Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Využití CAD/CAM systému při výrobě pneumatik
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Využití CAD/CAM systému při výrobě pneumatik

Silná konkurence na trhu s automobilovými pneumatikami nutí výrobce vyvíjet takové dezény, které by splňovaly stále náročnější požadavky na provozní vlastnosti. Tvarová složitost takových dezénů a současně nároky na produktivitu výroby vedou k použití výkonných 3D CAD/CAM systémů.

Společnost Barum Continental, největší český výrobce pneumatik, se rozhodla využít pro některé náročné fáze procesu výroby CAD/CAM systému Unigraphics. Dodavatelem tohoto softwaru je společnost Axiomtech. V oblasti designu a návrhu pneumatik se využívá zejména vizualizačních schopností Unigraphicsu, neboť vytvoření trojrozměrného náhledu na pneumatiky podstatně zvyšuje možnosti konstruktéra. CAD model pneumatiky je též využíván při simulacích a analýzách vlastností konstruovaného dezénu.

Forma pro lisování pneumatik

Důležitou součástí výrobního procesu je výroba forem pro lisování pneumatik, která je předmětem činnosti divize výroby forem Barum (VFB). Rovněž i zde byl nasazen systém Unigraphics. Při zpracování výrobní dokumentace konstruktéři využívají modul Drafting, doplněný o balík nadstavbových funkcí pro automatickou tvorbu pohledů a řezů drážkami.
Kvalita formy podstatně ovlivňuje vlastnosti pneumatiky. Forma je složena z několika dílců, přičemž nejdůležitější a z hlediska technologie výroby nejnáročnější jsou obvodové díly s matricí dezénové stopy, tzv. segmenty. Z geometrického hlediska jde o velice složitá tělesa, neboť každé těleso segmentu obsahuje řádově několik tisíc obecných ploch. Výroba takto složitých dílů je nemyslitelná bez použití CNC technologie.

Odlévání segmentů formy

Konvenční způsob výroby segmentů formy ve VFB představuje metoda lití. Prakticky to znamená, že se vyfrézuje model pneumatiky, do kterého se segmenty formy odlijí. Modely jsou frézovány na pětiosých obráběcích strojích. Příprava NC dat pro obráběcí stroje probíhá kompletně v Unigraphicsu. Podklady pro výrobu forem jsou z vývoje do VFB dodávány v podobě 3D modelu. Tento 3D model je nutno před obrobením rozměrově upravit tak, aby zahrnoval vlivy objemových smrštění při tuhnutí formy a vliv výrobních tolerancí při dokončování formy a při lisování pneumatiky. Objemové smrštění při tuhnutí formy není konstantní ve všech směrech, například procentuální změna hloubky drážky je jiná než poměrné smrštění na průměru pneumatiky. Pro Unigraphics byla ve VFB vyvinuta nástavba, která automaticky provádí všechny zmíněné rozměrové úpravy na 3D modelu včetně automatického generování NC programů pro obrobení. Výsledný model je důsledně parametrický a asociativní, což je důležité zejména ve fázi úprav rozměrů. Vzhledem k vysoké složitosti a přesnosti řešených dezénů je často nutné některé rozměry modelu upravit na základě výsledků změřených na vyfrézovaném testovacím kusu. Díky parametričnosti modelu jsou tyto úpravy redukovány na editaci příslušných rozměrů. Unigraphics pak automaticky přegeneruje model a příslušné obráběcí operace. Řazení obráběcích operací je automaticky optimalizováno tak, aby počet výměn nástroje byl minimální.
Vstupní data o zpracovávaných dezénech přicházejí do VFB z vývoje ve formě 3D modelů. Od externích zadavatelů přicházejí data většinou v podobě 2D výkresové dokumentace. V tomto případě je nutno 3D model na základě dodané dokumentace vytvořit. To je opět řešeno automaticky pomocí zmíněné nástavby pro Unigraphics, která obsahuje všechny potřebné funkce pro tvorbu 3D modelu.

Metoda přímého frézování segmentů

Při výrobě segmentů forem ve VFB se dnes stále častěji využívá metody přímého frézování. Tato metoda podstatně zkracuje dobu přípravy formy a umožňuje dosáhnout výrazně kratšího času od dodání výkresové dokumentace po expedici hotové formy, než je tomu u konvenčního postupu. Tato metoda nachází uplatnění zejména při výrobě testovacích prototypů nových pneumatik. Jak již vyplývá z jejího názvu, jednotlivé segmenty formy jsou přímo frézovány do hliníkové slitiny. Postup přípravy modelu pro CAM zpracování je obdobná jako u konvenční metody. 3D model segmentu formy přichází z vývoje, nebo je na základě 2D dat automaticky vytvořen nástavbou Unigraphicsu. Na rozdíl od konvenční metody tu odpadá nutnost rozměrových transformací souvisících s technologií odlévání. Vlastní obrábění opět probíhá na pětiosých CNC strojích a je automaticky optimalizováno.

Trendy

S přechodem na moderní CAD/CAM zpracování forem pneumatik ve VFB se objevila celá řada možností, jak jejich výrobu zproduktivnit. Jednou z možností je zavedení CAD v úseku kontroly. Kontrolou rozměrů 3D modelu před obrobením prvního kusu lze zjistit některé chyby ještě v počítači. Jedná se zejména o správnou volbu technologických přídavků, nebo o kontrolu geometrie složitých průniků drážek dezénu.
Jinou cestou ke zvýšení produktivity výroby je využití příbuznosti dezénů stejného typu. Jeden typ dezénu je zpracováván v několika rozměrových řadách. Parametrizace 3D modelů v Unigraphicsu dává možnost přenést společné informace z jednoho rozměru na druhý a minimalizovat tak množství zadávaných údajů.
Ing. František Machala,
ing. Milan Strouhal

Další články

Čerpadla/ armatury/ doprava tekutin
Technologie zpracování pryže/ plastů
CAD/CAM/CAE/CIM

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: