Fusion 360 Manufacturing Extension Ontrafeld: De Kracht van Steep & Shallow

Wat Is De Manufacturing Extension?

Voordat ik een diepe duik maak in de details die Steep and Shallow meer maken dan alleen een one-size-fits-all toolpath voor luie machinisten, wil ik snel uitleggen wat de Fusion 360 Manufacturing Extension eigenlijk is. De Manufacturing Extension voegt diepere functionaliteit toe voor ons die het nodig hebben. Het omvat momenteel toegang tot Additieve Fabricage, Gat Herkenning, Oppervlakte Inspectie en Geometrie Tasten, en Steep and Shallow. Basis: boorautomatisering, in-process inspectie, en robuuste afwerkstrategieën. Je kunt de Manufacturing Extension direct in Fusion 360 inschakelen, wat inhoudt dat je erop abonneert. Lees meer over de Manufacturing Extension hier.

Als je abonneert op de Manufacturing Extension, een aantal operaties maakt met die strategieën, en daarna besluit je niet te herabonneren, kun je de operaties die je maakte nog steeds bekijken en posten. Je kunt ze alleen niet bewerken. Het doel van de Manufacturing Extension is je flexibiliteit te geven om alleen functionaliteit te benaderen die je nodig hebt, wanneer je het nodig hebt. Er is geen hoge voorafgaande kosten, geen downloads, geen extra serienummers of dongles. Op deze manier blijft de basisprijs van Fusion 360 laag voor wie niet altijd deze diepere en complexere capaciteit nodig heeft, terwijl we nog steeds in business blijven — en je de optie geeft om legacy programma's te posten.

Ok, cool. Wat Is Steep and Shallow?

Steep and Shallow is de 3D-afwerktoolpath die inbegrepen is in de Manufacturing Extension. Op hoog niveau kan het volledige onderdelen met complexe oppervlaktegeometrie in een enkele toolpath bewerken. Het heeft speciale parameters voor zowel de steile als de vlakke gebieden van het onderdeel, vervat in één operatie. Ik gok dat het duidelijk is hoe het aan zijn naam is gekomen!

Vanaf alleen dit hoog niveau, maakt het includeren van Steep and Shallow in de Manufacturing Extension niet veel zin. Het lijkt alsof het combineren van Scallop en Contour strategieën tot hetzelfde resultaat zou leiden, toch? Dat dacht ik eerst ook. Maar, zoals Tim Paul graag zegt, de duivel zit in de details. En wow, heeft Steep and Shallow veel details!

Om een nader kijk te nemen, freesde ik 4 identieke onderdelen op de Haas VF2SS die we hebben in het San Francisco Technology Center op Pier 9. Ik zal enkele van de kleine details vergelijken en kijken of Steep and Shallow de moeite waard is om te gebruiken.

Drempelhoek & Overlapsafstand

Laten we beginnen bovenaan het Steep and Shallow Passes Tab. De Drempelhoek-parameter maakt het gemakkelijk om ervoor te zorgen dat de steile en vlakke strategieën de juiste gebieden van het onderdeel bedekken. Dit is de "afsnijthoek" waar de strategie overschakelt van steil naar vlak. Als ik bijvoorbeeld 30 graden invoer, zal alles wat vlakker is de vlakke-passen strategie toegepast krijgen. Alles wat stijler is, krijgt de stijle-passen strategie toegepast. De Overlapsafstand-parameter specificeert een afstand om de strategieën te mengen om het uiterlijk van eventuele nazen in het eindproduct te verminderen.

Als je een combinatie van Scallop of Parallel en Contour gebruikt, kun je de toolpaden nog steeds het grootste deel van het onderdeel laten bedekken door de Helling Insluiting te gebruiken die beschikbaar is in de meeste 3D-afwerkstrategieën. 0 graden is vlak en 90 graden is verticaal, relatief aan de Z-as. Dus, om hetzelfde resultaat te bereiken als een 45 graden Drempelhoek, zou je een Helling Insluiting van 0 tot 45 graden in de Scallop of Parallel gebruiken en een insluiting van 45 tot 90 graden in de Contour. Maar dit houdt geen rekening met overlap.

Maakt Overlapsafstand Werkelijk Uit?

Nu, afhankelijk van wie je vraagt en welk soort onderdelen je maakt, varieert het belang van de overlap. Sommigen zeggen dat het niet nodig is en alleen kostbare cyceltijd verspilt. Sommigen zeggen dat het heel nodig is om de overgangsoppervlaktes te mengen voor een uniforme oppervlakteafwerking. Het belangrijke hier is dat Steep and Shallow een daadwerkelijke parameter heeft die je kunt gebruiken om de overlapsafstand precies te controleren. Als je overlap nodig hebt, is een goede startwaarde om de Overlapsafstand gelijk te stellen aan 2 keer de stepover en daarvanaf aan te passen.

Om de afzonderlijke strategieën te laten overlappen, moet je ervoor zorgen dat de helling insluitingen ook overlappen. In dit geval stelde ik de Scallop maximum hoek in op 45.5 graden en de Contour minimum hoek op 44.5 graden. Dus, de toolpaden zouden iets moeten overlappen door ongeveer 1 graad. Echter, ik weet niet wat dat is in lineaire afstand. Het voordeel van Steep and Shallow is dat ik precies weet hoeveel ze zullen overlappen, terwijl voor de afzonderlijke strategieën het een beetje gokken en controleren is.

Steep and Shallow Kapen

Nu, er is iets belangrijks wat de Drempelhoek van Steep and Shallow toelaat. Je kunt het er eigenlijk toe dwingen om het hele onderdeel in de stijle of vlakke passen te dekken door de Drempelhoek in te stellen op 0.1 graden of 89.9 graden, respectievelijk. Combineer dit met Helling limieten, en je kunt Steep and Shallow gebruiken geoptimaliseerde Scallop, Parallel, Contour, of Ramp toolpaden te creëren. Dit kan met name handig zijn voor diegenen met 5-as machines die Tool Oriëntatie kunnen gebruiken om het gereedschap te kantelen zodat het van de punt snijdt terwijl dezelfde snijbeweging behouden blijft. Als alternatief kun je Steep and Shallow omtoveren in een betere versie van Scallop of Parallel, gebaseerd op de voordelen die ik ga behandelen.

Continue Passes Voor Scallop

Verderop in het dialoogvenster zijn er diverse opties in de vlakke passen sectie specifiek voor Scallop. In dit geval, voor deze onderdeelgeometrie, maakte Scallop meer zin dan Parallel, dus dat is waar ik me op zal richten. De Continue checkbox maakt de Scallop een continue spiraal in plaats van afzonderlijke offset-passen die overgangsbewegingen vereisen. Dit kan helpen merken op het onderdeel te verminderen omdat het gereedschap constant betrokken blijft bij het materiaal. Constante betrokkenheid vermindert veranderingen in gereedschapsafbuiging die leiden tot merken op het onderdeel waar het gereedschap afbuigt bij het begin van engageren of rechtop gaat bij disengageren.

Continue Passes helpt de machine ook soepeler te bewegen. Meestal zal er een andere voedsnelheid zijn voor Lead-In/Out bewegingen en Snijbewegingen gedefinieerd voor het gereedschap en geërfd door de operatie. Er zijn veel factoren die bijdragen aan het maken van de meest optimale machinebeweging die buiten het bereik van deze blog vallen, maar het behouden van een constante voedsnelheid kan zeker helpen. Dit betekent dat de machine niet zo vaak hoeft te versnellen en te vertragen, wat gereedschapsafbuigingsproblemen nog erger kan maken.

Continue passen creëren is momenteel niet beschikbaar in de Scallop-toolpath in Fusion 360. Dus hoewel je Steep and Shallow kunt gebruiken om een verbeterde Scallop te maken, kun je dit niet repliceren met een basis Scallop.

Gladde Offsets Voor Scallop

Daarnaast zijn er twee opties die helpen de machinebeweging glad te maken en ook de variatie in oppervlakteafwerking te verminderen.

Scallop-toolpaden hebben de neiging om "in te zakken" naarmate de passen verder offsetten naar het midden van het onderdeel. Dit kan leiden tot scherpe hoeken in de toolpath. Deze scherpe hoeken betekenen dat het gereedschap en de machine essentieel op een dubbeltje moeten draaien, wat leidt tot hoge versnelling en vertraging in ten minste één as van de beweging. Zoals ik hierboven zei, leidt dit tot problemen met gereedschapsafbuiging, wat merken op het onderdeel kan achterlaten. Om dit te bestrijden, heeft Steep and Shallow een Gladde Offsets optie die die scherpe hoeken afrondt om de machinebeweging gladder te maken.

Helaas is zelfs Gladde Offsets geen zilveren kogel. De interne hoeken hebben nog steeds een probleem: er is een grotere afstand tussen elke interne hoek dan de geprogrammeerde stepover. Dit kan leiden tot een hogere cusp langs de interne hoeken. Gelukkig heeft Steep and Shallow nog een optie om precies dit probleem op te lossen! Cusps Verwijderen Bij Samengevoegde Passes voegt een pas toe langs de interne hoeken waar de afstand groter is dan de stepover, wat helpt die hoge cusp glad te maken en resulteert in een meer uniforme oppervlakteafwerking.

Ook weer, deze opties zijn alleen in Steep and Shallow te vinden, dus hoewel je Steep and Shallow kunt gebruiken om een Scallop met deze opties te maken, kun je dit niet repliceren met de standaard Scallop-toolpath.

Gelijkmatig Verdeelde Gladmaking

Ik heb het beste zeker voor het laatst bewaard, en het is de nieuwe gladmakingsoptie die beschikbaar is in Steep and Shallow. Fit Lines and Arcs doet in essentie wat de gladmakingsoptie in de rest van Fusion 360 doet – benadert lijnen en bogen om het totale aantal punten in de toolpath te verminderen. Tim doet een geweldige werk om dit in meer detail uit te leggen hier. Deze optie is geweldig voor oudere machines waar te veel punten kunnen leiden tot data-starving. Data-starving betekent dat de machine stopt en wacht op de volgende regel code om te verwerken. Dit kan leiden tot ruckelende en problematische machinebeweging. Hoewel grote en complexe toolpaden problemen kunnen veroorzaken op oude besturingen met minder verwerkingskracht, zijn nieuwere besturingen met moderne processors minder geneigd dit probleem te ondervinden.

Voor nieuwere machines is het verwerken van data geen probleem meer. Nu is het eigenlijk meer nuttig om punten toe te voegen om de afstand tussen de punten zo gelijkmatig mogelijk te houden. Dit houdt de toolpathpunten dichter bij het originele oppervlak, wat een strakkere algehele tolerantie garandeert en de machinebeweging tussen de punten glad maakt. Ik probeerde alle drie gladmakingsopties uit, en de onderdeelsresultaten zijn hieronder. Helaas tonen de resultaten zich niet zo goed op foto als in het echte leven. Er is echter duidelijk een significante verbetering in oppervlakte kwaliteit. Je kunt zelfs zien hoe de oneven puntenverdeling in de toolpath direct leidt tot facettering of inconsistenties op het afgewerkte onderdeel.

Wat Betekent Dit Alles?

Dus, moet je Steep and Shallow gebruiken? Ik denk dat de conclusie, zoals conclusies vaak zijn, is dat er geen perfect antwoord is. Van technisch perspectief biedt het functionaliteit die simpelweg niet beschikbaar is door andere toolpaden te combineren. Continue passen, Gladde Offsets, en Gelijkmatig Verdeelde Punten bieden allemaal duidelijke voordelen bij het overwegen van hoe je machine zal bewegen en de resulterende oppervlakteafwerking. Dus als je onderdelen bewerkt met strakke oppervlaktetoleranties die een niet-triviale hoeveelheid handmatige nabewerking vereisen, könnten deze verbeteringen de moeite waard zijn om te verkennen. Als je na bewerken bead blast, is misschien een toolpath-sjabloon die Scallop en Contour gebruikt, meer dan goed genoeg.

Van zakelijk perspectief komt Steep and Shallow met een extra kostenpost. Het verminderen van downstream afwerkoperaties kan genoeg zijn om de abonnementskosten alleen al te compenseren. Bovendien komt de Manufacturing Extension met andere functionaliteit — blijf op de hoogte voor een vergelijkbare kijk naar hoe de in-process inspectiefunctionaliteit de procesbetrouwbaarheid aanzienlijk kan verbeteren.

Persoonlijk denk ik dat het beste deel van de Manufacturing Extension is dat je niet echt hoeft te "kiezen" zoals je vroeger moest kiezen welke modules of welke software-tier je kocht. Als je het uitprobeert en besluit dat het niet past bij je proces, verleng dan simpelweg je abonnement niet! Plus je kunt nog steeds toegang krijgen tot alle toolpaden die je hebt gemaakt.

Als je besluit de Manufacturing Extension een draai te geven, laat ons dan weten hoe het gaat! Tag ons op socials (@adskFusion360), reageer hier, of nog beter: maak een post op het Fusion 360 Manufacture Forum.