Revolucionando el diseño y la fabricación con tecnologías híbridas aditivas/sustractivas

Manufacturing Engineering: ¿Cuáles son algunas de las tendencias clave en CAD/CAM y software de fabricación relacionado, como diseño generativo, fabricación aditiva e híbrida?

Sanjay Thakore: Algunas de las tendencias clave en fabricación son provocadas por la convergencia de las industrias de diseño y fabricación. Con los fabricantes bajo más presión que nunca para entregar mejores productos más rápido y a menor coste, la necesidad de conectar y automatizar los procesos de diseño y fabricación para reducir iteraciones, errores y tiempos de entrega se está volviendo crítica.

La computación en la nube y la tecnología móvil, en combinación con la automatización, están trayendo nuevos medios de trabajo ágil y colaborativo a la fabricación. Estas tendencias dominarán en los próximos años. Además, tecnologías emergentes como la fabricación aditiva han creado más flexibilidad para el proceso de fabricación a través de la libertad de diseño. La fabricación aditiva a menudo se complementa con mecanizado sustractivo para ayudar a lograr especificaciones de diseño en un proceso híbrido.

La combinación de convergencia industrial y nueva tecnología de fabricación está creando oportunidades de automatización inéditas. Complejos desafíos de diseño e ingeniería pueden resolverse a una fracción del coste [de los procesos de diseño tradicionales] con tecnología de diseño generativo como la que presenta Autodesk Fusion 360. El diseño generativo es una herramienta de exploración de diseño que genera simultáneamente múltiples soluciones listas para CAD basadas en restricciones de fabricación del mundo real, demandas de rendimiento del producto y requisitos de coste. Los ingenieros pueden, por tanto, explorar el espacio de diseño considerando múltiples materiales y métodos de fabricación y elegir la opción que mejor equilibre los requisitos de rendimiento y coste.

ME: ¿Qué hay de nuevo en estas áreas desde el área de mecanizado de producción de Autodesk?

Thakore: Fusion 360 sigue creciendo como un ecosistema de fabricación basado en la nube y el equipo ha estado ocupado con actualizaciones significativas recientes. Los aspectos destacados incluyen mejoras para torneado tanto desde el punto de vista de definición de herramienta como de operaciones y una función de programas NC para ayudar a listar, ordenar y optimizar configuraciones y sus respectivas operaciones antes del post-procesamiento.

También hemos lanzado una nueva extensión de fabricación, que es un paquete de sofisticadas tecnologías de fabricación de Autodesk, reimaginadas y entregadas en Fusion 360 para aumentar la eficiencia de producción. Cuando se activa, actúa como un entorno de fabricación híbrida, permitiendo a los usuarios realizar procesos de vanguardia como acabado de superficies complejas, taladrado automatizado, fabricación aditiva y flujos de trabajo de verificación automatizados.

Para aplicaciones más especializadas, PowerMill es el sistema CAM experto de Autodesk para mecanizado de alta velocidad y cinco ejes, ofreciendo una gama completa de herramientas para permitir la fabricación de moldes, herramientas y otras formas complejas. Versiones anteriores de PowerMill han mejorado la robustez y seguridad con tecnología como evitación de colisiones usando inclinación automática del eje de herramienta. Más recientemente, PowerMill 2020 se centró en la velocidad, mejorando significativamente los tiempos para cálculo de trayectoria de herramienta, simulación de trayectoria de herramienta y verificación de programa NC. Estas mejoras ayudarán a reducir los tiempos de programación para entregas más rápidas.

ME: ¿Qué tan crítico se está volviendo el elemento de fabricación aditiva para los talleres de mecanizado de producción de hoy?

