Wyobraź sobie typową realizację… klient przesyła rysunek techniczny elementu. Na pierwszy rzut oka detal wygląda jak gotowy projekt. Ale czy wiesz, że dla technologa CNC jest to jednak dopiero początek pracy?
Trzeba odpowiedzieć na wiele pytań:
- Jak zamocować detal w maszynie?
- Jaką kolejność operacji przyjąć?
- Jakie narzędzia będą najlepsze?
- Jak ograniczyć czas obróbki?
- Jak zagwarantować wymaganą dokładność?
Za tym procesem stoi właśnie technologia CAD/CAM.
Od modelu CAD do programu CAM
CAD i CAM to dwa powiązane ze sobą obszary, które pozwalają przełożyć pomysł konstruktora na rzeczywistą produkcję.
CAD – cyfrowy projekt elementu
CAD (Computer-Aided Design) oznacza projektowanie wspomagane komputerowo.
Na tym etapie powstaje cyfrowy model detalu, czyli jego geometria, wymiary i inne wymagania konstrukcyjne. Projekt może zostać przygotowany między innymi jako model 3D, rysunek techniczny lub dokumentacja wykonawcza. Dla klienta jest to wizualizacja, jak ma wyglądać gotowy element. Dla technologa CNC jest to natomiast baza do stworzenia całego procesu produkcyjnego.
CAM – przygotowanie maszyny do pracy
CAM (Computer-Aided Manufacturing) odpowiada za przełożenie projektu na język maszyny CNC.
Specjalista przygotowuje program, który określa ruchy narzędzia, prędkość obrotową wrzeciona, posuw, głębokość skrawania i kolejność wykonywania operacji.
Co robi technolog na etapie programowania CNC?
Dobry technolog musi spojrzeć na detal z lotu ptaka.
Dobór narzędzi
Pod uwagę bierze się między innymi rodzaj materiału, wymaganą dokładność, jakość powierzchni i geometrię elementu.
Wybór strategii skrawania
Ten sam detal można wykonać na kilka sposobów.
Technolog decyduje między innymi od której strony rozpocząć obróbkę, które powierzchnie wykonać jako pierwsze, jak ograniczyć liczbę zamocowań i jak prowadzić narzędzie, aby uzyskać najlepszy efekt.
Planowanie kolejności operacji
Najpierw często usuwa się większą ilość materiału, a potem wykańcza detale. Niektóre elementy wymagają również dodatkowego przygotowania, na przykład wykonania otworów, gwintów lub powierzchni bazowych.
Dlaczego symulacja przed obróbką jest ważna?
Jednym z ważnych etapów przygotowania produkcji jest symulacja procesu CNC. Z jej pomocą sprawdzisz, w środowisku komputerowym, jak będzie przebiegała obróbka jeszcze przed uruchomieniem maszyny.
Dzięki temu można wykryć potencjalne problemy. Symulacja ogranicza błędy, takie jak kolizja detalu z narzędziem i zapobiega finansowym stratom.
Jak CAD/CAM wpływa na czas i koszt realizacji?
Co daje właściwe zaprogramowanie? Przede wszystkim skraca czas pracy maszyny, ogranicza zużycie narzędzi, zmniejsza ilość odpadów z materiału i finalnie ogranicza wielkotysięczne straty.
W przypadku pojedynczego prototypu tym bardziej to ważne, bo istotne jest bezpieczeństwo i dokładność.
Czy klient musi dostarczyć gotowy program CAM?
Nie, bo w większości przypadków klient dostarcza jedynie dokumentację techniczną, model 3D lub rysunek wykonawczy.
Przygotowanie programu CNC oraz technologii obróbki pozostaje po stronie wykonawcy. Klient nie musi zajmować się szczegółami technologicznymi, to nie jest jego zadanie, wystarczy, że określi wymagania. Chyba, że wolałby uczestniczyć w tym etapie i to jego decyzja.
Ile trwa przygotowanie programu dla nowego detalu?
No to wpływają:
- geometria części,
- liczba operacji,
- rodzaj materiału,
- wymagane tolerancje,
- sposób mocowania.
Case study: ten sam detal, dwa różne podejścia
Do firmy trafił model 3D aluminiowego korpusu wykorzystywanego w prasie hydraulicznej. Miał kilka kieszeni, otworów gwintowanych oraz nierówną powierzchnię.
Na pierwszy rzut oka projekt wydawał się prosty, jednak analiza w systemie CAD/CAM wykazała, że wykonanie wszystkich operacji podczas jednego zamocowania nie zapewni wymaganej dokładności. Technolog zmodyfikował kolejność obróbki, dobrał inne narzędzia do wykańczania oraz zaplanował dwa etapy mocowania detalu.
