubrimiento resistente al desgaste a una pieza que experimenta altos niveles de abrasión].

Las estrategias aditivas se crean en la misma interfaz usada para producir trayectorias sustractivas. Esto significa que pueden optimizarse usando herramientas de edición de trayectorias de PowerMill. Además, PowerMill permite editar parámetros clave del proceso, como potencia láser, tasa de flujo de polvo y flujo de gas, punto por punto.

Una vez que las trayectorias se han producido y optimizado, pueden simularse usando un gemelo virtual de la máquina herramienta CNC/robot, permitiendo identificar y evitar movimientos problemáticos de la máquina, como reversiones de eje y/o sobre-recorrido.

Finalmente, PowerMill permite exportar trayectorias a simulación Autodesk Netfabb para un análisis más profundo de todo el proceso de construcción, incluyendo revisión térmica y relacionada con tensiones. Esto da a fabricantes mayor confianza de que el proceso de construcción producirá buenas piezas.

ME: ¿Qué clientes o qué industrias o aplicaciones están usando el sistema?

Perry: AM ofrece beneficios sustanciales a muchas industrias, incluyendo aeroespacial, petróleo y gas, moldes y matrices, generación de energía, deportes de motor y marina. El Puerto de Rotterdam es uno de los centros de envío más concurridos del mundo y un punto focal para grandes embarcaciones que requieren mantenimiento. Si un buque de carga comercial queda varado en muelle esperando una pieza de repuesto, puede costar literalmente millones de dólares en negocio perdido. El enfoque tradicional sería construir almacenes en ubicaciones clave alrededor del mundo y llenarlos con piezas de repuesto — por si acaso se necesitan.

El equipo RAMLAB [Rotterdam Additive Manufacturing Lab] reconoció el potencial de usar DED y manufactura híbrida para producir piezas de repuesto bajo demanda cuando y donde se necesiten.

Su primer proyecto vio la creación de una hélice de aleación de bronce midiendo más de 5' [1.5 m] de diámetro y requiriendo más de 400 kg de material depositado. La hélice terminada pasó pruebas exhaustivas antes de ser certificada por la autoridad gobernante como navegable — ¡un primer mundo para una hélice manufacturada aditivamente! Al producir piezas de esta manera, RAMLAB puede reducir el tiempo que un buque de carga está fuera de servicio. Además de evitar millones de dólares en retrasos, también elimina la necesidad de una red de almacenes completamente surtidos.

ME: ¿Qué otras nuevas características encontrarán los mecanizadores en PowerMill 2019 para mecanizado tradicional?

Perry: El software incluye varias mejoras para manufactura sustractiva. PowerMill ha ofrecido evasión de colisiones de cinco ejes por muchos años, significando que se pueden crear trayectorias que eviten colisiones o cuasi-colisiones involucrando el ensamblaje de herramienta de corte. En versiones anteriores, el usuario podía elegir entre una gama de diferentes opciones de evasión. La elección dependía de la forma de la pieza mecanizada y la estrategia usada. PowerMill 2019 incluye una nueva opción de 'inclinación automática de eje de herramienta' que funciona en todos los tipos de trayectoria y todas las formas de modelo. Esto hace más simple para programadores crear código NC seguro de cinco ejes, y es particularmente adecuado para usuarios que pueden ser nuevos en mecanizado de cinco ejes.

La estrategia de desbaste de alta eficiencia Vortex de PowerMill ha sido mejorada para ofrecer una nueva opción 'desde stock'. Basada en la funcionalidad de desbaste adaptativo de Autodesk, esto crea trayectorias con offsets basados en la forma del stock mecanizado y típicamente resulta en tiempos de ciclo reducidos. En pruebas, un inserto de núcleo P20 fue mecanizado usando la nueva opción 'desde stock' y el tipo de trayectoria previo 'desde modelo'. La opción 'desde stock' tuvo un tiempo de ciclo 33% más rápido.

ViewMill es la herramienta de simulación de stock de PowerMill. Muestra una representación realista del stock en cualquier punto del proceso de mecanizado. Con el lanzamiento de PowerMill 2019, ViewMill incluye un nuevo modo de sombreado de espesor que hace más fácil para programadores visualizar la distribución de stock sin mecanizar en sus piezas. Una serie de barras deslizantes dinámicas permite cambiar el color de la simulación para identificar instantáneamente superficies que han sido terminadas, así como mostrar regiones donde material restante necesita ser removido o áreas localizadas donde pueden haber ocurrido rebabas. La mejora da a programadores mayor confianza de que las piezas serán completamente mecanizadas al sacarlas de la máquina herramienta.

PowerMill 2019 también incluye la capacidad de exportar datos críticos de manufactura a Autodesk Fusion Production, una herramienta basada en la nube que permite a fabricantes programar trabajo, rastrear trabajos y monitorear utilización de máquinas CNC. Fusion Production permite a las partes interesadas clave acceder a información clave sobre el estado de una instalación de manufactura, permitiendo identificar cuellos de botella, revisar y mejorar procesos, y maximizar la eficiencia general de equipos. Al ser un sistema basado en la nube, Fusion Production permite acceder a datos en cualquier momento, en cualquier lugar y en prácticamente cualquier dispositivo móvil o de escritorio.

