Modul pro podporu konstrukce forem
V oblasti CAD je pro konstruktéry k dispozici kromě plně parametrického, objemového modeláře na bázi parasolid i rozšiřující modul TopSolidu pro podporu konstrukce forem. Konstruktér se s jeho pomocí logickou cestou a s podporou poloautomatických nebo automatických rutin včetně databází komponent a stavebních prvků dostává k finální podobě formy. Podporován je režim „concurrent engineering" nabízející v rámci TopSolidu teamovou konstrukci.
Model vašeho výrobku můžete komplexně včetně výkresové dokumentace, kinetických zkoušek, pevnostních a dynamických zkoušek provést v TopSolidu nebo můžete TopSolid použít jako výkonný editor dílců získaných z jiných konstrukčních prostředí. Software disponuje jak objemovým, tak plošným modelářem s opravnými a uzdravujícími funkcemi.
Kontrola vlastností a kvality a tvorba jádra
Nejprve ale proběhne kontrola kvality a vlastností objektu určeného k zaformování. Kontrola může mít různé podoby a výsledky, nejoperativnější se ale jeví možnost interaktivního poloautomatického rozdělení skořepiny do separátních povrchů s přerozdělením indiferentních ploch k odpovídajícím částem. Logicky následuje automatické nebo poloautomatické určení dělicí křivky. Pro tvorbu dělicích rovin je možno využít plně automatické generování dělicí roviny nebo poloautomatické, kde s podporou speciálních algoritmů systému dosáhnete potřebného výsledku i v komplikovaných situacích, kdy je nutné užít lidské zkušenosti. Vlastní vytvoření jádra proběhne plně automaticky s možností parametrického stanovení rozměrů základního bloku. Vzniklé části pak nastartují a vstupují do interního manažeru formy, který umožňuje řídit a sledovat části struktury formy po celou dobu jejího trvání. Pro tvorbu pomocných jader je zde kompletní poloautomatická konstrukce, opírající se o databáze všech běžných standardních komponent nebo o databáze komponent vytvořených uživatelem. Součástí jsou optimalizace rozměrů a chování těchto komponent s ohledem na aktuální pozici v prostoru formy včetně kinetiky. Takto připravené kompletní jádro pak lze poloautomatickým způsobem násobit v různých uspořádáních. Pro vestavění jádra do kompletní klece formy včetně potřebných desek stačí výběr vhodné kombinace z databáze některého ze světových výrobců nebo z databáze speciální, vlastní. Obestavění jádra je optimalizováno nebo je můžete upravit ručně. Implementace ejektorů a jejich průchod konstrukčními částmi formy, jejich tvarové uzpůsobení formě na konci jednom a ukotvení s pojistkou proti otáčení v desce ejektoru na straně druhé je samozřejmostí. Stejná podpora platí i pro zdvihátka a vnitřní jadérka formy. Vnitřní části formy je třeba vybavit chlazením, kde síť kanálů chlazení je možno opřít o jejich parametrický model s možností následné optimalizace s ohledem na výkon z pohledu ochlazování jádra. K dispozici jsou databáze vestavných komponent (přetoky, vtoky chladicí kapaliny apod.). Při celé konstrukci je sledováno nebezpečí kolizí mezi prvky formy, kanály apod. s možností rychlé nápravy. Následuje konstrukce vtokových kanálů a vlastních vtoků, které jsou povolávány z databáze vlastní nebo standardní. Na konci konstrukce je forma připravena ke kinetickým zkouškám. Umožní odhalit případné nedostatky v logice nebo uspořádání formy, ale i nastavení odpovídajících parametrů pro otevření formy s ohledem na uvolnění dílce (po celou dobu je volitelně přítomen dílec). Pokud vše proběhlo podle očekávání, je k dispozici generátor výkresové dokumentace, který do připravených šablon vygeneruje komplexní sadu výkresů celé formy nebo jejích částí – podle potřeby ve „formařském" uspořádání – včetně kusovníků apod.
Technologická část
Práce je završena – nastupuje oblast technologie. Ve smyslu opracování dílců forem se v TopSolidu nejvíce využije frézování s možností kontinuálně frézovat až do pěti os nebo kombinace frézování se soustružením pro obráběcí centra nebo možnost generovat v TopSolidu různé typy elektrod a definovat technologii jejich použití nebo používat model dílce z TopSolidu v technologii drátořezu. O oblasti CAM v TopSolidu by bylo možné říci mnoho, to však již přesahuje možnosti tohoto článku.
TopSolid je skvělý v komplexních souvislostech. Změna verze výrobku automaticky vyvolá přepočítání všech komponent formy podle aktuální situace, přegenerování výkresové dokumentace, přegenerování drah nástrojů (a to i v pěti kontinuálních osách), přegenerování výrobních postupů podle aktuální změny polotovaru a zbytkového materiálu (což je vyvoláno změnou dílce), přegenerování technologické dokumentace a v konečném důsledku NC programů samých.
Pro verzi 7 TopSolidu pak platí navíc komplexní sledování všech dokumentů spojených s konstrukcí i výrobou plně integrovaným systémem PDM.
TopSolid v Karl Klausmann GmbH
Pro vaši orientaci jsme si dovolili připojit krátký výtah ze zkušeností výrobce forem, který používá ke své práci čistě jen systém TopSolid.
