Integración directa entre aplicaciones CAD y CAM

¿Su sistema CAD soporta diseño y validación en una sola ventana? Ya hemos analizado los beneficios de un sistema CAD 3D que soporta tanto el diseño como la validación “en una sola ventana”. El software CAD que combina ambos procesos en un solo sistema permite a los ingenieros de producto y a los diseñadores de moldes trabajar con mayor productividad, y así, reducir errores costosos. La ‘pared’ imaginaria conocida como traducción de datos –que ha estado como una barrera entre los diseñadores de producto y de moldes– ahora se ha eliminado.

Sin embargo, la mayoría de fabricantes de moldes genera rendimientos no por vender un archivo en 3D de un molde como un servicio de ingeniería, sino entregando el molde físico final. Por eso es importante incluir también los procesos de manufactura en las consideraciones anteriores. ¿Cómo podemos evitar ‘paredes’ entre el diseño y la manufactura de moldes y cómo lograr una integración directa entre las aplicaciones CAD y CAM?

Uso asociativo CAD/CAM
La mejor forma de evitar estas paredes es construir la aplicación CAD y CAM sobre la misma base de datos 3D. Esto evita el proceso de traducir datos de un formato a otro, lo cual podría demorar el proyecto e incrementar el riesgo de errores. También permite el uso asociativo CAD/CAM, donde las modificaciones en la geometría CAD actualizarán automáticamente el correspondiente programa CAM. Al eliminar la brecha de comunicación entre el diseñador del molde y el programador de CN, el tiempo total de salida de un molde puede reducirse. Si las aplicaciones CAD y CAM tienen la misma interfaz de usuario –idealmente a través de la integración en una sola ventana– es posible lograr una mayor mejora: los programadores de CN en el taller aplican operaciones de diseño para manufactura en su propio ambiente, editando la geometría del molde cuando surjan los problemas.

En principio, existen dos formas de lograr estos beneficios:

1. El proveedor de software CAD/CAM desarrolla su propia aplicación CAD ‘nativa’ sobre la misma base de datos 3D usada para la aplicación CAM.



Así es posible la integración directa; sin embargo, la inversión para desarrollar una aplicación CAD completa puede no ser rentable, si el proveedor del sistema sólo vende varios miles de licencias CAD por año. Además, es importante tener en cuenta que el proveedor tiene que desarrollar funciones relacionadas con el diseño –incluidas capacidades de análisis, PDM e importación de geometrías–, que los fabricantes de moldes necesitan para comunicarse con sus clientes.

2. Construir una aplicación CAM sobre la base de datos 3D de un sistema CAD 3D existente de línea central.

Aquí, a través de la integración en una sola ventana, los cálculos de mecanizado están definidos, efectuados y verificados en el mismo ambiente CAD. Todas las geometrías usadas para mecanizar están totalmente asociadas con el modelo de diseño del molde. Cuando la geometría del diseño del molde se modifica, el software CAM permite al usuario sincronizar automáticamente las operaciones de mecanizado con la geometría actualizada. Una herramienta importante para la asociatividad es un mecanismo de ensamble poderoso. Aquí se usa una solución de ensamble arriba-abajo, donde el corazón de todos los componentes es la parte por manufacturar, y los otros componentes, como moldes o patrones de herramientas, deberían ser referenciados a él. El mecanismo de ensamble puede actualizar todas las referencias, cuando se hacen cambios en el diseño original. También, viceversa, cualquier adaptación al molde que efectúe el taller en el software CAM, puede usarla fácilmente el diseñador para actualizar el ensamble de proyecto original.

Esta solución no sólo asegura una programación de CN eficiente y fácil de usar, sino también rentable para el proveedor de software CAM: puede enfocar sus recursos de desarrollo a los módulos CAM, y puede apalancarse con el socio CAD para diseño de partes y moldes y las funciones relacionadas, que incluyen las interfaces geométricas y la simulación de llenado de moldes y herramientas de análisis adicionales.

Funciones CAM avanzadas. Mecanizado de alta velocidad
Con el desarrollo de una plataforma de línea central CAD 3D, un proveedor CAM puede enfocar sus recursos ciento por ciento para soportar tecnologías de manufactura avanzadas. Un buen ejemplo es el mecanizado de alta velocidad (HSM), cada vez más adoptado en varios talleres de moldes, herramientas y troqueles para mecanizar cavidades de acero endurecido.

Las máquinas HSM permiten el uso de tasas de avance en el eje más altas y velocidades de husillo también mayores, que llegan hasta 60.000 rpm. Se transfiere mucho menos calor al cortador y al molde de trabajo, lo que resulta en tasas de remoción de material significativamente más altas, sin degradar la precisión o calidad de la parte. Finalmente, el HSM disminuye el tiempo total de salida de un molde y reduce gastos mediante una mayor confiabilidad.

Para soportar el mecanizado de alta velocidad con formas 3D complejas, el motor CAM debe generar óptimos patrones de herramientas CNC para desbaste y para acabado. Se debe buscar el software que incluya varias mejoras a su tecnología CAM, lo que hará posibles operaciones HSM, como:

Evitar ángulos agudos en el patrón de herramienta
Cada vez que hay un ángulo agudo o un cambio repentino de dirección, el controlador reduce la tasa de avance. Esto incrementa el tiempo de mecanizado, marca la pieza y desgasta la herramienta. Un módulo HSM mejorado suavizará los patrones de las maniobras de corte y se retraerá donde sea posible para mantener un movimiento más continuo de la máquina-herramienta.

Asegurar que la herramienta esté en contacto con la parte tanto como sea posible
Cada vez que el cortador abandona la parte y luego retorna a ella, es tiempo perdido. Además, tales acciones incrementan el desgaste en la herramienta debido al choque térmico causado por el calentamiento y enfriamiento repetidos del cortador. También hay un riesgo incrementado de fractura de la herramienta por la carga variable en la herramienta, cada vez que se detiene o inicia el corte.

Optimizar movimientos de no mecanizado
Los movimientos sin mecanizado no son productivos y deberían eliminarse cada vez que sea posible –o reducir su duración–. Las transiciones entre el corte manual y automatizado, deberían coincidir siempre con una prueba de impacto automático.

Generar salidas/entradas suaves y tangenciales
La primera solución para una parte es una operación delicada que debería evitar choques térmicos, de modo que la parte no se marque y la herramienta no se dañe. Usando arcos guía de entrada, la máquina puede mantener una tasa de avance alta durante la aproximación. Esto evita cualquier desaceleración provocada por ángulos agudos.

El resultado es un patrón de herramientas de alta calidad y libre de entallas, que se traduce en mejor calidad superficial, menos desgaste en sus cortadores y una mayor vida de herramienta para sus máquinas-herramienta.

Aunque estén diseñadas para el mecanizado de alta velocidad, muchas de las estrategias HSM en el software mejorado CAM de hoy, también pueden mejorar la productividad en máquinas más antiguas, ya que siguiendo estos mismos procedimientos se reduce drásticamente el tiempo de corte en el aire, y los arcos suaves ayudan a mantener un movimiento de máquina-herramienta continuo y a obtener mejor acabado superficial.

Resumen
El taller moderno de moldes busca máxima productividad para mantener la rentabilidad. Con una integración del software CAD y CAM en una sola ventana, los diseñadores de moldes y los programadores de CN comparten el mismo ambiente de usuario sobre una base igual de datos.

Esta integración directa provee curvas de aprendizaje más cortas para los operadores, y una eficiencia mucho mayor en la comunicación entre la geometría y los patrones de herramientas. Cuando el proveedor de software se basa en una plataforma de línea central CAD 3D, puede enfocar su inversión de desarrollo en nuevas aplicaciones CAM, como el fresado de alta velocidad.

Estas nuevas aplicaciones traen mejor utilización de máquina, mayor vida de la herramienta y más alta confiabilidad de proceso. Combinar ambos elementos da al fabricante de moldes la oportunidad de manufacturar moldes de alta precisión con tiempos de salida más cortos y menores gastos.

©Reproducido de MoldMaking Technology con autorización expresa del editor.