Desmistificar a Extensão de Fabrico do Fusion 360: O Poder do Íngreme e Pouco Íngreme

O que é a Extensão de Fabrico?

Antes de mergulhar nos detalhes que tornam o Íngreme e Pouco Íngreme mais do que apenas uma trajetória de ferramenta única para torneiros preguiçosos, quero cobrir rapidamente o que é realmente a Extensão de Fabrico do Fusion 360. A Extensão de Fabrico adiciona funcionalidade mais profunda para aqueles de nós que precisam. Atualmente inclui acesso a Fabrico Aditivo, Reconhecimento de Furos, Inspeção de Superfície e Sondagem de Geometria, e Íngreme e Pouco Íngreme. Basicamente, automação de furação, inspeção em processo, e estratégias de acabamento robustas. Pode ativar, ou seja, subscrever, a Extensão de Fabrico diretamente dentro do Fusion 360. Leia mais sobre a Extensão de Fabrico aqui.

Se subscrever a Extensão de Fabrico, criar um monte de operações usando essas estratégias, e depois decidir não renovar a subscrição, ainda pode ver e fazer post das operações que fez. Apenas não as pode editar. O objetivo da Extensão de Fabrico é dar-lhe flexibilidade para aceder apenas à funcionalidade que precisa, quando precisa. Não há custo inicial alto, não há downloads, não há números de série ou dongles adicionais. Assim, o preço base do Fusion 360 mantém-se baixo para aqueles que não precisam sempre desta capacidade mais profunda e complexa, mantendo-nos no negócio — e dando-lhe a opção de fazer post de programas legados.

Ok, legal. O que é Íngreme e Pouco Íngreme?

Íngreme e Pouco Íngreme é a trajetória de ferramenta de acabamento 3D incluída na Extensão de Fabrico. A um nível alto, pode usinar peças completas com geometria de superfície complexa numa única trajetória de ferramenta. Tem parâmetros dedicados tanto para as áreas íngremes como pouco íngremes da peça contidas numa única operação. Adivinho que é claro como ganhou o seu nome!

Apenas desta visão de alto nível, incluir Íngreme e Pouco Íngreme na Extensão de Fabrico não faz muito sentido. Parece que combinar estratégias Escarpa e Contorno levaria ao mesmo resultado, certo? Foi o que pensei no início. Mas, como Tim Paul gosta de dizer, o diabo está nos detalhes. E uau, o Íngreme e Pouco Íngreme tem muitos detalhes!

Para olhar mais de perto, usinee 4 peças idênticas na Haas VF2SS que temos no Centro de Tecnologia de São Francisco no Pier 9. Vou comparar alguns dos pequenos detalhes e ver se o Íngreme e Pouco Íngreme vale realmente a pena usar.

Ângulo Limiar e Distância de Sobreposição

Vamos começar no topo do separador Passagens Íngreme e Pouco Íngreme. O parâmetro Ângulo Limiar torna fácil garantir que as estratégias íngreme e pouco íngreme cobrem as áreas apropriadas da peça. Este é o "ângulo de corte" para onde a estratégia muda de íngreme para pouco íngreme. Então, se inserir 30 graus, qualquer coisa menos íngreme terá a estratégia de passagens pouco íngremes aplicada. Qualquer coisa mais íngreme terá a estratégia de passagens íngremes aplicada. O parâmetro Distância de Sobreposição especifica uma distância para misturar as estratégias para reduzir a aparência de quaisquer costuras no produto final.

Se estiver a usar uma combinação de Escarpa ou Paralelo e Contorno, ainda pode fazer as trajetórias de ferramenta cobrirem a maior parte da peça usando a contenção de inclinação disponível na maioria das estratégias de acabamento 3D. 0 graus é plano e 90 graus é vertical, relativo ao eixo Z. Então, para alcançar o mesmo resultado que um Ângulo Limiar de 45 graus, usaria uma contenção de inclinação de 0 a 45 graus na Escarpa ou Paralelo e uma contenção de 45 a 90 graus no Contorno. Mas, isto não contabiliza qualquer sobreposição.

A Distância de Sobreposição Realmente Importa?

Agora, dependendo de quem pergunte e que tipo de peças está a fazer, a importância da sobreposição varia. Alguns dizem que não é necessária e apenas desperdiça precioso tempo de ciclo. Alguns dizem que é muito necessária para misturar as superfícies de transição para um acabamento superficial uniforme. A coisa importante aqui é que o Íngreme e Pouco Íngreme tem um parâmetro real que pode usar para controlar a distância de sobreposição exatamente. Se precisar de sobreposição, um bom valor inicial é definir a Distância de Sobreposição igual a 2 vezes o passo e ajustar a partir daí.

Para fazer as estratégias separadas sobreporem, precisará de garantir que as contenções de inclinação também se sobreponham. Neste caso, defini o ângulo máximo da Escarpa para 45.5 graus e o ângulo mínimo do Contorno para 44.5 graus. Então, as trajetórias de ferramenta devem sobrepor-se ligeiramente por cerca de 1 grau. No entanto, não sei o que isso é em distância linear. A vantagem do Íngreme e Pouco Íngreme é que sei exatamente quanto se vão sobrepor, enquanto para as estratégias separadas é um pouco um jogo de tentativa e erro.

Sequestrar o Íngreme e Pouco Íngreme

Agora, há algo importante que o Ângulo Limiar do Íngreme e Pouco Íngreme permite. Pode essencialmente forçá-lo a cobrir a peça inteira quer nas passagens íngremes quer nas pouco íngremes definindo o Ângulo Limiar para 0.1 graus ou 89.9 graus, respectivamente. Combine isto com limites de inclinação, e pode usar o Íngreme e Pouco Íngreme para criar trajetórias de ferramenta Escarpa, Paralelo, Contorno ou Rampa otimizadas. Isto poderia ser especialmente útil para aqueles com máquinas de 5 eixos que podem usar Orientação de Ferramenta para inclinar a ferramenta para que corte com a ponta mantendo o mesmo movimento de corte. Alternativamente, pode transformar o Íngreme e Pouco Íngreme numa versão melhor de Escarpa ou Paralelo baseada nos benefícios que vou cobrir.

Passagens Contínuas para Escarpa

Descendo na caixa de diálogo, existem várias opções na secção de passagens pouco íngremes específicas para Escarpa. Neste caso, para esta geometria de peça, a Escarpa fez mais sentido que Paralelo então é no que me vou focar. A caixa de verificação Contínua torna a Escarpa numa espiral contínua em vez de passagens de deslocamento distintas que requerem movimentos de transição. Isto pode ajudar a reduzir marcas na peça pois a ferramenta permanece constantemente engajada no material. Engajamento constante reduz mudanças na deflexão da ferramenta que levam a marcas na peça onde a ferramenta deflete ao começar a engajar ou endireita ao desengajar.

Passagens Contínuas também ajuda a máquina a mover-se mais suavemente. Tipicamente haverá uma taxa de avanço diferente para movimentos de Entrada/Saída e movimentos de Corte definidos para a ferramenta e herdados pela operação. Existem muitos fatores que entram em fazer o movimento de máquina mais óptimo que estão fora do escopo deste blog mas manter uma taxa de avanço constante pode definitivamente ajudar. Isto significa que a máquina não precisa de acelerar e desacelerar tantas vezes, o que pode tornar problemas de deflexão da ferramenta ainda piores.

Criar passagens contínuas não está atualmente disponível na trajetória de ferramenta Escarpa no Fusion 360. Então, enquanto poderia usar o Íngreme e Pouco Íngreme para criar uma Escarpa melhorada, não pode replicar isto com uma Escarpa básica.

Deslocamentos Suaves para Escarpa

A seguir, existem duas opções que ajudam a suavizar o movimento da máquina enquanto também reduzem variação no acabamento superficial.

Trajetórias de ferramenta Escarpa têm tendência a "colapsar" para dentro à medida que as passagens continuam a deslocar-se para o centro da peça. Isto pode levar a cantos afiados na trajetória de ferramenta. Estes cantos afiados significam que a ferramenta e a máquina têm que essencialmente virar num centavo, levando a alta aceleração e desaceleração em pelo menos um eixo de deslocamento. Como mencionei acima, isto leva a problemas com deflexão da ferramenta, que podem levar a marcas deixadas na peça. Para combater isto, o Íngreme e Pouco Íngreme tem uma opção Deslocamentos Suaves que arredonda esses cantos afiados para ajudar a suavizar o movimento da máquina.

Infelizmente, mesmo Deslocamentos Suaves não é uma bala de prata. Os cantos internos ainda têm um problema: há uma distância maior entre cada canto interno que o passo programado. Isto pode levar a uma crista mais alta ao longo dos cantos internos. Felizmente, o Íngreme e Pouco Íngreme tem mais uma opção para resolver exatamente este problema! Remover Cristas nas Junções adiciona uma passagem ao longo dos cantos internos onde a distância é maior que o passo, ajudando a suavizar essa crista alta e resultando num acabamento superficial mais uniforme.

Mais uma vez, estas opções só são encontradas no Íngreme e Pouco Íngreme, então enquanto pode usar o Íngreme e Pouco Íngreme para criar uma Escarpa com estas opções, não pode replicar isto usando a trajetória de ferramenta Escarpa padrão.

Suavização Uniformemente Espaçada

Definitivamente guardei o melhor para o fim, e é a nova opção de suavização disponível no Íngreme e Pouco Íngreme. Ajustar Linhas e Arcos faz essencialmente o que a opção de suavização no resto do Fusion 360 faz — aproxima linhas e arcos para reduzir o número total de pontos na trajetória de ferramenta. O Tim faz um ótimo trabalho a explicar em mais detalhe aqui. Esta opção é ótima para máquinas antigas onde demasiados pontos podem levar a fome de dados. Fome de dados significa que a máquina-ferramenta pára e espera pela próxima linha de código para processar. Isto pode levar a movimento de máquina irregular e problemático. Embora trajetórias de ferramenta grandes e complexas possam causar problemas em controlos antigos com menos poder de processamento, controlos mais novos com processadores modernos são menos propensos a ter este problema.

Para máquinas mais novas, processar dados já não é um problema. Agora, é na verdade mais benéfico adicionar pontos para manter a distância entre os pontos o mais uniforme possível. Isto mantém os pontos da trajetória de ferramenta mais próximos da superfície original, mantendo uma tolerância geral mais apertada assim como suavizando o movimento da máquina entre os pontos. Experimentei as três opções de suavização, e os resultados das peças estão abaixo. Infelizmente, os resultados não aparecem tão bem através de foto como pessoalmente. No entanto, há claramente uma melhoria significativa na qualidade da superfície. Pode até ver como a distribuição irregular de pontos na trajetória de ferramenta leva diretamente a facetas ou inconsistências na peça acabada.

O que tudo isto significa?

Então, deve usar Íngreme e Pouco Íngreme? Acho que a conclusão, como as conclusões frequentemente são, é que não há resposta perfeita. De uma perspetiva técnica, oferece funcionalidade que simplesmente não está disponível combinando outras trajetórias de ferramenta. Passagens contínuas, Deslocamentos Suaves, e Pontos Uniformemente Espaçados oferecem vantagens claras ao considerar como a sua máquina se moverá e o acabamento superficial resultante. Então, se está a usinar peças com tolerâncias de superfície apertadas que requerem uma quantidade não trivial de acabamento manual, estas melhorias podem valer a pena explorar. Se está a fazer jateamento de esferas pós-usinagem, talvez um modelo de trajetória de ferramenta que use Escarpa e Contorno seja bastante bom.

De uma perspetiva de negócio, o Íngreme e Pouco Íngreme vem com um custo adicional. Reduzir operações de acabamento a jusante pode ser suficiente para compensar o custo da subscrição por si só. Além disso, a Extensão de Fabrico vem com outra funcionalidade também — fique atento para uma visão semelhante de como a funcionalidade de inspeção em processo pode melhorar significativamente a fiabilidade do processo.

Pessoalmente, acho que a melhor parte da Extensão de Fabrico é que não tem realmente de "escolher" da maneira que costumava ter de escolher quais módulos ou que nível de software comprar. Se experimentar e decidir que não é certo para o seu processo, simplesmente não renove a sua subscrição! Além disso, ainda pode aceder a quaisquer trajetórias de ferramenta que criou.

Se decidir dar uma volta à Extensão de Fabrico, por favor diga-nos como corre! Marque-nos nas redes sociais (@adskFusion360), comente aqui, ou melhor ainda crie um post no Fórum de Fabrico Fusion 360.