Nuevos lanzamientos

El desarrollador de metrología Hexagon Manufacturing Intelligence (North Kingstown, RI) ha lanzado su actualización PC-DMIS 2018 R1 del software de medición de la compañía, que incluye la primera de dos versiones PC-DMIS programadas para 2018.

PC-DMIS 2018 R1 permite a usuarios convertir AutoFeatures a puntos o usar los golpes medidos para nuevas construcciones y dimensiones, disponible para AutoFeatures de plano, círculo y cilindro, dijo la compañía. Al convertir cada golpe a un punto vectorial, la característica de optimización de ruta puede usarse para mejorar el orden de medición de puntos, reduciendo el número de cambios de punta de sonda y tiempo total de medición. Nuevo soporte para Q-DAS Traces permite análisis más fácil de datos PC-DMIS. El nuevo control QuickSet permite a usuarios usar tanto QuickFeature como Selección GD&T y aún tener la capacidad de modificar estrategias de medición.

"Con PC-DMIS 2018 R1, cumplimos nuestro compromiso de añadir los elementos más solicitados del 'Centro de Ideas' de usuarios", dijo Ken Woodbine, gerente de línea de producto para Software de Metrología en Hexagon Manufacturing Intelligence. "Estos incluyen la característica de manipulación gráfica de puntos y la funcionalidad AutoFeature 'push-to-points'. También introducimos integración con el software Q-DAS estándar de la industria para que parámetros clave de proceso que afectan calidad puedan ser identificados y rastreados."

La velocidad mejorada de medición QuickFeature permite a usuarios crear múltiples círculos y cilindros con un clic, optimizado para patrones de agujeros de pernos o siempre que las superficies contengan múltiples características del mismo tamaño y forma, según la compañía. El sistema también introduce flujo de trabajo mejorado de AutoFeature Flush and Gap para inspección de nube de puntos.

Una versión iOS de CorelCAD Mobile de Corel Corp. (Ottawa, ON) ya está disponible para iPhone y iPad, proporcionando a diseñadores técnicos capacidades CAD para impulsar productividad en movimiento. El nuevo CorelCAD Mobile para iOS ahora da a usuarios opciones para tanto dispositivos Apple como sistemas móviles Android, ofreciendo a usuarios en campo acceso a herramientas de diseño 2D y anotación para tabletas y smartphones.

CorelCAD Mobile es un CAD independiente diseñado para complementar la aplicación de escritorio CorelCAD 2018 para Windows y Mac. Los suscriptores de CorelCAD Mobile reciben un conjunto de herramientas de dibujo 2D, edición y visualización 3D, capacidades completas de anotación y más. Para usuarios que buscan un conjunto de características más ligero, una versión gratuita también está disponible con capacidades simplificadas, incluyendo visualización 2D y 3D.DWG y anotación básica.

CorelCAD Mobile ofrece a usuarios la capacidad de esbozar ideas en movimiento, compartir diseños entre escritorio y móvil, hacer reuniones más eficientes, anotar dibujos en sitio y hacer modificaciones a dibujos según sea necesario. El software ya está disponible para iPhone y iPad en Apple App Store y para Android en Google Play Store. Las suscripciones tienen precio de $99.99 o $9.99 por mes. Versiones de modo simple gratuitas también están disponibles.

La última actualización de software CAM WorkNC 2018 R1 de Vero Software (Gloucester, UK, y Tuscaloosa, AL) incluye no solo su nuevo WorkNC Designer "CAD para CAM" sistema de modelado directo CAD sino también un nuevo Módulo Robot. A medida que los robots se vuelven más comunes en la planta, hay una necesidad creciente de proveer programación fuera de línea para ellos, según el Gerente de Marca WorkNC Miguel Johann.

"Nuevas herramientas de simulación y resolución de singularidades en WorkNC 2018 R1 significan que los usuarios pueden aprovechar al máximo los enormes beneficios que los robots aportan al proceso de manufactura", dijo Johann. "Por ejemplo, liberan trayectorias de herramienta de las limitaciones del fresado, ya que la herramienta al final del brazo del robot también puede ser una amoladora, una cabeza láser, una boquilla de soldadura, o cualquier otra herramienta que la creatividad de ingeniería pueda imaginar."

Los robots también permiten que la herramienta sea fija y la pieza se mueva alrededor de ella, en lugar del método tradicional de componente fijo y herramienta en movimiento, dijo Johann. "Pero los robots son tan buenos como el software que los programa, y este último desarrollo en WorkNC 2018 R1 asegura que los fabricantes puedan estar a la vanguardia de la tecnología robótica."

WorkNC también tiene nuevas características incorporadas en Waveform Roughing que mejoran eficiencia y rendimiento, incluyendo soporte para nuevas herramientas en estrategias de mecanizado trocoidal.

Actualización de Software es editada por el Editor Senior Patrick Waurzyniak.