Przed rozpoczęciem produkcji wykonał symulację programu CNC. Wykryła ryzyko kolizji oprawki z obrabianym elementem podczas frezowania jednej z głębokich kieszeni. Wprowadzenie niewielkiej zmiany ścieżki przyniosło najlepszy efekt i takie działania wyeliminowały problem jeszcze przed uruchomieniem maszyny.
Detal spełnił wymagane tolerancje, a czas wykonania pojedynczej części skrócono o około 18% w porównaniu z pierwotnie zakładaną technologią. Wszystko to dzięki CAD i CAM.
CAD/CAM – technologia, która łączy projekt i produkcję
Model CAD pokazuje, co należy wykonać, a technologia CAM określa natomiast, jak zrobić to możliwie najlepiej. Tutaj istotne jest połączenie doświadczenia konstruktorów, technologów i nowoczesnego oprogramowania. W ZM Zalesie proces realizacji rozpoczyna się nie od samej obróbki, ale od analizy projektu i przygotowania technologii. W ten sposób powstają precyzyjne detale CNC z zachowaniem wymaganej jakości i powtarzalności.
Masz projekt elementu CNC? Prześlij dokumentację – pomożemy dobrać najlepszą technologię wykonania.
FAQ – CAD/CAM w obróbce CNC
1. Co oznacza CAD/CAM w obróbce CNC?
CAD/CAM to połączenie projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) oraz produkcji wspomaganej komputerowo (CAM). Systemy te pozwalają przejść od modelu 3D do programu sterującego maszyną CNC.
2. Czym różni się oprogramowanie CAD od CAM?
Oprogramowanie CAD służy do projektowania geometrii detalu i przygotowania dokumentacji technicznej. Oprogramowanie CAM wykorzystuje ten model do wygenerowania ścieżek narzędzi oraz kodu NC dla obrabiarki.
3. Czy klient musi dostarczyć gotowy program CAM?
Nie, w większości przypadków wystarczy model 3D lub rysunek techniczny. Program CAM przygotowuje technolog, który dobiera strategię obróbki oraz parametry pracy maszyny CNC.
4. Jakie informacje zawiera program CNC?
Program CNC określa m.in. ruchy narzędzia, prędkość obrotową wrzeciona, posuw oraz kolejność wykonywania operacji. Na jego podstawie obrabiarka wykonuje frezowanie, wiercenie, toczenie lub inne procesy obróbki skrawaniem.
5. Dlaczego przed produkcją wykonuje się symulację?
Symulacja pozwala sprawdzić przebieg procesu obróbki jeszcze przed uruchomieniem maszyny CNC. Dzięki temu można wykryć kolizje, błędy w ścieżkach narzędzi i ograniczyć ryzyko kosztownych pomyłek.
6. Jakie oprogramowanie CAM jest najczęściej wykorzystywane?
W branży obróbki metali popularne są m.in. Mastercam, Edgecam, SolidCAM oraz Autodesk Fusion 360. Wybór systemu zależy od rodzaju obrabiarek CNC, stopnia skomplikowania detali i potrzeb zakładu produkcyjnego.
7. Czy jeden detal można zaprogramować na kilka sposobów?
Tak, ten sam element można wykonać przy użyciu różnych strategii obróbki i ścieżek narzędzi. Doświadczony technolog wybiera rozwiązanie, które zapewni odpowiednią jakość, skróci czas produkcji i ograniczy zużycie narzędzi.
8. Jak CAD/CAM wpływa na koszt obróbki CNC?
Dobrze przygotowany program pozwala zoptymalizować parametry obróbki, skrócić czas pracy maszyny oraz zmniejszyć ilość odpadów materiałowych. Przekłada się to na niższe koszty produkcji i większą powtarzalność wykonywanych detali.
9. Ile trwa przygotowanie programu CNC dla nowego detalu?
Czas programowania zależy od geometrii części, liczby operacji, materiału oraz wymaganych tolerancji. Prosty detal można przygotować w krótkim czasie, natomiast bardziej złożone elementy wymagają dokładniejszej analizy i symulacji.
10. Czy CAD/CAM ma zastosowanie tylko przy produkcji seryjnej?
Nie, systemy CAD/CAM wykorzystuje się zarówno przy produkcji jednostkowej, wykonywaniu prototypów, jak i dużych seriach. W każdym przypadku pomagają zwiększyć precyzję, usprawnić przepływ pracy i ograniczyć ryzyko błędów podczas obróbki CNC.