วิธีการกัดขึ้นรูป “เสือดำ”

วิธีการกัดขึ้นรูป “เสือดำ” | How to mill a panther

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Haimer ผู้จัดจำหน่ายระบบเครื่องจักรกล พันธมิตรระดับพรีเมียมและยังเป็นผู้สนับสนุนทีมฮอกกี้ Augsburger Panther ใน German Hockey League ได้ใช้โอกาสนี้สาธิตประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือและอุปกรณ์ยึดเครื่องมือ หรือ tool holders ด้วยการสร้างโมเดลเสือดำ โดยมีผู้เชี่ยวชาญ CAM ที่ Open Mind เป็นผู้รับงานเขียนโปรแกรมที่ท้าทายนี้ โดยใช้ซอฟต์แวร์ Hypermill ไปดูกันว่า งานยากระดับพระกาฬนี้เขาทำกันยังไง

The designers used the modular Haimer Duo-Lock™ tool system for roughing. This system consists of carbide tool heads that are connected to different extensions via an extremely stable interface(Source: Haimer/ Open Mind)

“Augsburger Panther” สมาชิกของ DEL (German Hockey League) เรียกได้ว่าเป็น ‘เสือดำ’ ที่มีชื่อเสียงที่สุด Haimer ซึ่งมีสำนักงานใหญ่ใน Igenhausen ห่างจาก Augsburg เพียง 30 นาที เป็นแฟนตัวยงและเป็นสปอนเซอร์ของทีมฮ็อกกี้มืออาชีพ บริษัทแห่งนี้พัฒนา ผลิต และจำหน่ายผลิตภัณฑ์เครื่องมือตัดเฉือนโลหะที่มีความแม่นยำสูง และเกิดแนวคิดในการทำเครื่องกัดขึ้นรูปเสือดำจากอะลูมิเนียมที่ศูนย์พัฒนาของตนเอง เสือดำเป็นผลงานชิ้นเยี่ยมซึ่งแสดงให้เห็นว่าเครื่องกัดแบบ 5 แกนพร้อมตัวจับยึดเครื่องมือและดอกกัดโซลิดคาร์ไบด์ สามารถแข่งขันกับกีฬาฮ็อกกี้ในแง่ของความเร็ว กำลัง และไดนามิก 

หัวหน้าศูนย์พัฒนาการออกแบบ Haimer Konstantin Brodowski มองเห็นความคล้ายคลึงกันมากๆที่ว่า: “ฮ็อกกี้ไม่ได้เป็นเรื่องของความเร็วและพละกำลังที่เกรี้ยวกราดดุดันเท่านั้น ผู้เล่นแต่ละคนต้องมีทักษะด้านเทคนิคที่ยอดเยี่ยมและมีส่วนร่วมในทีมที่สมบูรณ์แบบ  Haimer เองก็ทำงานในลักษณะเดียวกันโดยผสมผสานผลิตภัณฑ์ไฮเทคเข้ากับเครื่องมือเครื่องจักรที่ทันสมัยที่สุดและซอฟต์แวร์ CAD/CAM ที่ดีที่สุด” 



ในการหา “เพื่อนร่วมทีม” สำหรับโปรเจกต์เสือดำ Haimer ได้เลือก Open Mind หุ้นส่วนที่ยืนยาวและผู้ผลิต CAD/CAM ในเมือง Wessling ประเทศเยอรมนี ระบบ CAM ของ Hypermill ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบ 5 แกน และบริษัทมีประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรมรูปทรงที่มีรูปทรงอิสระได้อย่างสมบูรณ์ พวกเขาไม่ลังเลที่จะตอบว่า ‘ใช่แน่นอน’ สำหรับคำถามที่ว่าวิศวกรออกแบบพร้อมสำหรับงานเขียนโปรแกรมชิ้นงานที่มีโครงสร้างแปลกใหม่หรือไม่ และเข้าร่วมโครงการกับเรา Christian Neuner ผู้จัดการฝ่าย Global Engineering Services อธิบายว่า

“แบบโมเดลเช่นนี้เป็นโอกาสที่ดีในการทดสอบความเก่งกาจและความยืดหยุ่นของซอฟต์แวร์ของเรา การเปรียบเทียบเสือดำใช้กับเราในหลาย ๆ ด้าน Hypermill มีฟังก์ชันมากมายที่อนุญาตให้ผู้ใช้ CAM นำพลังของเครื่องจักรไปทดสอบขั้นสุดท้ายเพื่อบรรลุเป้าหมายที่ต้องการได้อย่างแท้จริง” 

The panther model demonstrates how to efficiently work with difficult, free-form components.(Source: Haimer/ Open Mind)

นั่นเป็นเหตุผลที่ Jakob Nordmann วิศวกรออกแบบที่ Open Mind ตั้งค่ายใน Igenhausen ประเทศเยอรมนีเป็นเวลาสองสามสัปดาห์ โดยเขาร่วมมือกับ Daniel Swoboda วิศวกรออกแบบของ Haimer เพื่อตั้งค่าโครงสร้างพื้นฐานด้านการเขียนโปรแกรมและเครื่องจักร สำหรับเครื่องกัด พวกเขาเลือกใช้ เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แนวนอน DMG Mori HSC70 แบบ 5 แกน ซึ่งตั้งอยู่ใน Haimer Application Center เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขึ้นรูปอะลูมิเนียมที่แม่นยำและคุณภาพพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม 

การขึ้นรูปศีรษะของเสือดำนั้นท้าทายเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณปากและฟันที่มีรายละเอียดสูง รูปร่างที่ยาวและบางของส่วนหางที่บอบบางนั้นยากพอๆ กัน เนื่องจากมีความไวต่อการสั่นสะเทือนอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้น การเข้าถึงชิ้นส่วนจำนวนมากนั้นทำได้ยากมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ผู้รับผิดชอบตัดสินใจสร้างรูปปั้นในสองชุด โดยใช้แคลมป์ 5 แกนของกริปมาโครของ Lang เป็นอุปกรณ์ติดตั้ง

การเข้าถึงที่จำกัดยังส่งผลต่อประเภทของเครื่องมือที่เลือกด้วย แม้ว่าจะใช้เครื่องมือที่สั้นที่สุดแล้วก็ตาม แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านการใช้งานยังคงต้องการความยาวของเครื่องมือสูงสุด 278 มม. นั่นคือเหตุผลที่ Daniel Swoboda เลือกใช้เครื่องมือโมดูลาร์ Haimer Duo-Lock สำหรับงานกัดหยาบ ระบบนี้ประกอบด้วยหัวเครื่องมือคาร์ไบด์ที่เชื่อมต่อกับส่วนขยายต่างๆ ผ่านอินเทอร์เฟซที่เสถียรอย่างยิ่ง เขาเลือกหัวกัดสี่ฟันที่มีรัศมีมุม จาก Duo-Lock Haimer Mill Alu โดยเฉพาะ เครื่องมือที่มีความสมดุลที่ดีเหล่านี้มีคุณสมบัติในการทำซ้ำตามความยาวที่เหนือกว่า มีระดับความคมชัดพร้อมความสมดุลที่สมบูรณ์แบบในแง่ของการเสียดสีและความต้านทาน

“เรายึดส่วนต่อขยายรูปทรงกระบอกที่เคลือบของเครื่องมือ Duo Lock โดยใช้หัวจับ Haimer Power Shrink” Daniel Swoboda กล่าว “สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถจับยึดได้แน่นขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและเกิดการสั่นสะท้านน้อยลง หากใช้ตัวจับยึดเครื่องมือมาตรฐาน ในทางกลับกัน ทำให้เราได้ระยะกินลึกที่มากขึ้นและอัตราการขจัดเนื้อโลหะที่สูงขึ้น” 

Machining challenge: The long and thin shape of the filigree tail section was extremely sensitive to vibration.(Source: Haimer/ Open Mind)

สำหรับกระบวนการเก็บผิวละเอียด พวกเขาเลือกหัวกัดสี่ฟันที่มีรัศมีมุมโดยเฉพาะจาก Haimer Mill Alu เนื่องจากคุณสมบัติทางเรขาคณิตระดับไมโคร ซึ่งออกแบบมาเพื่อความเรียบและคุณภาพพื้นผิวสูงสุด ผู้ที่เกี่ยวข้องในโครงการนี้คำนึงถึงสภาพพื้นที่ที่จำกัดมากเมื่อทำการจับยึดกับตัวจับยึด Haimer Power Mini Shrink ที่บางเฉียบและสั่นสะเทือนต่ำเป็นพิเศษ 

