Tempo de programação economiza custos de configuração e ferramentas

Na Jaktool LLC (Cranbury, NJ), uma equipe de jovens engenheiros curiosos está investindo tempo para explorar todo o potencial de seu software de fabricação e máquinas para assumir os trabalhos complexos que ninguém mais deseja. Usando o software de programação Mastercam CAD/CAM da CNC Software Inc. (Tolland, CT), a Jaktool é capaz de economizar tempos de configuração e custos de ferramentas e reduzir os tempos de ciclo, ao mesmo tempo em que oferece um atendimento excepcional ao cliente para diversos segmentos de indústrias.

Uma empresa de tecnologia de protótipos de alta precisão, a Jaktool é especializada em serviços analíticos, desenvolvimento de processos de fabricação e fabricação de protótipos para os mercados de defesa, médico, laboratorial e industrial, trabalhando com praticamente todos os tipos de materiais, desde plásticos até ligas de alto teor de níquel, titânio , e aço inoxidável. Cerca de 50% de seu trabalho é para os militares – apoiando sistemas de armas protótipo e componentes de hardware balísticos para aplicações aéreas, de superfície e subsuperfície.

As peças podem ser tão pequenas quanto rebites de 0,040″ (1 mm) para uma aplicação aeroespacial ou tão grandes quanto 18″ (457 mm) de diâmetro para aplicações subsuperficiais. Os volumes de protótipos variam de uma a 5.000 peças, sendo a média de 50 peças. Na oficina mecânica, cerca de 65 a 70% do trabalho é torneado; o saldo é moagem. O trabalho é realizado em tornos CNC de dois eixos, tornos de eixo duplo de cinco eixos e fresas de três a cinco eixos.

Cada um dos 10 engenheiros mecânicos e elétricos da Jaktool é capaz de levar as peças da impressão ao produto final, de acordo com Ryan Hollywood, gerente de engenharia de fabricação, “Esta não é uma oficina típica onde temos dois programadores e entregamos o resto aos operadores de máquinas. Todos os caras que estão fazendo as peças são os mesmos caras que programam as peças. Cada pessoa tem a propriedade de uma peça, seguindo-a em todos os processos de fabricação - torneamento, afiação, retificação, rosqueamento e tudo mais até que a peça seja finalizada. Como cada pessoa usa muitos chapéus, inclusive operando duas máquinas simultaneamente, precisamos mover o produto pela loja de forma rápida e eficiente para que todos possam executar seus trabalhos”, disse Hollywood.

A CNC Software, por meio de sua rede de revendedores, tem sido um recurso valioso para treinar os funcionários da Jaktool que são em grande parte autodidatas através da experiência, manuais Mastercam e fóruns que frequentam. A loja era um site beta da Mastercam 2017 onde, por tentativa e erro, os funcionários puderam descobrir suas novas e poderosas funções de programação. A primeira vez que um novo recurso foi implementado, por exemplo, demorou cerca de uma vez e meia o que normalmente levaria para programar uma peça. No entanto, na segunda tentativa, a equipe cortou cerca de 25% do tempo de ciclo, seguido por 25% do tempo de configuração.

Jaktool mantém um programa de estágio forte e gratificante. Com base em seus pontos fortes, interesses e vontade de dedicar tempo, os estagiários são incentivados a ir além de apertar botões e terminar tarefas. Embora ambos desempenhem um papel importante no aprendizado e na valorização dos processos de fabricação, o verdadeiro valor de um estagiário como futuro engenheiro é descoberto quando ele se torna um solucionador de problemas. Kevin Zheng, que é estagiário e engenheiro elétrico, é típico. Ele explora continuamente diferentes maneiras de programar os caminhos da ferramenta para levar as máquinas a suas capacidades máximas. E não faz mal que ele realmente goste de fazer batatas fritas.

Quando está na oficina, Zheng se dedica em tempo integral às operações de moagem. Ele prefere projetos não repetitivos que o desafiem a investigar os muitos recursos do Mastercam. Quando o veterano da faculdade começou seu estágio, Jaktool estava fazendo trabalhos de quatro eixos que eram ideais para a superfície. Quando Hollywood liberou Zheng no software, eles aprenderam mais funções, permitindo-lhes assumir trabalhos mais complicados usando as máquinas de quatro eixos.

Anteriormente, o posicionamento de quatro eixos era programado manualmente. Um projeto inicial envolveu um projeto de peça com recursos que estavam em um padrão radial que exigiam usinagem de quatro eixos. Usando o recurso Transform da Mastercam, Zheng foi capaz de pegar caminhos de ferramentas existentes e traduzi-los, girá-los ou espelhá-los para usinar várias peças (ou furos) exatamente iguais. “Poderíamos colocar essa peça em uma morsa com quatro ou cinco operações diferentes, mas queríamos ver como poderíamos fazer isso em uma operação no quarto eixo. Fizemos isso criando planos para cortar para todos os ângulos. Mais tempo é gasto programando a peça, mas o resultado final é uma peça mais precisa porque não é refixada várias vezes”, disse Zheng.

