Usine Peças com Fusion 360 Usando Fixador Impresso 3D Projetado Generativamente

Seguindo meus posts "Como Usinar", hoje explico processo ligeiramente diferente: como usinar peça usando fixador impresso em 3D projetado generativamente. Encontrar melhor forma de segurar peça para usinagem pode ser um dos aspectos mais complicados. Usar Design Generativo no Fusion 360 torna isso muito mais fácil. Para quem não conhece Design Generativo (estão perdendo, sigam link para saber mais!), envolve configurar geometria de obstáculo e preservação, para que software projete peça para você. Uma das restrições de manufatura permite apenas resultados impressíveis em 3D. Neste caso, tornou design e manufatura do fixador muito mais rápido comparado a técnicas tradicionais. Se quiser ver footage de usinagem, siga link.

Fixador Projetado Generativamente

Primeiro, criei design do fixador para segurar minha peça. Usei workspace Design Generativo. Configurei geometria de obstáculo, áreas onde nenhum material seria criado, para colocar parafusos por baixo e prender peça ao fixador. Similarmente, criei geometria de obstáculo para fixador prender-se a placa Lang. Isso permitiu localizar fixador na máquina com precisão, apertando apenas uma porca. Para geometrias de preservação, áreas onde material pode ser criado, defini ao redor dos furos onde fixador prenderia à peça. Isso garantiu furos criados com material suficiente ao redor, para funcionar efetivamente. Apliquei cargas necessárias que fixador suportaria durante usinagem (peguei valores de projeto Autodesk anterior).

Resultados do Fixador Generativo

Design Generativo produz múltiplos resultados, cada um suportando cargas especificadas. Permitiu selecionar o que melhor atendia minhas necessidades. Queria imprimir fixador em 3D para prototipagem rápida. Escolhi um de menor massa, mais fácil e barato de imprimir. Confiava que Fusion 360 deu design que, embora mais leve, atenderia requisitos. Imagem abaixo mostra fixador escolhido. Imprimi na Stratasys Fortus 380mc no Centro de Tecnologia Birmingham. Material escolhido foi polímero ASA (Acrilonitrila Estireno Acrilato), com camadas de 0,33mm. Tempo total de impressão cerca de 7 horas por fixador. Nada mal considerando tempo normal para produzir fixadores com métodos tradicionais!

Setups

Outro benefício de fixador generativo: pude fazer maior parte da usinagem em um setup, mesmo programando várias operações 3+2. Ainda precisei furar furos em um lado do bloco de alumínio para prender ao fixador. Para isso, usei torno Lang. Ferramenta permitiu segurar material com apenas 3mm de aperto, recolocando dentro de tolerância de 5 mícrons. Torna processo extremamente confiável e repetível. No segundo setup usei fixador generativo e rodei trajetórias restantes apenas com este como mecanismo de fixação.

Desbaste

Usei estratégia 3D Adaptive Clearing para desbastar maior parte do material. Permitiu usar comprimento total de corte de fresa de topo 12mm, mantendo carga e ângulo de engate constantes. Muito melhor para vida da ferramenta e limpa material mais rápido que desbaste tradicional. Outro aspecto: precisei criar patches sobre áreas do modelo que não queria que ferramenta entrasse durante desbaste. Grande vantagem de CADCAM integrado, pois pude adicionar rapidamente para simplificar programação. Vê patches em uso na imagem abaixo.

Acabamento

Usei múltiplas estratégias para acabamento, pois peça tinha muitas features diferentes. Área principal requerendo acabamento detalhado eram "pés" da peça. Usei trajetória Paralela com fresa esférica 8mm e passo 0,1mm. Deu ótimo acabamento sem polimento manual.

Para símbolos A e F, usei Scallop com fresa esférica 3mm. Embora localizados lateralmente, programei facilmente usando Orientação de Ferramenta. Opção torna muito fácil criar trajetórias 3+2 no Fusion 360. Só precisei ativar checkbox Orientação de Ferramenta, escolher eixo Z diretamente do CAD e pronto. Como temos trunnion na Haas VF2 onde usinee peça, esta e outras operações 3+2 foram muito diretas. Se quiser saber mais sobre Orientação de Ferramenta, leia este post.

Conclusão

Tempo total de usinagem cerca de 2 horas, mas processo inteiro, que levaria muito mais, acelerou por usar fixador generativo impresso rapidamente in-house. Fusion 360 CADCAM integrado tornou fluxo de design e manufatura rápido e fluido, pois fácil alternar entre workspaces Generative, Design e Manufacturing em cada etapa. Se quiser tentar, mas não testou software ainda, baixe trial grátis neste link.