Karl Klausmann založil svoji společnost v r. 1965 ve Schwörstadtu. Nato následovalo několik fází rozšiřování společnosti, ale hlavní část firmy zůstala věrná lokalitě a komunitě pracovníků v oblasti vzniku. V poslední inovační fázi společnost investovala do 3D technologie od Missler Software a do strojního vybavení.
V těsné spolupráci se svými zákazníky Karl Klausmann GmbH konstruuje a vyrábí vstřikovací formy, nástroje pro obrábění a nástroje pro speciální účely. Řešení TopSolid od fy Missler Software hraje v úspěchu firmy klíčovou úlohu.
„Konstrukce nástroje se odvíjí od 3D CAD dat. Musíme dělat úpravy na komponentách, abychom např. usnadnili vyjmutí z formy a definovali odlučovací proces ve vstřikovací formě," vysvětluje šéf konstrukce Thomas Tremmel. „To všechno děláme v modulech TopSolidu, protože jsou dobře kompatibilní s CAD systémy našich zákazníků a našich externích partnerů ve strojírenství. Pro 3D modelování nástrojů a vstřikovacích forem jsou užívány TopSolid Design a TopSolid Mold. TopSolid Mold doplňuje konstrukci hlavně automatickými prvky pro usnadnění rutinní práce, TopSolid Design funkcemi pro volné modelování. Vzniká tak perfektní nástroj pro tvorbu forem. TopSolid Cam slouží pro programování a generování NC kódů pro frézovací pracoviště. Společnost také využívá aplikaci TopSolid Wire a odpovídající postprocesory pro drátové řezání. Dnes je jeden zaměstnanec sám schopen programovat za den 40 až 50 velkých elektrod." U Klausmanna jsou formy vyráběny v případě elektroerozivního obrábění pouze grafitovými elektrodami.
Protože společnost dodává hlavně pro automobilový a motocyklový průmysl, vstupní data přicházejí převážně ve formátu Catia-V5 nebo Pro/Engineer. Nástroje Klausmann se uplatňují ve výrobě vnitřního osvětlení, předních reflektorů / zadních světel a přídavných prvků, jako jsou úchytky kabelů nebo kabelové spojky. Společnost ale produkuje také formy pro odlévání do pěny. „To znamená pracovat s prostředky, které váží až 4 tuny, měří 1000x800 mm a mají různý počet jader od jednoho až do třiceti dvou," říká Tremmel s určitou hrdostí. Klausmannovými nástroji se vyrábějí dílce prakticky pro celý automobilový průmysl.
Prověřením spolehlivosti a kvality průběhu celého procesu výroby, je zvládnutí procesu změn. Tremmel si s tím nedělá starosti: „S TopSolidem jsme schopni zavést bez problémů jakoukoliv změnu. Díky parametrickým asociativním vazbám jsou naše data z větší části automaticky adaptabilní vůči změnám údajů od zákazníka. Toto byl také jeden z klíčových argumentů, proč byl systém vybrán."
TopSolid je užíván ve společnosti kolem dvou let. Protože 3D CAx technologie zde byla už užívána 10 let, naskýtá se otázka, proč byla provedena změna strojírenské IT infrastruktury. „Vývoj předchozího systému skončil. Několik let prakticky stagnoval a průzkumové studie ukázaly, že bychom mohli získat skvělé kompletní řešení s TopSolidem," odpovídá Tremmel. Univerzálností systém pokrývá CAD/CAM od drátořezu přes elektrody až po frézování v 5 osách. „V TopSolidu např. je drátořez možný na 3D CAD modelu, což bylo v předchozím systému nemyslitelné."
„Budeme stále potřebovat kompatibilitu dat," prohlašuje Jürgen Klausmann. „Po převedení CAD dat od zákazníka do IGES musí běžet analýza odchylek ruku v ruce s konstrukcí elektrody. To zahrnuje přímé měření tvarových ploch a kontrolu přímým odměřováním na vyráběném nástroji. Tak to bude vypadat v budoucnu. Kontinuální, jednotné prostředí zpracování dat od jejich vstupu je důležité také proto, že geometrie elektrod se stává stále více komplexní. Tento trend vede k 5osému simultánnímu obrábění jako každodenní proceduře." A požadují zákazníci stále rychlejší odezvu na své požadavky? „Určitě ano," souhlasí Thomas Tremmel. „Díky tomu, že společnost užívá software od fy Missler, je podstatný pokrok jasně viditelný. V tomto ohledu TopSolid se svými parametrickými a specifickými vlastnostmi nabízí významnou pomoc ve zkrácení výrobního času při standardních úkolech," konstatuje šéf konstrukce. „Dříve nám trvalo 14 týdnů vyrobit nástroj, dnes to dokážeme za 10." Konstrukční oddělení využívá simultánní inženýrské metody. Jeden konstruktér začíná stanovením postupu dělicích rovin, zatímco jeho kolega už současně pracuje na konstrukci nástroje. „To samo o sobě vám ušetří týden." Tím to ale nekončí. Díky s univerzálnímu derivátu konstrukce z TopSolidu jsou konstrukce elektrod a generování NC programu startovány v těsném závěsu.
Objednávkové knihy se plní a zákazníci jsou spokojeni. Co bude v budoucnu? „Růst je důležitý a musí pokračovat," říká Lothar Klausmann na otázku o jeho expanzní strategii. „Rosteme zvyšováním kvalifikace vlastních zaměstnanců," uzavírá Jürgen Klausmann.