Revolucionando Design e Manufatura com Tecnologias Híbridas Aditivas/Subtrativas

Manufacturing Engineering: Quais são algumas tendências-chave em CAD/CAM e software de manufatura relacionado, como design generativo, manufatura aditiva e híbrida?

Sanjay Thakore: Algumas tendências-chave na manufatura são trazidas pela convergência das indústrias de design e manufatura. Com fabricantes sob mais pressão que nunca para entregar melhores produtos mais rápido e a menor custo, a necessidade de conectar e automatizar processos de design e manufatura para reduzir iterações, erros e prazos de entrega torna-se crítica.

Computação em nuvem e tecnologia móvel, em combinação com automação, trazem novos meios de trabalho ágil e colaborativo para manufatura. Essas tendências dominarão nos próximos anos. Além disso, tecnologias emergentes como manufatura aditiva criaram mais flexibilidade para o processo de manufatura através de liberdade de design. Manufatura aditiva é frequentemente complementada com usinagem subtrativa para atingir especificações de design em processo híbrido.

A combinação de convergência da indústria e nova tecnologia de manufatura cria novas oportunidades de automação. Desafios complexos de design e engenharia podem ser resolvidos a uma fração do custo [de processos de design tradicionais] com tecnologia de design generativo como apresentada no Autodesk Fusion 360. Design generativo é ferramenta de exploração de design que gera simultaneamente múltiplas soluções prontas para CAD baseadas em restrições reais de manufatura, demandas de desempenho do produto e requisitos de custo. Engenheiros podem explorar o espaço de design considerando múltiplos materiais e métodos de manufatura e escolher a opção que melhor equilibra desempenho e custo.

ME: O que há de novo nessas áreas na área de usinagem de produção da Autodesk?

Thakore: Fusion 360 cresce continuamente como ecossistema de manufatura baseado em nuvem e a equipe esteve ocupada com atualizações significativas recentes. Destaques incluem melhorias para torneamento tanto do ponto de vista de definição de ferramenta quanto de operações e função de programas NC para ajudar listar, ordenar e otimizar setups e suas respectivas operações antes do pós-processamento.

Também lançamos nova extensão de manufatura, que é um pacote de tecnologias sofisticadas da Autodesk, reimaginadas e entregues no Fusion 360 para aumentar eficiência de produção. Quando ativada, atua como ambiente de manufatura híbrida, permitindo usuários realizarem processos de ponta como acabamento de superfície complexo, furação automatizada, manufatura aditiva e fluxos de trabalho de verificação automatizados.

Para aplicações mais especializadas, PowerMill é o sistema CAM especialista da Autodesk para usinagem de alta velocidade e cinco eixos, oferecendo gama abrangente de ferramentas para permitir fabricação de moldes, ferramentas e outras formas complexas. Lançamentos anteriores do PowerMill melhoraram robustez e segurança com tecnologia como evasão de colisão usando inclinação automática de eixo de ferramenta. Mais recentemente, PowerMill 2020 focou em velocidade, melhorando significativamente tempos para cálculo de trajetória, simulação de trajetória e verificação de programa NC. Essas melhorias ajudam reduzir tempos de programação para turnarounds mais rápidos.

ME: Quão crítico o elemento de manufatura aditiva está se tornando para oficinas de usinagem de produção hoje?

Thakore: O surgimento da manufatura aditiva como aspecto mainstream de fabricação de peças permitiu novas formas para oficinas abordarem desafios existentes e diferenciarem negócio. Primeiro, manufatura aditiva constrói peças camada por camada — por isso, peças com estruturas internas complexas podem ser fabricadas que seriam impossíveis convencionalmente. Como peças são construídas diretamente do design CAD, tempo para produzir peças em pequenos volumes é grandemente reduzido sem custos associados a ferramentais. Isso pode ser especialmente útil para prototipagem.

Se oficinas hoje têm design interno e suportam manufatura aditiva, são capacitadas a reimaginar eficácia de designs existentes com iterações rápidas via prototipagem aditiva, e se não, podem licitar gama mais ampla de peças.

Outra aplicação-chave para aditiva é ferramentais. Exemplo: Matsuura UK, que distribui centros CNC Matsuura e equipamentos aditivos HP. Através do uso de design generativo no Fusion 360 conseguiu reduzir tempo de espera em ferramentais customizados de semanas para horas. Esse processo deu vantagem competitiva única aos clientes além de tornar trabalhos diários mais fáceis criando automaticamente dispositivos de fixação de peça e imprimindo esses fixtures em polímero de alta resistência durante a noite. Isso permite máquinas começarem a cortar em 24 horas e peças entregues em dias!

ME: Quais são coisas importantes que maquinistas CAD/CAM precisam aprender ao enfrentar manufatura híbrida?

Thakore: Tecnologias híbridas podem reduzir muito desperdício de material, levar menos tempo para produzir peça que usando só subtrativa, e fornecer flexibilidade da aditiva enquanto ainda consegue acabamento de superfícies para peça final.

Enquanto muitas máquinas se beneficiam de verificação in-processo, isso é obrigatório para máquinas híbridas. Como híbridas imprimem as formas que devem ser usinadas, devem completar múltiplas etapas de operação em sequência — e é essencial gerenciar acúmulo de tolerâncias através das diferentes operações. Maquinistas devem primeiro verificar que estoque suficiente foi produzido antes de qualquer usinagem começar. Próximo passo é otimizar localização do estoque para cada passe de usinagem, e passo final é verificar que material suficiente foi removido antes de ir ao próximo passo.

Planejamento de manufatura híbrida pode incluir offset de modelo para folgas de usinagem, otimização de treliça, orientação de peça e modelagem ou geração de suporte, programação de trajetória de laser, simulação de construção, programação de operações de usinagem subtrativa, e inspeção.

ME: Como técnicas de metrologia/inspeção estão se tornando mais entrelaçadas e críticas para maquinistas CAM trabalhando em job shop típico ou ambiente de produção?

Thakore: Usar rotinas de inspeção automatizadas em usinagem CNC proporciona inúmeros benefícios que reduzem sucata e melhoram produtividade:

Setup: Setup de coordenadas de trabalho através de inspeção pode verificar posicionamento e dimensões de material bruto, garantindo que programa NC não seja desviado por diferenças menores durante setup da máquina. Verificar posicionamento correto de peças carregadas por paletes, robôs ou outros sistemas automatizados é crucial para usinagem precisa.

Ferramentas: Imprecisões em posição de ferramenta podem levar a dano de ferramenta, peça e máquina. Ter posicionamento correto de ferramenta é tão importante quanto posicionamento correto de peça para evitar erros custosos.

In-Process: Maquinistas podem monitorar características usinadas in-processo para identificar erros. Esse processo identifica quando peça está fora de tolerância, permitindo máquina-ferramenta alertar maquinista ou até ajustar automaticamente fresa para compensar. Capacidade de verificar sucesso de um dado passe torna inspeção in-processo excelente ferramenta para automação e usinagem lights-out.

ME: Como está clima de negócios de manufatura atual para muitas oficinas de produção?

Thakore: Para atender demanda crescente, dependemos de automação, nova tecnologia e novos materiais. Vimos isso materializar como mudança de paradigma com discussões sobre Indústria 4.0. Simultaneamente, natureza customizada de produtos é impulsionada por demanda de consumidor por produtos feitos sob medida.

É imperativo que empresas no espaço de manufatura encontrem formas de acompanhar mercado em rápida mudança para continuar lucrativas, bem como desenvolver força de trabalho que possa trabalhar junto e com tecnologia de próxima geração como Fusion 360 em combinação com avanços em hardware e processos. Essas tendências empurram fabricantes a repensar estratégia e forma como projetam e fabricam produtos.

Siemens Lança Portfólio Opcenter Manufacturing Operations

Siemens Digital Industries Software, unidade da Siemens AG sediada em Berlim e Munique, lançou software Siemens Opcenter, portfólio de soluções de software para gestão de operações de manufatura (MOM). Siemens Opcenter expande soluções MOM da Siemens unindo esses produtos em portfólio único, conectado, cloud-ready com experiência de usuário harmonizada que pode ajudar fabricantes a atender demandas por eficiência de produção, qualidade, visibilidade e tempo reduzido para produção, segundo a Siemens.

Opcenter integra capacidades MOM, incluindo planejamento e programação avançados, execução de manufatura, gestão da qualidade, inteligência e performance de manufatura, e gestão de formulação, especificação e laboratório. Novo portfólio combina produtos incluindo software Camstar, suíte SIMATIC IT, Preactor, R&D Suite e QMS Professional em portfólio único que unifica esses produtos e alavanca sinergias entre eles. Interface de usuário totalmente web-based, moderna, consistente e adaptativa implementada por todo portfólio Siemens Opcenter oferece experiência de usuário adaptada situacionalmente e facilita implementação de novas capacidades e componentes adicionais enquanto reduz esforços de treinamento, disse Siemens.

"Siemens Opcenter é próximo passo lógico dada nossa extensa inovação tecnológica e evolução de portfólio MOM", disse Rene Wolf, vice-presidente sênior, software de gestão de operações de manufatura, na Siemens Digital Industries Software. "Unir esses componentes como Siemens Opcenter e harmonizar experiência do usuário final com outras partes de nossa Plataforma de Inovação Digital tornará muito mais fácil para fabricantes gerenciarem seu processo de transformação digital."

Além de lançar Siemens Opcenter, Siemens também lançou nova versão de seu portfólio de Sistemas de Execução de Manufatura (MES), Siemens Opcenter Execution, anteriormente SIMATIC IT e Camstar. Novos recursos nestes lançamentos focam em dispositivos inteligentes, mobilidade e capacidades de integração para otimizar fluxos e disponibilidade de dados.

CNC Software Lança Mastercam 2020 Software CAM

CNC Software Inc., desenvolvedora do Mastercam sediada em Tolland, Connecticut, lançou Mastercam 2020, sua versão mais recente do sistema CAM mais instalado da indústria. Mastercam 2020 aumenta produtividade de usinagem e reduz custos gerais de produção com novos recursos de automação de fresamento 2D até multiaxis, melhorias em CAD e preparação de modelo, configuração de máquina aprimorada, e Ferramentas 3D, segundo a empresa.

Mastercam 2020 aumenta produtividade e eficiência de programação enquanto reduz custos de produção com série de melhorias automatizadas de trajetória de ferramenta 2D até cinco eixos, segundo CNC Software. Diz que novo trajetória 3D Blend entrega acabamento superficial liso e preciso e fornece verificação de estoque e porta-ferramenta. Melhorias de usabilidade em ferramentas 3D incluem ícones 3D em listas de ferramentas, funcionalidade stop-on-contact ao acoplar inserto a porta-ferramenta, e auto-preenchimento de ponto de compensação ao definir ferramentas 3D.

Novo software aumenta eficiência e reduz tempo de setup de job e preparação necessária para usinagem e programação de peça, com capacidade de filtrar insertos e porta-ferramentas por atributos e rastrear associatividade. Melhorias de encadeamento incluem encadeamento mais rápido e fácil para Wireframe e Sólidos, e melhorias de exibição e comportamento de cadeia.

Com melhorias em simulação de trajetória e máquina, gráficos de trajetória, e outras ferramentas de verificação e análise, Mastercam 2020 proporciona maior segurança de programação e permite decisões melhores e mais informadas antes de rodar job, segundo CNC Software. Melhorias incluem go to home position on tool plane change, que move ferramenta para posição home entre operações quando há mudança de plano. Posicionamento de eixo rotativo permite usuário simular e visualizar movimento multiaxis da máquina-ferramenta, enquanto Skip Drill Cycle Pecking melhora estimativas de tempo de ciclo, segundo a empresa.

Hexagon Lança QUINDOS 2019.2

Hexagon AB, Estocolmo, Suécia, disse que sua divisão Hexagon Manufacturing Intelligence lançou segunda versão completa do QUINDOS 2019, seu software para geometrias especiais que oferece pacote flexível de soluções, de inspeção padrão a trem de força.

A versão 2019.2 inclui opção QUINDOS Virtual CMM – VCMM II para determinar incerteza de medição específica de características de teste. Modelo verificado pelo Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) baseia-se nos últimos modelos matemáticos e padrões tecnológicos. Fatores influentes e suas correlações podem ser determinados automaticamente para cada medição usando simulação baseada em computador segundo VDI/VDE 2617 Folha 7 — seja em configuração de máquina com ambiente remoto ou em computador de simulação separado. Número de execuções de simulação e tempo podem ser ajustados conforme tarefas de medição individuais para reagir flexivelmente a demandas de precisão e eficiência.

QUINDOS 2019 fornece interface de usuário estruturada para guiar usuários desde definição de tarefa até relatório final. Incerteza de medição pode ser saída como valor individual para cada característica no relatório e também graficamente. Saída gráfica pode ser diferenciada para inspeção de entrada ou saída, ou segundo gráfico convencional QUINDOS.

Determinação de offset de ferramenta de corte/retificação foi adicionada às soluções para ferramentas de corte de engrenagens. Opção pode ser usada para determinar valores de correção para cortador/retificador no processo de manufatura baseado em avaliação de offsets normal, lateral e radial.

QUINDOS 2019 também inclui solução para inspecionar estratégia de retificação para Broaches (DIN 1415) com canais anelares. Software avalia avanço da forma de dente gradualmente estreita na direção da face. Trituração de material e tensão de compressão que podem levar a falha podem ser reconhecidos e reduzidos através de inspeção da superfície livre.

QUINDOS também agora inclui avaliação adicional para engrenagens com novo relatório gráfico. Gráfico all-in-one visualiza graficamente avaliações de hélice e perfil para engrenagem em formato condensado.

IBM Conclui Aquisição da Red Hat Software

IBM Corp., Armonk, N.Y., concluiu sua aquisição de $34 bilhões da Red Hat Software, desenvolvedora de tecnologias de nuvem híbrida aberta sediada em Raleigh, N.C. IBM adquiriu todas as ações ordinárias emitidas e em circulação da Red Hat por $190,00 por ação em dinheiro, representando valor patrimonial total de aproximadamente $34 bilhões. Empresas planejam oferecer plataforma híbrida multicloud de próxima geração baseada em tecnologias open source como Linux e Kubernetes que permitirá negócios implantar, rodar e gerenciar dados e aplicações on-premises e em nuvens privadas e múltiplas públicas.

Red Hat continuará liderada pelo CEO Jim Whitehurst e sua equipe de gestão atual. Whitehurst junta-se à equipe sênior da IBM, reportando a Ginni Rometty. IBM manterá sede da Red Hat em Raleigh, suas instalações, marcas e práticas. Red Hat operará como unidade distinta dentro da IBM e será reportada como parte do segmento Cloud and Cognitive Software da IBM.

Hexagon Adquire Startup Alemã AMendate para Moldar Design Generativo

Divisão Manufacturing Intelligence da Hexagon anunciou que Hexagon entrou em acordo definitivo para adquirir AMendate, startup alemã fornecendo soluções de software de simulação que suportam geração e otimização de designs para manufatura aditiva (AM). AMendate juntará-se ao negócio MSC Software da Hexagon, que fornece software e serviços de simulação CAE (engenharia assistida por computador).

Com esta aquisição, MSC pode oferecer mudança de paradigma longe de tecnologias de otimização de propósito geral para solução de software purpose-built para AM, permitindo produção eficiente de componentes complexos e fornecendo benefícios que incluem economia de material, redução de peso e produção eficiente e custo-efetiva, segundo Hexagon. Tecnologia da AMendate elimina esforço manual que desacelera fluxos de trabalho atuais, permitindo etapas serem completadas em dias que levariam várias semanas.

AMendate foi fundada em 2018 por pesquisadores da Universidade de Paderborn e Centro de Pesquisa de Manufatura Direta (DMRC) em Paderborn, consórcio industrial/acadêmico iniciado em 2008 por Boeing, EOS e outros parceiros comerciais. Transação deve fechar no terceiro trimestre e sujeita a condições de fechamento costumeiras.

Wind River Linux Agora Apresenta Tecnologia de Containers

Wind River Linux, Alameda, Califórnia, desenvolvedora de software de sistemas embarcados, anunciou melhorias no Wind River Linux, que entrega tecnologia para facilitar adoção de containers em sistemas embarcados. Fornece recursos como containers pré-construídos, ferramentas e documentação, bem como suporte para frameworks como Docker e Kubernetes, todos os quais podem ajudar desenvolvedores de sistemas embarcados alavancar ou implantar abordagens de desenvolvimento cloud-native, especialmente relevantes para appliances na borda da rede.

Embora containers possam entregar benefícios poderosos como maior escalabilidade e flexibilidade, a maioria dos frameworks atuais carece do design ou suporte certo para indústrias de missão crítica que tipicamente empregam dispositivos com ciclos de vida extremamente longos.

Dispositivos embarcados no reino de tecnologia operacional (OT), como para industrial, equipamentos médicos e sistemas automotivos, também frequentemente requerem software leve, confiável com longos ciclos de vida. No entanto, tecnologias e plataformas de containers existentes, como as em Linux empresarial, são frequentemente inchadas ou requerem atualizações frequentes demais para rodar efetivamente nesses sistemas embarcados, segundo Wind River. A empresa afirmou que, com este lançamento, Wind River Linux remove dificuldades e baixa barreira de entrada para uso de containers em projetos de software embarcado para gama diversa de aplicações.

Software Update é editado pelo Editor Contribuinte Patrick Waurzyniak; contate-o em pwaurzyniak@gmail.com.