Ontwerp en productie revolutioneren met hybride additieve/subtractieve technologieën

Manufacturing Engineering: Wat zijn enkele van de belangrijkste trends in CAD/CAM en gerelateerde productiesoftware, zoals generatief ontwerp, additieve en hybride productie?

Sanjay Thakore: Enkele van de belangrijkste trends in de productie worden voortgedreven door convergentie van de ontwerp- en productie-industrieën. Met fabrikanten onder meer druk dan ooit om betere producten sneller en tegen lagere kosten te leveren, wordt de behoefte om ontwerp- en productieprocessen te verbinden en te automatiseren om iteraties, fouten en levertijden te reduceren, kritiek.

Cloud computing en mobiele technologie, in combinatie met automatisering, brengen nieuwe middelen van agile, collaboratief werken naar de productie. Deze trends zullen in de komende jaren domineren. Ook opkomende technologieën als additieve productie hebben meer flexibiliteit voor het productieproces gecreëerd door ontwerpvrijheid. Additieve productie wordt vaak gecomplementeerd met subtractieve bewerking om ontwerpspecificaties in een hybride proces te bereiken.

De combinatie van industrieconvergentie en nieuwe productietechnologie creëeert nieuwgevonden automatiseringskansen. Complexe ontwerp- en ingenieursuitdagingen kunnen voor een fractie van de kosten [van traditionele ontwerpprocessen] worden opgelost met generatieve ontwerptechnologie zoals in Autodesk Fusion 360. Generatief ontwerp is een ontwerpverkenningstool die gelijktijdig meerdere CAD-klaar oplossingen genereert op basis van realistische productiebeperkingen, productprestatie [eisen] en kostenvereisten. Ingenieurs kunnen dus de ontwerpruimte verkennen door rekening te houden met meerdere materialen en productiemethoden en de optie kiezen die prestaties en kostenvereisten het beste in evenwicht brengt.

ME: Wat is er nieuw in deze gebieden vanuit Autodesk's productiebewerkingsgebied?

Thakore: Fusion 360 groeit voortdurend als een cloud-gebaseerd productie-ecosysteem en het team is druk bezig met significante recente updates. Hoogtepunten zijn verbeteringen voor draaien vanuit zowel een tooldefinitie- als operaties-standpunt en een NC-programma's-functie om setups en hun respectieve operaties te lijsten, ordenen en optimaliseren vóór post-processing.

We hebben ook een nieuwe manufacturing extension gelanceerd, wat een bundel is van gesofisticeerde Autodesk-productietechnologieën, heruitgevonden en geleverd in Fusion 360 om productie-efficiëntie te verhogen. Wanneer geactiveerd, fungeert het als een hybride productieomgeving, waarmee gebruikers state-of-the-art processen kunnen uitvoeren zoals complex oppervlakteafwerking, geautomatiseerde boorwerk, additieve productie, en geautomatiseerde verificatie-workflows.

Voor meer specialistische toepassingen is PowerMill Autodesk's expert CAM-systeem voor high-speed en vijf-as-bewerking, biedend een uitgebreide reeks tools om de productie van gietwerk, tools en andere complexe vormen mogelijk te maken. Eerdere releases van PowerMill hebben robuustheid en veiligheid verbeterd met technologie zoals botsingsvermijding met automatische tool-as-kanteling. Meest recent was PowerMill 2020 gericht op snelheid, met significante verbetering van tijden voor toolpath-berekening, toolpath-simulatie en NC-programmaverificatie. Deze verbeteringen helpen programmeringstijden te reduceren voor snellere doorlooptijden.

ME: Hoe kritisch wordt het additieve productie-element voor de huidige productiemachinewinkels?

Thakore: De opkomst van additieve productie als een mainstream-aspect van het maken van onderdelen heeft nieuwe manieren gecreëeerd voor machinewinkels om bestaande uitdagingen aan te pakken en hun business te differentiëren. Ten eerste bouwt additieve productie onderdelen laag voor laag—daardoor kunnen onderdelen met complexe interne structuren geproduceerd worden die conventioneel onmogelijk te maken zijn. Omdat onderdelen direct vanaf het CAD-ontwerp gebouwd worden, is de tijd om onderdelen in kleine productievolumes te produceren aanzienlijk verminderd en zonder de kosten die geassocieerd zijn met tooling. Dit kan met name nuttig zijn voor prototyping.

Als de huidige machinewinkels ontwerp in-house hebben en additieve productie ondersteunen, zijn ze in staat om de effectiviteit van hun bestaande ontwerpen te herimagineren met snelle iteraties door additieve prototyping, en zo niet, in staat om te bieden op een breder scala aan onderdelen.

Een andere sleuteltoepassing voor additieve is bevestiging. Neem Matsuura UK, dat Matsuura CNC-centra en HP additieve productieapparatuur distributeert. Door het gebruik van generatief ontwerp in Fusion 360 kon het de wachttijd op maatbevestigingen van weken naar uren reduceren. Dit proces gaf haar klanten een uniek concurrerend voordeel naast het makkelijker maken van hun dagelijkse taken door automatisch maatwerk werkstukvasthouding te creëren en deze bevestigingen overnachts in een hoogsterkte polymer te printen. Dit stelt machines in staat om binnen 24 uur te beginnen frezen en onderdelen in dagen te leveren!

ME: Wat zijn enkele belangrijke dingen die CAD/CAM-machinisten moeten leren wanneer ze hybride productie aanpakken?

Thakore: Hybride technologieën kunnen materiaalverspilling aanzienlijk reduceren, minder tijd kosten om een onderdeel te produceren dan alleen subtractief, en de flexibiliteit van additieve bieden terwijl nog steeds oppervlaktes kunnen worden afgewerkt voor het eindonderdeel.

Hoewel veel machines profiteren van in-procesverificatie, is dit een must voor hybride machines. Omdat hybriden de vormen printen die bewerkt moeten worden, moeten ze meerdere operatiestappen in volgorde voltooien—en het is essentiël om de tolerantie-opstapeling over de verschillende operaties te managen. Machinisten moeten eerst verifiëren dat er voldoende voorraad geproduceerd is voordat er enige bewerking begint. De volgende stap is de locatie van de voorraad voor elke bewerkingspass optimaliseren, en de laatste stap is verifiëren dat voldoende materiaal verwijderd is voordat naar de volgende stap wordt gegaan.

Het plannen van hybride productie kan modeloffsetting voor bewerkingsToelaten, roosteroptimalisatie, onderdeeloriëntatie en ondersteuningsmodellering of -generatie, laser-toolpath-programmering, build-simulatie, programmeren van subtractieve bewerkingsoperaties, en inspectie omvatten.

ME: Hoe worden metrologie/inspectietechnieken meer verweven en kritisch voor CAM-machinisten die werken in een typische jobshop of productieomgeving?

Thakore: Het gebruik van geautomatiseerde inspectieroutines in CNC-bewerking biedt talloze voordelen die schroot reduceren en productiviteit verbeteren:

Opstelling: Werkcoördinaat-opstelling door inspectie kan de plaatsing en afmetingen van voorraadmateriaal verifiëren, zodat een NC-programma niet door kleine verschillen tijdens machine-opstelling wordt verstoren. Het verifiëren van de juiste positionering van onderdelen geladen door pallets, robots of andere geautomatiseerde systemen is cruciaal voor nauwkeurige bewerking.

Toolinstelling: On nauwkeurigheden in toolpositionering kunnen leiden tot schade aan tool, werkstuk en machine alike. Het hebben van de juiste toolpositionering is even belangrijk als het hebben van de juiste werkstukpositionering om dure fouten te voorkomen.

In-Process: Machinisten kunnen gefreesde kenmerken in-proces monitoren om fouten te identificeren. Dit proces kan identificeren wanneer het onderdeel buiten tolerantie is, waardoor de werktuigmachine de machinist kan alarmeren of zelfs de frees automatisch kan aanpassen om te compenseren. De mogelijkheid om het succes van een gegeven pass te verifiëren, maakt in-procesinspectie een uitstekend hulpmiddel voor automatisering en lights-out machining.

ME: Hoe ziet het huidige productiebedrijfsklimaat eruit voor veel productieproductiewinkels?

Thakore: Om de toenemende vraag te beantwoorden, zijn we afhankelijk van automatisering, nieuwe technologie en nieuwe materialen. We hebben zich gerealiseerd als een paradigma-shift met discussies rond Industry 4.0. Tegelijkertijd wordt de op maat gemaakte aard van producten gedreven door consumentenvraag naar custom-made producten.

Het is imperatief dat bedrijven in de productieruimte manieren vinden om tempo te houden met een snel veranderende marktplaats om winstgevend te blijven, evenals een workforce te ontwikkelen die kan samenwerken met next-generation technologie zoals Fusion 360 in combinatie met vooruitgang in hardware en processen. Deze trends duwen fabrikanten om hun strategie en de manier waarop ze producten ontwerpen en produceren, te heroverwegen.

Siemens lanceert Opcenter Manufacturing Operations Portfolio

Siemens Digital Industries Software, een eenheid van Berlijn en München-gebaseerde Siemens AG, heeft Siemens Opcenter-software vrijgegeven, een portefeuille van softwareoplossingen voor manufacturing operations management (MOM). Siemens Opcenter breidt Siemens' MOM-softwareoplossingen uit door deze producten in een enkele, verbonden cloud-klaar portefeuille met een geharmoniseerde gebruikerservaring te verenigen die fabrikanten kan helpen voldoen aan eisen voor productie-efficiëntie, kwaliteit, zichtbaarheid en verminderde time-to-production, volgens Siemens.

Opcenter integreert MOM-mogelijkheden, inclusief geavanceerde planning en scheduling, manufacturing execution, kwaliteitsbeheer, manufacturing intelligence en prestaties, en formulering, specificatie en laboratoriumbeheer. De nieuwe portefeuille combineert producten waaronder Camstar-software, SIMATIC IT-suite, Preactor, R&D Suite en QMS Professional in een enkele portefeuille die deze producten verenigt en synergieën tussen hen benut. Een volledig web-gebaseerde, moderne, consistente en adaptieve gebruikersinterface geïmplementeerd doorheen de Siemens Opcenter-portefeuille biedt een situationeel aangepaste gebruikerservaring en vergemakkelijkt implementatie van nieuwe mogelijkheden en additionele componenten terwijl trainingsinspanningen worden verminderd, aldus Siemens.

“Siemens Opcenter is de volgende logische stap gegeven onze uitgebreide technologische innovatie en MOM-portefeuille-evolutie,” zei Rene Wolf, senior vice president, manufacturing operations management software, bij Siemens Digital Industries Software. “Deze componenten samenbrengen als Siemens Opcenter en de eindgebruikerservaring harmoniseren met andere delen van ons Digital Innovation Platform zal het voor fabrikanten veel makkelijker maken hun digitale transformatieproces te managen.”

Naast het lanceren van Siemens Opcenter, lanceerde Siemens ook een nieuwe versie van zijn Manufacturing Execution Systems (MES) portefeuille, Siemens Opcenter Execution, voorheen SIMATIC IT en Camstar. Nieuwe functies in deze releases richten zich op slimme apparaten, mobiliteit en integratiemogelijkheden om dataflows en beschikbaarheid te optimaliseren.

CNC Software lanceert Mastercam 2020 CAM-software

CNC Software Inc., de Tolland, Conn.-gebaseerde ontwikkelaar van Mastercam, heeft Mastercam 2020 vrijgegeven, de nieuwste versie van de meest geïnstalleerde CAM-systeem in de industrie. Mastercam 2020 verhoogt bewerkingsproductiviteit en verlaagt algemene productiekosten met nieuwe 2D tot multias-freesautomatiseringsfuncties, CAD- en modelvoorbereidingsverbeteringen, verbeterde machineconfiguratie, en 3D Tooling, volgens het bedrijf.

Mastercam 2020 verhoogt productiviteit en programmeerefficiëntie terwijl productiekosten worden verlaagd met een reeks geautomatiseerde 2D tot vijf-as-toolpath-verbeteringen, volgens CNC Software. Het zegt dat de nieuwe 3D Blend-toolpath een gladde, precieze oppervlakteafwerking levert en voorraad- en houdercontrole biedt. Gebruiksgemakverbeteringen voor 3D-tooling omvatten 3D-tool-icoontjes in tool-lijsten, stop-on-contact-functionaliteit bij het koppelen van insert aan houder, en auto-invullen van compensatiepunt bij het definiëren van 3D-tools.

De nieuwe software verhoogt efficiëntie en vermindert job-opstelltijd en de voorbereiding die nodig is voor onderdeelbewerking en programmeren, met de mogelijkheid om inserts en holders te filteren op attributen alsook de mogelijkheid om associativiteit te tracken. Chaining-verbeteringen omvatten snellere, eenvoudigere chaining voor Wireframe en Solids, en verbeteringen in kettingweergave en -gedrag.

Met verbeteringen aan toolpath- en machinesimulatie, toolpath-grafieken, en andere verificatie- en analysetools, biedt Mastercam 2020 grotere programmeerzekerheid en stelt het in staat om betere, meer geïnformeerde beslissingen te nemen voordat een job wordt gedraaid, volgens CNC Software. Deze verbeteringen omvatten de go to home position on tool plane change, die de tool naar een home-positie verplaatst tussen operaties wanneer er een vlakverandering is. Rotary axis positioning stelt een gebruiker in staat om multi-as-beweging van de werktuigmachine te simuleren en visualiseren, terwijl Skip Drill Cycle Pecking cyclus-tijdberekeningen verbetert, volgens het bedrijf.

Hexagon lanceert QUINDOS 2019.2

Hexagon AB, Stockholm, Zweden, zei dat zijn Hexagon Manufacturing Intelligence-afdeling de tweede volledige versie van QUINDOS 2019 heeft vrijgegeven, zijn software voor speciale geometrieën die een flexibel pakket aan oplossingen biedt, van standaardinspectie tot aandrijving.

De 2019.2-versie bevat de optie QUINDOS Virtual CMM – VCMM II voor het bepalen van de specifieke meetonzekerheid van testkenmerken. Het door de Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) geverifieerde model is gebaseerd op de nieuwste wiskundige modellen en technologische standaarden. Beïnvloedende factoren en hun correlaties kunnen automatisch worden bepaald voor elke meting met behulp van de computergebaseerde simulatie volgens VDI/VDE 2617 Blad 7—zowel in een machine-instelling met remote-omgeving als op een aparte simulatiecomputer. Het aantal simulatie-runs en de timing van de simulatie kunnen worden aangepast volgens de individuele meettaken om flexibel te reageren op nauwkeurigheids- en efficiëntie-eisen.

QUINDOS 2019 biedt een gestructureerde gebruikersinterface om gebruikers te leiden door stappen van taakdefinitie tot eindrapport. Meetonzekerheid kan als waarde afzonderlijk voor elk kenmerk op het rapport worden uitgevoerd en ook grafisch. Grafische uitvoer kan worden gedifferentieerd voor inkomende of uitgaande inspectie, of volgens de conventionele QUINDOS-grafiek.

Bepaling van de slijp-/snijtool-offset is toegevoegd aan de oplossingen voor tandwielsnijtools. De optie kan worden gebruikt om correctiewaarden voor de snijder/slijper in het productieproces te bepalen op basis van de evaluatie van de normale, laterale, en radiale offsets.

QUINDOS 2019 bevat ook een oplossing om de slijpstrategie te inspecteren voor Broaches (DIN 1415) met ringgroeven. De software evalueert de leidraad van de geleidelijk vernauwende tandvorm in de richting van de vlak. Materiaalvergruizing en compressiespanning die tot falen kunnen leiden, kunnen herkend en verminderd worden door inspectie van de vrije oppervlakte.

QUINDOS bevat nu ook een additionele evaluatie voor tandwielen met een nieuw grafisch rapport. De all-in-one plot visualiseert de evaluaties van heling en profiel voor een tandwiel in een gecondenseerde vorm.

IBM sluit overname van Red Hat Software af

IBM Corp., Armonk, N.Y., heeft zijn $34-miljard overname van Raleigh, N.C.-gebaseerde Red Hat Software, een open hybrid cloud technologieën-ontwikkelaar, afgerond. IBM verwierf alle uitgegeven en uitstaande gewone aandelen van Red Hat voor $190,00 per aandelen in contant, wat een totale eigenwaarde van ongeveer $34 miljard vertegenwoordigt. De bedrijven plannen een next-generation hybrid multicloud platform aan te bieden gebaseerd op open source technologieën zoals Linux en Kubernetes die bedrijven in staat stelt om veilig data en applicaties on-premises en op private en meerdere public clouds te deployen, draaien en managen.

Red Hat zal voortgezet worden geleid door Red Hat CEO Jim Whitehurst en zijn huidige managementteam. Whitehurst sluit zich aan bij IBM's senior managementteam, rapportterend aan Ginni Rometty. IBM zal Red Hat's hoofdkantoor in Raleigh, zijn faciliteiten, merken en praktijken behouden. Red Hat zal opereren als een afzonderlijke eenheid binnen IBM en gerapporteerd worden als onderdeel van IBM's Cloud and Cognitive Software-segment.

Hexagon overneemt Duitse startup AMendate om generatief ontwerp te vormgeven

Hexagon's Manufacturing Intelligence-afdeling kondigde aan dat Hexagon een definitieve overeenkomst is aangegaan om AMendate over te nemen, een Duits start-up dat simulatie-softwareoplossingen levert die de generatie en optimalisatie van ontwerpen voor additieve productie (AM) ondersteunen. AMendate zal zich voegen bij Hexagon's MSC Software-business, die computer-aided engineering (CAE) simulatie-software en diensten levert.

Met deze overname kan MSC een paradigmashift bieden weg van general-purpose optimalisatietechnologieën naar een purpose-built softwareoplossing voor AM, wat efficiënte productie van complexe componenten mogelijk maakt en voordelen bieden die materiaalbesparing, gewichtsreductie en efficiënte, kosteneffectieve productie omvatten, volgens Hexagon. AMendate's technologie elimineert de handmatige inspanning die de huidige workflows vertraagt, waardoor werkstappen in dagen voltooid kunnen worden die anders diverse weken zouden duren.

AMendate werd in 2018 opgericht door onderzoekers van Paderborn University en het Direct Manufacturing Research Center (DMRC) in Paderborn, een industrieel/academisch consortium opgericht in 2008 door Boeing, EOS, en andere commerciële partners. De transactie wordt verwacht in het derde kwartaal te sluiten en is onderworpen aan gebruikelijke sluitingsvoorwaarden.

Wind River Linux nu met Container Tech

Wind River Linux, Alameda, Calif., een ontwikkelaar van embedded systems software, kondigde verbeteringen aan aan Wind River Linux, die technologie levert om adoptie van containers in embedded systemen te vergemakkelijken. Het biedt bronnen zoals pre-built containers, tools, en documentatie alsook ondersteuning voor frameworks zoals Docker en Kubernetes, die allemaal embedded systeemontwikkelaars kunnen helpen cloud-native ontwikkelbenaderingen te benutten of te deployen, met name relevant voor apparaten aan de netwerkrand.

Terwijl containers krachtige voordelen kunnen leveren zoals grotere schaalbaarheid en flexibiliteit, missen de meeste huidige frameworks het juiste ontwerp of de ondersteuning voor mission-critical industrieën die doorgaans apparaten met extreem lange levenscycli emploiteren.

Embedded apparaten in de operational technology (OT) ruimte, zoals die voor industriële, medische apparatuur, en automotivesystemen, vereisen vaak lightweight, betrouwbare software met lange levenscycli. Echter, bestaande containertechnologieën en platforms, zoals die in enterprise Linux, zijn vaak gebloat of vereisen te frequente updates om effectief op deze embedded systemen te draaien, volgens Wind River. Het bedrijf stelde dat, met deze release, Wind River Linux de moeilijkheden wegnemt en de drempel voor containergebruik in embedded softwareprojecten voor een divers bereik aan toepassingen verlaagt.

Software Update is bewerkt door Contributing Editor Patrick Waurzyniak; contact hem op pwaurzyniak@gmail.com.