De acordo com Hollywood, o Mastercam 2017 facilita a transição do software de projeto Solidworks para o Mastercam quando a peça precisa ser programada a partir do sólido. Além disso, quando uma peça é projetada no Solidworks e a peça precisa ser compensada durante a fabricação, a peça é redesenhada no Mastercam.

“Essa capacidade é especialmente útil ao fazer trabalhos para o Exército dos EUA devido ao formato em que recebemos os pedidos”, disse Hollywood. “Quando criamos um wireframe a partir de seu IGES ou de seu sólido, às vezes precisamos redesenhá-lo para otimizar os caminhos da ferramenta. Para torneamento e fresamento, redesenhamos muitas peças com exceção de peças muito complicadas. Nesse caso, um IGES é importado para o software CAD/CAM e as coordenadas são redefinidas nos planos corretos para que o XYZ eixos estão no local adequado.”

A tecnologia Dynamic Motion da Mastercam é creditada por desempenhar um papel importante na capacidade da Jaktool de reduzir o tempo de fabricação. “Quando se trata de fresamento, cada programa que escrevo tem algum movimento dinâmico porque descobri que é muito mais fácil remover o material”, disse Zheng. Ele escolhe o material, depois um wireframe, uma ferramenta e um stepover, e os programa no caminho da ferramenta de alta velocidade, muitas vezes criando geometrias complexas e operações de desbaste ao mesmo tempo. O Dynamic Motion remove o material rapidamente devido a algoritmos proprietários no software que detectam de forma inteligente as mudanças no material, permitindo que a ferramenta permaneça em contato constante com o material com pouco ou nenhum passo. Como a ferramenta está constantemente engajada com o material, também há menos quebras de ferramentas.

“Aprendi a fazer coisas sem o Dynamic e então, quando começamos a usar a tecnologia, ela reduziu os tempos de ciclo pela metade quando se tratava de repetições de desbaste. Prolongou a vida útil da ferramenta em 20 a 30%”, disse Hollywood. Como o Jaktool não faz os mesmos trabalhos todos os dias, as altas velocidades possíveis com o Dynamic Motion fornecem à equipe os meios para levar as máquinas ao seu potencial máximo, simplificando todo o processo de fabricação. Por exemplo, a equipe tinha um trabalho repetido que exigia 910 peças. Eles sabiam que levava de 12 a 13 minutos para ser executado. Recentemente, eles programaram a peça usando uma máquina de fuso duplo, programando-a com fuso esquerdo e fuso direito no Mastercam, completando a transferência. O tempo de ciclo foi reduzido em 20%. “A longo prazo, minutos somam dias, então percebemos uma economia de tempo de uma semana e meia”, disse Hollywood.

Um dos trabalhos mais difíceis que a Jaktool aceitou foi para uma pequena forma tubular com 120 bolsões radiais com uma parede fina. Todos os bolsões necessários para cortar o eixo, colocando a operação de fresamento em cerca de uma hora por peça. De acordo com Hollywood, ninguém mais tocaria no trabalho. A jovem equipe experiente citou 50 a 60 minutos para concluir, devido à sua imprevisibilidade. Cerca de uma semana antes, Zheng aprendeu a usar o recurso Transform/Rotate do software, permitindo que ele programasse sete ou oito bolsões por linha e aproximadamente 24 a 36 posições angulares, em vez de 120 bolsões individuais manualmente.

“Eu só tive que programá-lo uma vez e definir a repetição para seguir em uma linha e outra repetição para percorrer toda a peça”, disse Zheng. “Reduzi nosso tempo de ciclo para 15 minutos e não quebrei uma única ferramenta durante toda a execução.” Aproximadamente 200 lb (90 kg) de material foi usado, de acordo com Hollywood. O tempo de configuração era três a quatro vezes maior do que a programação de sólidos, mas usando todos os recursos de transformação/rotação, o Jaktool foi capaz de reduzir o tempo de ciclo para 25% da cotação original.

As tolerâncias rígidas exigidas nas especificações militares representam um desafio particular nas operações de torneamento. Muitos trabalhos têm tolerância de um milésimo de polegada para mais ou para menos, em peças que podem medir de 10 a 12″ (254–305 mm) de diâmetro. Os requisitos de acabamento também são rigorosos. “Há muita ciência por trás das peças que estamos fazendo. Estas não são apenas peças padrão com mais ou menos cinco milésimos. Somos capazes de enfrentar muitos desafios com peças diferentes e, como equipe, nos agrupamos, descobrimos, resolvemos problemas e fizemos essas peças que outras lojas evitariam ”, disse Hollywood. “O software nos ajuda a fazer isso.”

Para obter mais informações sobre a Mastercam/CNC Software Inc., acesse www.mastercam.com ou telefone 860-875-5006.