Thakore: La aparición de la fabricación aditiva como un aspecto principal de la fabricación de piezas ha permitido nuevas formas para que los talleres de mecanizado aborden desafíos existentes y formas de diferenciar su negocio. Primero, la fabricación aditiva construye piezas capa por capa —por esto, se pueden fabricar piezas con estructuras internas complejas que serían imposibles de hacer convencionalmente. Como las piezas se construyen directamente desde el diseño CAD, el tiempo para producir piezas en pequeños volúmenes de producción se reduce enormemente y sin los costes asociados al utillaje. Esto puede ser especialmente útil para prototipado.

Si los talleres de mecanizado de hoy tienen diseño interno y soportan fabricación aditiva, están capacitados para reimaginar la efectividad de sus diseños existentes con iteraciones rápidas a través de prototipado aditivo, y si no, son capaces ofertar por una gama más amplia de piezas.

Otra aplicación clave para la aditiva es el utillaje. Tome Matsuura UK, que distribuye centros CNC Matsuura y equipos aditivos HP. A través del uso de diseño generativo en Fusion 360 pudo reducir el tiempo de espera en utillajes personalizados de semanas a horas. Este proceso dio a sus clientes una ventaja competitiva única además de hacer sus trabajos diarios más fáciles al crear automáticamente sujeciones de pieza personalizadas e imprimir estos utillajes en un polímero de alta resistencia durante la noche. ¡Esto permite que las máquinas empiecen a cortar en 24 horas y las piezas se entreguen en días!

ME: ¿Cuáles son algunas cosas importantes que los maquinistas CAD/CAM necesitan aprender al abordar la fabricación híbrida?

Thakore: Las tecnologías híbridas pueden reducir enormemente el desperdicio de material, tomar menos tiempo para producir una pieza que usando solo sustractiva, y proporcionar la flexibilidad de la aditiva mientras aún se pueden acabar superficies de mecanizado para la pieza final.

Si bien muchas máquinas se benefician de la verificación en proceso, esto es obligatorio para máquinas híbridas. Como las híbridas imprimen las formas que deben ser mecanizadas, deben completar múltiples pasos de operación en secuencia —y es esencial gestionar la acumulación de tolerancias a través de las diferentes operaciones. Los maquinistas deben verificar primero que se ha producido suficiente material antes de que comience cualquier mecanizado. El siguiente paso es optimizar la ubicación del material para cada pasada de mecanizado, y el paso final es verificar que se ha removido suficiente material antes de pasar al siguiente paso.

La planificación de fabricación híbrida puede incluir compensación de modelo para holguras de mecanizado, optimización de celosía, orientación de pieza y modelado o generación de soportes, programación de trayectoria de herramienta láser, simulación de construcción, programación de operaciones de mecanizado sustractivo, e inspección.

ME: ¿Cómo se están volviendo las técnicas de metrología/inspección más entrelazadas y críticas para los maquinistas CAM que trabajan en un taller típico o entorno de producción?

Thakore: El uso de rutinas de inspección automatizadas en mecanizado CNC proporciona numerosos beneficios que reducen desperdicio y mejoran productividad:

Configuración: La configuración de coordenadas de trabajo a través de inspección puede verificar la colocación y dimensiones del material de partida, asegurando que un programa NC no se desvíe por diferencias menores durante la configuración de la máquina. Verificar el posicionamiento correcto de piezas cargadas por palets, robots u otros sistemas automatizados es crucial para un mecanizado preciso.

Configuración de herramienta: Inexactitudes en la posición de la herramienta pueden llevar a daños en la herramienta, pieza y máquina por igual. Tener el posicionamiento correcto de la herramienta es tan importante como tener el posicionamiento correcto de la pieza para evitar errores costosos.

En proceso: Los maquinistas pueden monitorear características mecanizadas en proceso para identificar errores. Este proceso puede identificar cuando la pieza está fuera de tolerancia, permitiendo que la máquina herramienta alerte al maquinista o incluso ajuste automáticamente la fresa para compensar. La capacidad de verificar el éxito de una pasada dada hace de la inspección en proceso una excelente herramienta para automatización y mecanizado sin luces.

ME: ¿Cómo se ve el clima empresarial de fabricación actual para muchos talleres de producción?

Thakore: Para satisfacer la demanda creciente, dependemos de automatización, nueva tecnología y nuevos materiales. Hemos visto esto materializarse como un cambio de paradigma con discusiones en torno a la Industria 4.0. Simultáneamente, la naturaleza a medida de los productos está impulsada por la demanda del consumidor de productos personalizados.

Es imperativo que las empresas en el espacio de fabricación encuentren formas de mantener el ritmo con un mercado que cambia rápidamente para seguir siendo rentables, así como desarrollar una fuerza laboral que pueda trabajar junto a y con tecnología de próxima generación como Fusion 360 en combinación con avances en hardware y procesos. Estas tendencias están empujando a los fabricantes a repensar su estrategia y la forma en que diseñan y fabrican productos.

Siemens lanza cartera Opcenter Manufacturing Operations

Siemens Digital Industries Software, una unidad de Siemens AG con sede en Berlín y Múnich, ha lanzado el software Siemens Opcenter, una cartera de soluciones de software para gestión de operaciones de fabricación (MOM). Siemens Opcenter expande las soluciones de software MOM de Siemens al unir estos productos en una única cartera conectada, lista para la nube, con una experiencia de usuario armonizada que puede ayudar a los fabricantes a satisfacer demandas de eficiencia de producción, calidad, visibilidad y tiempo reducido a producción, según Siemens.

Opcenter integra capacidades MOM, incluyendo planificación y programación avanzadas, ejecución de fabricación, gestión de calidad, inteligencia y rendimiento de fabricación, y gestión de formulación, especificación y laboratorio. La nueva cartera combina productos incluyendo software Camstar, suite SIMATIC IT, Preactor, Suite de I+D y QMS Professional en una única cartera que unifica estos productos y aprovecha sinergias entre ellos. Una interfaz de usuario totalmente basada en web, moderna, consistente y adaptativa implementada en toda la cartera Siemens Opcenter ofrece una experiencia de usuario adaptada a la situación y facilita la implementación de nuevas capacidades y componentes adicionales mientras reduce los esfuerzos de formación, dijo Siemens.

“Siemens Opcenter es el siguiente paso lógico dada nuestra extensa innovación tecnológica y evolución de cartera MOM”, dijo Rene Wolf, vicepresidente senior, software de gestión de operaciones de fabricación, en Siemens Digital Industries Software. “Unir estos componentes como Siemens Opcenter y armonizar la experiencia del usuario final con otras partes de nuestra Plataforma de Innovación Digital hará mucho más fácil para los fabricantes gestionar su proceso de transformación digital”.

Además de lanzar Siemens Opcenter, Siemens también lanzó una nueva versión de su cartera de Sistemas de Ejecución de Fabricación (MES), Siemens Opcenter Execution, anteriormente SIMATIC IT y Camstar. Las nuevas características en estos lanzamientos se centran en dispositivos inteligentes, movilidad y capacidades de integración para optimizar flujos de datos y disponibilidad.

CNC Software lanza Mastercam 2020 software CAM

CNC Software Inc., el desarrollador de Mastercam con sede en Tolland, Connecticut, ha lanzado Mastercam 2020, su última versión del sistema CAM más instalado de la industria. Mastercam 2020 aumenta la productividad de mecanizado y reduce los costes de producción globales con nuevas funciones de automatización de fresado 2D hasta multieje, mejoras en CAD y preparación de modelo, configuración de máquina mejorada, y Herramientas 3D, según la empresa.

Mastercam 2020 aumenta la productividad y eficiencia de programación mientras reduce costes de producción con una serie de mejoras automatizadas de trayectoria de herramienta 2D hasta cinco ejes, según CNC Software. Dice que la nueva trayectoria de herramienta 3D Blend entrega un acabado superficial suave y de precisión y proporciona verificación de stock y portaherramientas. Mejoras de usabilidad en herramientas 3D incluyen iconos 3D en listas de herramientas, funcionalidad stop-on-contact al acoplar inserto a portaherramientas, y auto-población de punto de compensación al definir herramientas 3D.