Jakob Nordmann เพื่อนร่วมงานของ Open Mind กล่าวเสริมว่า: “สิ่งที่ผมพบว่ามีประโยชน์มากที่สุดสำหรับผมขณะทำงานในโครงการนี้คือความจริงที่ว่า ตัวยึดเครื่องมือและเครื่องมือทั้งหมดของ Haimer นั้นมีให้ในรูปแบบไฟล์ DXF และ STP ด้วย โมเดลเหล่านี้มีอยู่ในโฮมเพจของ Haimer เพื่อให้ดาวน์โหลดได้ง่าย ใช้เวลาเพียงแค่สามคลิกเท่านั้นใน  Hypermill Toolbuilder ของเราเพื่อป้อนลงในฐานข้อมูล หลังจากนี้พวกเขาจะพร้อมสำหรับการเขียนโปรแกรมและการจำลองทันที” 

การสร้างโมเดลที่ดึงดูดสายตาต้องใช้ความระมัดระวังและการเขียนโปรแกรมที่ยอดเยี่ยม ปัญหาหลักแรกที่เราพบ: เสือดำถูกนำเสนอเป็นแบบจำลองข้อมูล STL Jakob Nordmann ผู้เชี่ยวชาญจาก Hypermill อธิบายว่า: “เนื่องจากการแปลงเป็นแบบจำลองพื้นผิวอาจใช้เวลานานเกินไป เราจึงตัดสินใจการกัดในแบบ STL ด้วยการกัดบรรทัดต่อบรรทัดที่ 1 มม. เพื่อให้แน่ใจว่ามองไม่เห็นโครงสร้างเหลี่ยม” 

“สำหรับพื้นที่ที่มีรายละเอียดโดยเฉพาะ เช่น ส่วนปากและหาง หรือรอยพับของข้อต่อ เราได้สร้างพื้นผิวเพิ่มเติมที่สามารถใช้ร่วมกับแบบ STL ใน Hypermill” ด้วยเหตุนี้ Nordmann จึงใช้ Hyper CAD-S ซึ่งเป็นระบบ ‘CAD สำหรับ CAM’ ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษโดย Open Mind เพื่อช่วยตอบสนองทุกความต้องการของโปรแกรมเมอร์ 

เนื่องจากพื้นที่จำกัดต้องใช้ความลาดเอียงที่แตกต่างกันของเครื่องมือ เขาจึงมุ่งเน้นที่การรักษาระยะห่างระหว่างบรรทัดที่แน่นอนและการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นโดยไม่มีช่องว่างที่มองเห็นได้ “ผมใช้คำสั่ง ‘edit toolpath’ สำหรับสิ่งนี้ Nordmann เปิดเผย “สิ่งนี้ช่วยให้ผมกำหนดเส้นทางเครื่องมือทั้งหมดและแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ได้ ซึ่งทำให้แก้ไขด้วยการเอียงต่างๆ ได้โดยใช้เครื่องมือที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ช่วยผมประหยัดเวลาได้มาก” 

สิ่งที่จำเป็นเท่าๆกันในเครื่องกัดขึ้นรูปเสือดำคือ Hypermill Virtual Machining Center ซึ่งเป็นโซลูชันการจำลอง NC ที่ปลอดภัยต่อกระบวนการ โดยที่การเคลื่อนไหวของเครื่องเสมือนจะเลียนแบบการเคลื่อนไหวจริงอย่างสมบูรณ์และรับประกันการตรวจจับการชนที่เชื่อถือได้ 

ทีมงานใช้เวลากันอย่างเร่งรัดประมาณสามสัปดาห์เพื่อสร้างเสือดำตั้งโชว์ตัวแรกให้สำเร็จ ผู้ที่สนใจสามารถชื่นชมโมเดลได้ที่บูธ Haimer และ OPEN MIND ในงานแสดงสินค้า EMO ที่จะจัดขึ้นในอนาคต และแน่นอนว่า Augsburger Panther จะได้รับโมเดล เสือดำ สำหรับบริเวณทางเข้าสนามกีฬาเช่นเดียวกับที่อุโมงค์ห้องแต่งตัว เพื่อให้ผู้เล่นเกิดความฮึกเหิมเมื่อลงแข่งขัน 

โมเดลเสือดำจะจัดแสดงที่บูธ EMO ของ Haimer และ Open Mind 

 

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/how-to-mill-a-panther-a-1058337/

บทความที่เกี่ยวข้อง: