Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> CAD/CAM software zefektivnil výrobu PVD povlakovacích zařízení
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.
Nomenklatura: CAD/CAM/CAE/CIM

CAD/CAM software zefektivnil výrobu PVD povlakovacích zařízení

Společnost Island e-Beam, LLC, z Bradentonu se jako jedna z nemnoha firem na světě zabývá výrobou zdrojů elektronových paprsků a zařízení pro napařování materiálů (fyzikální depozici vrstev). Aby bylo možné v tak náročné oblasti uspět, je nutné provádět špičkový aplikovaný výzkum a také mít dlouholeté zkušenosti. To je také důvod, proč podobné produkty mnoho firem nevyrábí.

PVD je metoda pro nanášení tvrdých povlaků na bázi kovů prostřednictvím částečně ionizovaných par kovu a jejich reakcí s některými plyny, čímž se na podkladovém materiálu vytváří tenká vrstva s přesně definovaným složením. Všechny PVD procesy probíhají za podmínek vysokého vakua. K urychlení proudu elektronů, které byly vygenerovány zahřátím wolframového vlákna, se používá vysoké napětí (10 kV). Tento proud elektronů je zachycen, soustředěn a nasměrován na materiál, který se má odpařit. Během procesu se u tohoto materiálu mění pevné skupenství na plynné a nakonec, po ulpění na podkladovém materiálu, zpět na pevné ve formě tenké vrstvy materiálu. Tloušťka vrstvy se obvykle měří v angstromech. Jeden angstrom je jednotka rovnající 10-10 metru, tedy desetině nanometru! PVD proces může sestávat z nanesení jediné vrstvy jednoho materiálu, ale také ze 180 vrstev různých materiálů!

David Fergusson

Potíže se subdodávkami

David Ferguson svou pracovní kariéru začínal u společností, které se zabývaly výrobou podobných produktů. Založit si svou vlastní firmu se rozhodl v roce 2009. Nyní je majitelem společnosti Island e-Beam, LLC. „Zákaznické požadavky bývají opravdu velmi rozmanité,“ vysvětluje. „Na jedné straně máme náročné zákazníky, kteří sestavují kompletní PVD systémy (pro napařování materiálů) pro armádní a letecké aplikace a na druhém konci zákaznické základny máme dekorativní a umělecký průmysl.“

Jeho společnost delší dobu zajišťovala výrobu formou kooperací. Nebylo to však bez problémů. David Ferguson byl po čase tak unaven neustálým zajišťováním dodávek dílů, které potřeboval pro svou vlastní výrobu, že začal přemýšlet nad tím, že si potřebné komponenty začne vyrábět sám. A nebyl to jediný důvod. „Díly z kooperací nebyly kvalitní, jejich cena byla vysoká, a ještě jsme je dostávali pozdě,“ popisuje Ferguson své strasti při zajišťování výroby komponent u externích výrobců. „Když už díly dorazily, byly mimo tolerance, otvory pro závity byly často úplně jiné. Většinou jsme dílec prostě tady sami opravili, abychom ho mohli použít, protože to bylo v daném okamžiku nejjednodušší řešení.“ Kromě toho, zdroje elektronových paprsků jsou vyráběny z takových materiálů, které výrobní firmy nerady obrábějí, včetně OFHC mědi, nerezové oceli, uhlíkové oceli, molybdenu, tantalu, wolframu, titanu a dalších materiálů. „Dílce vyrábíme pouze z materiálů použitelných ve vakuu,“ vysvětluje Ferguson, „a ne každý je ochoten tyto materiály obrábět, což byl další důvod, abychom si začali vyrábět dílce sami.“


Obráběcí centrum Haas ve firmě e-Beam, LLC

Edgecam přinesl řešení

Aby si mohl vyrábět dílce sám, koupil Ferguson – který nikdy předtím nepracoval s CNC stroji – frézovací centrum Haas. Po dlouhém boji s původním CAM softwarem zakoupil pro programování svého obráběcího stroje CAD/CAM software Edgecam od společnosti Vero Software. „Než jsme objevili Edgecam, byl to neustálý boj,“ prozrazuje svou zkušenost se svým původním CAM systémem. „Pokaždé, když jsme se pokusili vygenerovat dráhu nástroje, se objevila nějaká chyba a technická podpora dodavatele nikdy problém nevyřešila.“ Když se Ferguson seznámil s možnostmi a způsobem práce v Edgecamu, pochopil, že konečně našel systém, který jeho požadavkům vyhoví, a nadchl se i jeho snadným použitím. „Když jsem viděl prezentaci systému Edgecam a zjistil jsem, že můžeme obrábět i naše složité díly rovnou ze solid modelů z obou konstrukčních CADů, které používáme, byl Edgecam prostě nejjednodušším řešením našeho problému.“


Obrobky z OFHC mědi

 

Pro tvorbu solid modelů firma používá dva různé CAD systémy. Vzhledem k tomu, že Edgecam je „CAD neutrální“, nabízí možnost bezchybně načítat data z různých systémů a nebýt na nich přitom závislý. Dráha nástroje v Edgecamu zůstává asociativní s původním modelem a zachovává si integritu s vizí konstruktéra bez jakéhokoliv nutnosti překládat data. Díky tomu je snadné importovat data z jakéhokoliv CADu do Edgecamu, kde software automaticky rozpozná útvary k obrobení. „Díly, které vyrábíme, jsou si navzájem často velmi podobné,“ vysvětluje Ferguson. „To, čím se většinou liší, je velikost kapes určených pro umístění materiálu pro odpařování.“ Přesto, že dílce jsou si navzájem podobné, ruční programování by bylo obtížné a nezabránilo by chybám zapříčiněným lidským faktorem. „Obráběli jsme jeden model, který obsahoval 1 000 řádků NC kódu a já si vážně neumím představit, že bych se to snažil naprogramovat ručně.“ Prostorově malý zdroj elektronových paprsků má velikost 127 x 152,4 x 101,6 mm a váží asi 2,722 kg. Velký zdroj má rozměry 304,8 x 203,2 x 127 mm a hmotnost 18,144 kg. „Při obrábění s Edgecamem nemusím ztrácet čas tím, že budu řešit, zda budou díly vyrobeny správně. Nyní jsou správné vždy,“ tvrdí Ferguson.


Součást naprogramovaná v Edgecamu


Obrobená molybdenová deska

Funkce Workflow

Mezi nejnovější funkce v Edgecamu patří Workflow. Jedná se o snadno použitelné rozhraní, které zjednodušuje práci v tomto softwaru tím, že obsáhne proces obrábění komplexně – od načtení dílce přes výběr materiálu, polotovaru, upínání, CNC stroje až po obráběcí strategie. Díky tomu nabízí Workflow tu nejlepší volbu prakticky v každém kroku výrobního procesu. „Díky Edgecamu jsme byli rychle schopni obrobit dílec s minimálním počtem zádrhelů. Zlepšení a výsledky byly okamžité. Se softwarem i s jeho technickou podporou jsem velmi spokojen,“ uzavírá David Ferguson.


Nexnet, umístění na MSV: pavilon B, stánek 72,  pavilon P, stánek 37

j.konarik@nexnet.cz

www.edgecamcz.cz
 

Další články

CAD/CAM/CAE/CIM

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky













Sledujte nás na sociálních sítích: