FABRICO ASSISTIDO POR COMPUTADOR MAQUINAÇÃO CNC VS IMPRESSÃO 3D Patrícia Pinho, 109491 Raul Vieira, 109313 DESCRIÇAO DA PEÇA Dimensões DESCRIÇAO DA PEÇA DESCRIÇAO DA PEÇA Análise de Acessibilidade Conclusão: Maquinável num centro de 3 eixos (com dois setups, um para a Frente e outro para a Traseira) DESCRIÇAO DA PEÇA Definição Ferramentas Necessárias DESCRIÇAO DA PEÇA Definição Ferramentas Necessárias DESCRIÇAO DA PEÇA Definição Ferramentas Necessárias Conclusão: Ferramenta mais pequena D0,8 R0,4 DESCRIÇAO DA PEÇA Dimensões relevantes da peça DESCRIÇAO DA PEÇA Dimensões relevantes da peça DESCRIÇAO DA PEÇA Zonas Requerem Outros Processos Produtivos Eletroerosão Eletroerosão Gravação Laser MAQUINAGEM CNC Definição Setup 1 - WCS WCS no centro e na face superior do bloco MAQUINAGEM CNC Definição Setup 1 - Model Modelo a Maquinar MAQUINAGEM CNC Definição Setup 1 - Fixtures Prensa definida como Fixação (Deteção de colisões) MAQUINAGEM CNC Definição Setup 1 – Dimensões Bloco MAQUINAGEM CNC Definição Setup 2 - WCS WCS no centro e na face superior da peça MAQUINAGEM CNC Definição Setup 2 - Model Bloco do setup 2 é o resultado da maquinação no setup 1 MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Determinada pelo tipo de aço a maquinar: Rm = Tensão de Rotura (UTS) MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Determinada pelo tipo de máquina a usar: MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Determinada pelo tipo de máquina a usar: MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Determinada pela “Minimum Radius Analysis” • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2: MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2 (Determinação de ap, ae, fz e Vc): MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2 (Recurso ao Seco Assistant): MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2 (Recurso ao Seco Assistant): MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2 (Recurso ao Seco Assistant): MAQUINAGEM CNC Escolha de Ferramentas • Exemplo: Ferramenta nº1 – Fresa de pastilhas D32 R2 (Cálculo manual dos parâmetros confirma os valores do assistente da SECO) < 14,5 KW MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 1 • Operação 1 - Facejamento • Operação 2D • Separador Ferramenta: Fresa D32 R2 • Separador Geometria: Maquina totalidade do stock • Separador Alturas: definidas relativamente ao topo do stock • Separador Passes: Multiple Depths; Finishing step (0,1); Pass Extension (16mm); Both Ways • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 1 • Operação 2 – Contorno Exterior • Operação 2D Contour • Separador Ferramenta: Flat Endmill D16 • Separador Geometria: Selecionar contorno inferior (c/ tangencial extension) • Separador Alturas: Bottom Height Offset 2mm • Separador Passes: Roughing Passes (2,4mm) Checkbox; Multiple Depths (24mm); Finish Only Final Sepdown • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 1 • Operação 3 – Furação + Mandrilado das Guias • Operação Drilling • Separador Ferramenta: Broca D9,8 MD + Mandril D10 HSS • Separador Geometria: Select Hole Faces; Select Same Diameter; Auto-Merge Hole Segments • Separador Alturas: Drill Top Through Bottom • Separador Cycle: Drilling Rapid Out + Reaming – Feed Out MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 1 • Operação 4 – Cabeça das Guias • Operação 2D Contour • Separador Ferramenta: Fresa tórica D6R0,2 integral • Separador Geometria: Selecionar os contornos inferiores das cabeças • Separador Passes: Stock to Leave (-0,05mm radial, -0,1mm axial) • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 1 • Operação 5 – Escarear • Operação 2D Chamfer • Separador Ferramenta: Escareador D16 + Broca de Ponto D4 • Separador Geometria: Selecionar os contornos corretos das arestas a quebrar • Separador Passes: Compensation Type Wear; Chamfer Tip Offset • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 1 – Facejamento • Operação 2D • Separador Ferramenta: Fresa D32 R2 • Separador Geometria: Maquina totalidade do stock • Separador Alturas: definidas relativamente ao topo do stock • Separador Passes: Multiple Depths; Finishing step (0,1); Pass Extension (16mm); Both Ways • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 2 – Desbaste Adaptativo • Operação 3D – Desbaste Adaptativo • Separador Ferramenta: Fresa D32 R2 • Separador Geometria: Stock Contours ativado; Rest Machining (Source: from setup stock) • Separador Passes: Optimal Load: 9,6 mm; Maximum Roughing Stepdown(4mm);Flat Area Detection; Stock to Leave (0,5mm axial e radial) • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 3 – Redesbaste • Operação 3D – Pocket Clearing • Separador Ferramenta: Fresa D10R0,5 Integral • Separador Geometria: Rest Machining (Source: From Previous Operations) • Separador Alturas: Bottom Height (fundo da caixa do postiço) • Separador Passes: Flat Area Detection; Stock to Leave (0,3mm axial e radial) • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 4 – Redesbaste • Operação 3D – Pocket Clearing • Separador Ferramenta: Fresa D3R0,15 Integral • Separador Geometria: Rest Machining (Source: From Previous Operations); Model (selecionar tampas dos furos das guias e rasgos) • Separador Alturas: Bottom Height (fundo da caixa do postiço) • Separador Passes: Flat Area Detection; Stock to Leave (0,3mm axial e radial) • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 5 – Áreas Horizontais a 0,1 • Operação 3D – Horizontal • Separador Ferramenta: Fresa D6R0,2 Integral • Separador Alturas: Bottom Height (fundo da caixa do postiço) • Separador Passes: Flat Area Detection; Stock to Leave (0,3mm radial e 0,1 axial) • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 6 – Acabamento em Contorno • Operação 3D – Contour • Separador Ferramenta: Fresa D6R0,2 Integral • Separador Geometria: Tool Containment Boundary (Tool Center on Boundary); Slope 30° a 90° • Separador Alturas: Bottom Height (fundo da caixa do postiço) • Separador Passes: Maximum Stepdown: 0,2mm; Stock to Leave (0mm radial e 0,02 axial) • Separador Ligações: Retração Mínima (5mm de distância de segurança); Entradas em rampa 2°; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 7 – Áreas Horizontais a 0 • Operação 3D – Horizontal • Separador Ferramenta: Fresa D6R0,2 Integral • Separador Alturas: Bottom Height (fundo da caixa do postiço) • Separador Passes: Flat Area Detection; Stock to Leave (0mm radial e 0 axial) • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 8 – Slot • Operação 2D – Slot • Separador Ferramenta: Flat Endmill D6 Integral • Separador Geometria: Contornos inferiores dos rasgos • Separador Alturas: Top Height (Superfície onde estão localizados os rasgos) • Separador Passes: Maximum Stepdown 10mm • Separador Ligações: Entradas em Zig Zag MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 9 – Acabamento Gravação com Scallop • Operação 3D – Scallop • Separador Ferramenta: Fresa Esférica D6 Integral • Separador Geometria: Tool Containment (tool center on boundary); Contact Point Boundary; Contact Only; Avoid Surfaces (Caixa do Postiço) • Separador Alturas: Top Height (Superfície da zona de ajustamento, onde a gravação começa) • Separador Passes: Outside–In; Stepover 0,15mm MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 10 – Acabamento Gravação com Pencil • Operação 3D – Pencil • Separador Ferramenta: Fresa Esférica D1,5 Integral • Separador Geometria: Tool Containment (tool center on boundary); Contact Only; Avoid Surfaces (Caixa do Postiço) • Separador Alturas: Top Height (Superfície da zona de ajustamento, onde a gravação começa) • Separador Passes: Outside–In; Stepover de 0,14mm; Nº de Stepovers 8 MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 11 – Redução de Cantos • Operação 3D – Contour • Separador Ferramenta: Fresa Tórica D3R0,15 Integral • Separador Geometria: Tool Containment (tool center on boundary); Touch Surfaces (os raios a reduzir) • Separador Alturas: Top Height (Superfície superior dos cones de travamento) • Separador Passes: Stepover de 0,12mm • Separador Ligações: Entradas em Hélice; ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 12 – Redução de Raio • Operação 3D – Parallel • Separador Ferramenta: Fresa Esférica D3 Integral • Separador Geometria: Tool Containment (tool center on boundary); Touch Surfaces (o raio a reduzir) • Separador Alturas: Top Height (Superfície horizontal imediatamente acima do raio a reduzir) • Separador Passes: Direção do passe a 90°; Stepover de 0,24mm • Separador Ligações: Ligações em arco MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 13 – Acabamento Gravação com Pencil • Operação 3D – Pencil • Separador Ferramenta: Fresa Esférica D0,8 Integral • Separador Geometria: Tool Containment (tool center on boundary); Touch Surfaces (Raio a reduzir) • Separador Alturas: Top Height (Superfície da zona de ajustamento, onde a gravação começa) • Separador Passes: Outside–In; Stepover de 0,08mm; Nº de Stepovers 10 MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 14 – Furações; Escareamento; Roscagem • Operação Drill • Separador Ferramenta: Brocas D2 e 2,5 MD; Broca de ponto D4 e Machos M2,5 e M3 MAQUINAGEM CNC Estratégias de Maquinação – Setup 2 • Operação 15 – Escarear • Operação 2D Chamfer • Separador Ferramenta: Escareador D16 + Broca de Ponto D4 • Separador Geometria: Selecionar os contornos corretos das arestas a quebrar • Separador Passes: Compensation Type Wear; Chamfer Tip Offset • Separador Ligações: Entradas e Saídas em arco MAQUINAGEM CNC Maquinação nas Oficinas IMPRESSÃO 3D 1ª Tentativa – Ultimaker S5 Principais Definições: • PLA Genérico no core1; PVA no Core 2 para os suportes • Layer Height: 0,3mm • Espessura das paredes exteriores: 0,8mm (duas camadas); • Número de camadas no topo e no fundo da peça: 3 • Preenchimento (Infill): Lightning (densidade de 30%); • Temperaturas (215° para o PLA e PVA) • Temperatura da mesa: 60° • Velocidade impressão PLA: 50mm/s • Velocidade impressão PVA: 40mm/s • Padrão do suporte: Zig Zag (densidade de 55%) • Camadas Adaptativas (tenta reduzir o efeito de escada) • Tempo de impressão ≈ 8 H IMPRESSÃO 3D 2ª Tentativa – Ultimaker S3 Principais Definições: • PLA Genérico no core1 • Sem necessidade de suportes • Layer Height: 0,3mm • Espessura das paredes exteriores: 0,8mm (duas camadas); • Número de camadas no topo e no fundo da peça: 3 • Preenchimento (Infill): Grid (densidade de 15%); • Temperatura de impressão de 210° • Temperatura da mesa: 60° • Velocidade impressão PLA: 50mm/s • Velocidade impressão Infill: 90mm/s • Tempo de impressão ≈ 6 H IMPRESSÃO 3D Impressão no Laboratório CONCLUSÕES Vantagens/Desvantagens relativas da Maquinação CNC/ Impressão 3D Impressão 3D • Permite produzir os vincos na peça evitando o recurso a outros métodos de produção como a erosão e a gravação a alaser; • efeito de escada pode ser minimizado mas não eliminado pela alteração da orientação da pesa na mesa de impressão; • demora mais tempo que a maquinação; • qualidade superficial pior; • peças não funcionais ou com funcionalidade limitada • difícil conciliar rapidez e qualidade Maquinação CNC • Apesar de algumas estratégias de maquinação originarem efeito escada, há um conjunto de estratégias 3D (por ex., paralell, o scallop, pencil) que permitem incrementos laterais (em XY) constantes e não apenas em z, acompanhando a geometria da peça e eliminando os degraus; • peças funcionais; • menor tempo de produção; • melhor qualidade superficial da peça
