新しい CAD/CAM ツールによる付加製造設計プロセスの高速化

製造エンジニアリング: Autodesk の最新の PowerMill 2019 アップデートでは、新しい Additive プラグイン モジュールが追加されています。この「ハイレート」積層造形システムとその仕組みについて説明していただけますか?

クリントン・ペリー: PowerMill 2019 は、一般に指向性エネルギー堆積 [DED] として知られている、高速アディティブ プロセスをプログラムするための専用ツール スイートを提供します。 DED プロセスでは、CNC 工作機械または産業用ロボットを使用して、電源 (通常はレーザー、アーク、または電子ビーム) を空間のある点に集中させることができます。同時に、材料 [金属粉末またはワイヤのいずれかの形態] が「ホット スポット」に供給されます。電源によって材料が溶融し、溶融溜まりが形成されます。この水たまりを操作することで、高度に制御された方法で 3D 形状を構築することができます。

パウダーベッド 3D プリンターに精通している人は、信じられないほど複雑な 3D フォームを作成できることを知っています。ただし、基礎となる技術は、材料の堆積速度と製造できる部品のサイズに関して制限があることを意味します。これらの制限は、特定の業界やアプリケーションでのこの形式のアディティブ マニュファクチャリングの採用に影響を与えています。

比較すると、DED プロセスはより高い電力レベルと材料流量を使用するため、堆積速度が大幅に向上し、部品をより迅速に構築できます。さらに、CNC マシンとロボットによって提供されるより大きな作業範囲は、DED が非常に大きな部品を構築できることを意味します。これら 2 つの重要な機能により、DED は、航空宇宙、発電などの業界で一般的に見られる大規模なコンポーネントを製造するための費用対効果の高いソリューションとなっています。

DED プロセスを推進するには、局所的なオーバービルドを回避しながら、材料の堆積方法と場所を正確に制御する、高度に専門化されたツールパスが必要です。 PowerMill 2019 では、成膜戦略を作成、制御、シミュレートするための専用ツール スイートが提供され、メーカーが DED の可能性を活用するのに役立ちます。

私: 純粋な CNC や従来のアディティブ システムと比較して、ハイブリッド型の CNC/AM マシンが提供する利点にはどのようなものがありますか?

ペリー: ほとんどの主流の CNC 工作機械メーカーは、アディティブ技術とサブトラクティブ技術の両方を提供できるハイブリッド マシンの提供を開始しています。明らかな利点がいくつかあります。単一のハイブリッド工作機械は占有する床面積が少なくなり、パーツのセットアップ時間が短縮され、人為的ミスのリスクが最小限に抑えられます。しかし、本当のメリットはもっと根本的なものです。

個別のアディティブ ワークフローとサブトラクティブ ワークフローを使用すると、通常、精密ミリングのために CNC マシンに転送する前に、パーツを完全に堆積させることができます。これはハイブリッド マシンでも実現できますが、柔軟性が高いということは、2 つのプロセスを別の方法で組み合わせることができることを意味します。

たとえば、重要な機能を CNC フライス加工する前に、部品を部分的に堆積させることができます。その後、パーツが完成するまで、造形フェーズと切削フェーズが交互に繰り返されます。このようにテクノロジーを組み合わせることで、ハイブリッド マシンは、個別のマシンでは生産できない部品を生産することができます。

この注目すべき例は、オートデスクの英国の高度な製造施設で最近展示されました。そこでは、Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD ハイブリッド マシンを使用して、損傷した航空宇宙用コンプレッサー ディスクを修復しました。このプロセスは、ディスク上のブレードの損傷した先端をCNCフライス加工することから始まり、その後、レーザーと粉末形態のDEDを使用して、機械加工された材料を置き換えるためにチタンを堆積させました.最後に、マシンは高精度のプロービングを使用して余分な材料を測定し、CNC フライス加工して、古い材料と新しい材料をほぼ完璧にブレンドしました。

私: 新しい PowerMill Additive システムは、3 軸および 5 軸加工システムとロボットの両方を対象としています。 CNC またはロボットで使用する場合、どのように異なりますか?

ペリー: ツールパスの作成に関する限り、違いはまったくありません。 PowerMill のアディティブ ツールパスは、CNC 工作機械またはロボットで実行できます。次のアプリケーションに対応するために、さまざまな追加戦略が提供されています。

• 完全なプリズム形状を構築するための 2D ツールパスの作成
• 既存の部品にローカライズされた機能を追加するための 3 軸または 5 軸の戦略を作成する [例:航空エンジンのケーシングの側面にラグを追加する]
• 3 軸または 5 軸の動きを生成して、パーツ全体または局所的な領域にコーティングを追加する [例:高レベルの摩耗が発生するパーツに耐摩耗性コーティングを追加する]

アディティブ ストラテジーは、サブトラクティブ ツールパスの作成に使用されるのと同じインターフェイスで作成されます。これは、PowerMill のツールパス編集ツールを使用して最適化できることを意味します。さらに、PowerMill では、レーザー出力、粉末流量、ガス流量などの主要なプロセス パラメータをポイントごとに編集できます。

ツールパスが生成されて最適化されると、CNC 工作機械/ロボットの仮想ツインを使用してシミュレートでき、軸の反転やオーバートラベルなどの問題のある機械の動きを特定して回避できます。

最後に、PowerMill ではツールパスを Autodesk Netfabb シミュレーションにエクスポートして、熱および応力関連のレビューを含むビルド プロセス全体のより詳細な分析を行うことができます。これにより、メーカーは、製造プロセスによって優れた部品が製造されるという確信が高まります。

私: システムを使用している顧客、業界、アプリケーションは?

ペリー: AM は、航空宇宙、石油とガス、金型と金型、発電、モーター スポーツ、船舶など、多くの産業に大きな利益をもたらします。ロッテルダム港は、世界で最も忙しい輸送ハブの 1 つであり、メンテナンスを必要とする大型船の中心となっています。商用貨物船が交換部品を待ってドックに立ち往生している場合、文字通り数百万ドルの損失が発生する可能性があります。従来のアプローチでは、世界中の主要な場所に倉庫を建設し、必要な場合に備えて予備部品を補充するというものでした.

RAMLAB [Rotterdam Additive Manufacturing Lab] チームは、DED とハイブリッド製造を使用して、必要なときに必要な場所で交換部品をオンデマンドで製造できる可能性を認識しました。

彼らの最初のプロジェクトでは、直径 5 フィート [1.5 m] を超える青銅合金製のプロペラが作成され、400 kg を超える材料を堆積させる必要がありました。完成したプロペラは徹底的なテストを経て、統治機関によって耐航性が証明されました。これは積層造形プロペラとしては世界初です。このように部品を製造することで、RAMLAB は貨物船が稼働していない時間を短縮できます。何百万ドルもの遅延を回避するだけでなく、完全に在庫のある倉庫のネットワークの必要性も取り除きます。

私: PowerMill 2019 で機械工が従来の機械加工に使用できるその他の新機能は何ですか?

ペリー: このソフトウェアには、サブトラクティブ マニュファクチャリングのためのいくつかの拡張機能が含まれています。 PowerMill は長年にわたって 5 軸の衝突回避機能を提供してきました。つまり、切削工具アセンブリが関与する衝突やニアミスを回避するツールパスを作成できます。以前のリリースでは、ユーザーはさまざまな回避オプションから選択できました。選択は、機械加工される部品の形状と使用される戦略によって異なります。 PowerMill 2019 には、すべてのツールパス タイプとすべてのモデル形状で機能する新しい「自動」工具軸傾斜オプションが含まれています。これにより、プログラマーは安全な 5 軸 NC コードを簡単に作成できるようになり、特に 5 軸加工に慣れていないユーザーに適しています。

PowerMill の Vortex 高効率荒加工戦略が強化され、新しい「在庫から」のオプションが提供されました。これにより、オートデスクのアダプティブ クリアリング機能に基づいて、加工中の素材の形状に基づいたオフセットを持つツールパスが作成され、通常はサイクル タイムが短縮されます。テストでは、新しい「ストックから」オプションと以前の「モデルから」ツールパス タイプを使用して、P20 コア インサートが加工されました。 「在庫から」のオプションでは、サイクル時間が 33% 短縮されました。

ViewMill は、PowerMill のストック シミュレーション ツールです。加工プロセスの任意の時点で、ストックの現実的な表現が表示されます。 PowerMill 2019 のリリースにより、ViewMill には新しい厚さシェーディング モードが追加され、プログラマーがパーツ上の未加工ストックの分布を簡単に視覚化できるようになりました。一連のダイナミック スライダー バーを使用すると、シミュレーションの色を変更して、仕上げ済みの表面を即座に識別できるだけでなく、残りの材料を除去する必要がある領域やガウジが発生した可能性のある局所的な領域を表示できます。この改善により、工作機械からパーツを取り外したときに、パーツが完全に加工されるという自信がプログラマーにもたらされます。

PowerMill 2019 には、重要な製造データを Autodesk Fusion Production にエクスポートする機能も含まれています。Autodesk Fusion Production は、製造業者が作業をスケジュールし、ジョブを追跡し、CNC マシンの使用率を監視できるようにするクラウドベースのツールです。 Fusion Production を使用すると、主要なプロジェクト関係者は製造施設のステータスに関する重要な情報にアクセスできるため、ボトルネックを特定し、プロセスを見直して改善し、設備全体の効率を最大化できます。 Fusion Production はクラウドベースのシステムであるため、いつでもどこでも、ほぼすべてのモバイル デバイスまたはデスクトップ デバイスからデータにアクセスできます。

ニューリリース

計測開発者の Hexagon Manufacturing Intelligence (ロードアイランド州ノース キングスタウン) は、同社の測定ソフトウェアの PC-DMIS 2018 R1 アップデートを開始しました。これには、2018 年に予定されている 2 つの PC-DMIS リリースのうちの最初のリリースが含まれています。

PC-DMIS 2018 R1 を使用すると、ユーザーは AutoFeatures をポイントに変換したり、測定されたヒットを新しい構造や寸法に使用したりできます。これは、平面、円、および円柱の AutoFeatures で利用できます。各ヒットをベクトル ポイントに変換することにより、パスの最適化機能を使用してポイント測定の順序を強化し、プローブ チップの交換回数と全体的な測定時間を削減できます。 Q-DAS Traces の新しいサポートにより、PC-DMIS データの分析が容易になります。新しい QuickSet コントロールにより、ユーザーは QuickFeature と GD&T Selection の両方を使用でき、測定戦略を変更することもできます。

「PC-DMIS 2018 R1 を使用して、ユーザーの「アイデア センター」から最も要求の高いアイテムを追加するというコミットメントを果たします」と、Hexagon Manufacturing Intelligence の計測ソフトウェアの製品ライン マネージャーである Ken Woodbine は述べています。 「これらには、グラフィカルなポイント操作機能と「プッシュツーポイント」AutoFeature 機能が含まれます。また、業界標準の Q-DAS ソフトウェアとの統合も導入し、品質に影響を与える主要なプロセス パラメータを特定して追跡できるようにします。」

同社によると、QuickFeature 測定の速度が向上したため、ユーザーはワンクリックで複数の円や円柱を作成でき、ボルト穴のパターンや、表面に同じサイズと形状の複数のフィーチャが含まれる場合に最適化されます。このシステムでは、点群検査用の改善された Flush and Gap AutoFeature ワークフローも導入されています。

Corel Corp. (オンタリオ州オタワ) の CorelCAD Mobile の iOS バージョンが iPhone および iPad で利用できるようになりました。テクニカル デザイナーは外出先での生産性を高める CAD 機能を利用できます。 iOS 用の新しい CorelCAD Mobile は、Apple デバイスと Android モバイル システムの両方のオプションをユーザーに提供し、現場のユーザーがタブレットやスマートフォン用の 2D 設計および注釈ツールにアクセスできるようにします。

CorelCAD Mobile は、Windows および Mac 用の CorelCAD 2018 デスクトップ アプリケーションを補完するように設計されたスタンドアロン CAD です。 CorelCAD Mobile のサブスクライバーは、一連の 2D 描画、編集、および 3D 表示ツール、完全な注釈機能などを利用できます。より軽い機能セットを探しているユーザーには、2D および 3D.DWG の表示や基本的な注釈などの機能が簡素化された無料バージョンも利用できます。

CorelCAD Mobile は、ユーザーが外出先でアイデアをスケッチしたり、デスクトップとモバイル間でデザインを共有したり、会議をより効率的にしたり、オンサイトで図面に注釈を付けたり、必要に応じて図面を修正したりする機能を提供します。このソフトウェアは、iPhone および iPad では Apple App Store で、Android では Google Play ストアで入手できるようになりました。サブスクリプションの価格は、月額 $99.99 または $9.99 です。無料のシンプルモード版もご利用いただけます。

Vero Software (イギリスのグロスターとアラバマ州のタスカルーサ) の最新の WorkNC 2018 R1 CAM ソフトウェア アップデートには、新しい WorkNC Designer の「CAD for CAM」ダイレクト モデリング CAD システムだけでなく、新しいロボット モジュールも含まれています。 WorkNC のブランド マネージャーである Miguel Johann 氏によると、ロボットが製造現場でより一般的になるにつれて、ロボットにオフライン プログラミングを提供する必要性が高まっています。

「WorkNC 2018 R1 の新しいシミュレーションおよび特異点解決ツールにより、ユーザーはロボットが製造プロセスにもたらす多大な利点を最大限に活用できるようになります」と Johann 氏は述べています。 「たとえば、ロボット アームの端にあるツールは、グラインダー、レーザー ヘッド、溶接ノズル、またはエンジニアリングの創造性が考えられるその他のツールにすることもできるため、フライス加工の制限からツールパスを解放します。」

また、ロボットを使用すると、コンポーネントを固定してツールを動かす従来の方法ではなく、ツールを固定し、パーツをその周りで動かすことができると Johann 氏は述べています。 「しかし、ロボットはそれらをプログラミングするソフトウェアと同じくらい優れているだけであり、WorkNC 2018 R1 のこの最新の開発により、メーカーはロボット技術の最先端に立つことができます。」

WorkNC には、波形荒加工に組み込まれた新機能もあり、トロコイド加工戦略での新しいツールのサポートなど、効率とパフォーマンスを向上させます。

Software Update は、上級編集者の Patrick Waurzyniak によって編集されています。