El nuevo software aumenta la eficiencia y reduce el tiempo de configuración del trabajo y la preparación necesaria para el mecanizado y programación de piezas, con la capacidad de filtrar insertos y portaherramientas por atributos así como la capacidad de rastrear asociatividad. Mejoras de encadenamiento incluyen encadenamiento más rápido y fácil para Alambre y Sólidos, y mejoras en visualización y comportamiento de cadena.

Con mejoras en simulación de trayectoria de herramienta y máquina, gráficos de trayectoria de herramienta, y otras herramientas de verificación y análisis, Mastercam 2020 proporciona mayor seguridad de programación y permite tomar decisiones mejores e informadas antes de ejecutar un trabajo, según CNC Software. Estas mejoras incluyen ir a posición home en cambio de plano de herramienta, que mueve la herramienta a una posición home entre operaciones cuando hay un cambio de plano. El posicionamiento de eje rotativo permite a un usuario simular y visualizar movimiento multieje de la máquina herramienta, mientras que Skip Drill Cycle Pecking mejora las estimaciones de tiempo de ciclo, según la empresa.

Hexagon lanza QUINDOS 2019.2

Hexagon AB, Estocolmo, Suecia, dijo que su división Hexagon Manufacturing Intelligence ha lanzado la segunda versión completa de QUINDOS 2019, su software para geometrías especiales que ofrece un paquete flexible de soluciones, desde inspección estándar hasta tren de potencia.

La versión 2019.2 incluye la opción QUINDOS Virtual CMM — VCMM II para determinar la incertidumbre de medición específica de características de prueba. El modelo verificado por Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) se basa en los últimos modelos matemáticos y estándares tecnológicos. Los factores de influencia y sus correlaciones pueden determinarse automáticamente para cada medición usando la simulación basada en computadora según VDI/VDE 2617 Hoja 7 —ya sea en una configuración de máquina con entorno remoto o en un computador de simulación separado. El número de ejecuciones de simulación y el tiempo de la simulación pueden ajustarse según las tareas de medición individuales para reaccionar de forma flexible a las demandas de precisión y eficiencia.

QUINDOS 2019 proporciona una interfaz de usuario estructurada para guiar a los usuarios a través de pasos desde la definición de tarea hasta el informe final. La incertidumbre de medición puede emitirse como un valor individualmente para cada característica en el informe y también gráficamente. La salida gráfica puede diferenciarse para inspección entrante o saliente, o según el gráfico convencional de QUINDOS.

La determinación del offset de herramienta de rectificado/corte se ha añadido a las soluciones para herramientas de corte de engranajes. La opción puede usarse para determinar valores de corrección para el cortador/rectificador en el proceso de fabricación basado en la evaluación de offsets normales, laterales y radiales.

QUINDOS 2019 también incluye una solución para inspeccionar la estrategia de rectificado para Brocas (DIN 1415) con ranuras anulares. El software evalúa la dirección del diente que se estrecha gradualmente en la dirección de la cara. El aplastamiento de material y la tensión de compresión que pueden llevar a fallos pueden reconocerse y reducirse mediante la inspección de la superficie libre.

QUINDOS también incluye ahora una evaluación adicional para engranajes con un nuevo informe gráfico. El gráfico todo-en-uno visualiza gráficamente las evaluaciones de hélice y perfil para un engranaje en un formato condensado.

IBM cierra adquisición de Red Hat Software

IBM Corp., Armonk, N.Y., ha cerrado su adquisición de $34 mil millones de Red Hat Software, con sede en Raleigh, N.C., desarrollador de tecnologías de nube híbrida abierta. IBM adquirió todas las acciones ordinarias emitidas y en circulación de Red Hat por $190.00 por acción en efectivo, representando un valor patrimonial total de aproximadamente $34 mil millones. Las empresas planean ofrecer una plataforma híbrida multi-nube de próxima generación basada en tecnologías de código abierto como Linux y Kubernetes que permitirá a las empresas implementar, ejecutar y gestionar datos y aplicaciones de forma segura on-premise y en nubes privadas y múltiples públicas.

Red Hat continuará siendo liderada por el CEO de Red Hat Jim Whitehurst y su actual equipo de gestión. Whitehurst se une al equipo directivo senior de IBM, reportando a Ginni Rometty. IBM mantendrá la sede de Red Hat en Raleigh, sus instalaciones, marcas y prácticas. Red Hat operará como una unidad distinta dentro de IBM y se reportará como parte del segmento Cloud and Cognitive Software de IBM.

Hexagon adquiere startup alemana AMendate para dar forma al diseño generativo

La división Manufacturing Intelligence de Hexagon anunció que Hexagon ha entrado en un acuerdo definitivo para adquirir AMendate, una startup alemana que proporciona soluciones de software de simulación que apoyan la generación y optimización de diseños para fabricación aditiva (AM). AMendate se unirá al negocio MSC Software de Hexagon, que proporciona software y servicios de simulación de ingeniería asistida por computadora (CAE).

Con esta adquisición, MSC puede ofrecer un cambio de paradigma lejos de tecnologías de optimización de propósito general a una solución de software construida específicamente para AM, permitiendo la producción eficiente de componentes complejos y proporcionando beneficios que incluyen ahorro de material, reducción de peso y producción eficiente y rentable, según Hexagon. La tecnología de AMendate elimina el esfuerzo manual que ralentiza los flujos de trabajo actuales, permitiendo completar pasos de trabajo en días que de otro modo tomarían varias semanas.

AMendate fue fundada en 2018 por investigadores de la Universidad de Paderborn y el Centro de Investigación de Fabricación Directa (DMRC) en Paderborn, un consorcio industrial/académico iniciado en 2008 por Boeing, EOS y otros socios comerciales. Se espera que la transacción cierre en el tercer trimestre y está sujeta a condiciones de cierre habituales.

Wind River Linux ahora presenta tecnología de contenedores

Wind River Linux, Alameda, Calif., desarrollador de software de sistemas embebidos, anunció mejoras a Wind River Linux, que entrega tecnología para facilitar la adopción de contenedores en sistemas embebidos. Proporciona recursos como contenedores preconstruidos, herramientas y documentación, así como soporte para marcos como Docker y Kubernetes, todos los cuales pueden ayudar a los desarrolladores de sistemas embebidos a aprovechar o implementar enfoques de desarrollo nativos de la nube, especialmente relevantes para electrodomésticos en el borde de la red.

Aunque los contenedores pueden ofrecer beneficios poderosos como mayor escalabilidad y flexibilidad, la mayoría de los marcos actuales carecen del diseño o soporte adecuado para industrias críticas que típicamente emplean dispositivos con ciclos de vida extremadamente largos.

Los dispositivos embebidos en el ámbito de la tecnología operativa (OT), como los de industria, equipos médicos y sistemas automotrices, también a menudo requieren software ligero y fiable con ciclos de vida largos. Sin embargo, las tecnologías y plataformas de contenedores existentes, como las de Linux empresarial, a menudo están infladas o requieren actualizaciones demasiado frecuentes para ejecutarse eficazmente en estos sistemas embebidos, según Wind River. La empresa afirmó que, con este lanzamiento, Wind River Linux elimina las dificultades y reduce la barrera de entrada para el uso de contenedores en proyectos de software embebido para una amplia gama de aplicaciones.

Actualización de Software editada por el Editor Colaborador Patrick Waurzyniak; contacte con él en pwaurzyniak@gmail.com.