Une voiture de course dans un monde de semi-remorques

Pourquoi construire des machines pour la vitesse et l'efficacité signifie faire les choses différemment.

Je l'ai entendu des centaines de fois. Lors de salons, lors de manifestations, sur des forums en ligne, sur les réseaux sociaux… Cela se passe généralement comme suit :

La personne demande :"Combien pèse cette machine ?"

Je réponds :"Ce DATRON pèse (____) mille livres"

La personne répond :« C'est ça ?! Ma (marque CNC ici) pèse deux fois plus !" Ou quelque chose dans ce sens.

Honnêtement, ce n'est pas une question injuste à poser. L'un des principes prédominants d'une machine CNC précise est d'avoir beaucoup de masse dans l'assemblage. Le raisonnement derrière cela est assez simple :plus la machine est lourde, plus elle est stable. De plus, la masse supplémentaire sert à absorber toute vibration créée par le fraisage. C'est pourquoi il n'est pas rare de voir de grandes machines CNC avec des châssis en fonte, avec un poids si immense qu'il est nécessaire de couler une fondation spéciale juste pour supporter le poids.

Une grande attention est également accordée au fait que les machines DATRON sont des machines de type portique/pont, par opposition au style typique de « cadre en C » si couramment utilisé sur les centres d'usinage verticaux (VMC). Cela établit des comparaisons avec les routeurs CNC, qui sont généralement des machines légères et quelque peu fragiles conçues pour l'usinage de base du bois et des matériaux tendres. Alors, comment une machine similaire à un routeur peut-elle rivaliser avec la concurrence ? La réponse est simple :un DATRON est conçu dans un but précis.

Confus? S'il vous plaît, laissez moi expliquer. Votre VMC typique est conçu pour faire un peu de tout, de la coupe de petites pièces en plastique au fraisage d'alliages aérospatiaux comme l'Inconel, en passant par l'usinage de grands moules en acier à outils. Bien que ce soit une grande capacité en termes de large capacité, ce n'est pas très efficace. Une machine-outil qui peut tout couper, petit ou grand, doux ou dur, ne sera généralement pas la meilleure en quoi que ce soit. C'est là que DATRON est différent :nous concevons des machines destinées à fabriquer des pièces DATRON (pour des exemples de bonnes pièces DATRON, consultez notre page Applications de fraisage CNC).

Il s'agit d'avoir les bons outils pour le travail. J'aime toujours faire des analogies pour faire comprendre ce point :si vous êtes un chirurgien du cerveau, vous avez besoin d'un scalpel, pas d'une machette. Un charpentier a besoin d'un marteau à griffes, pas d'une masse. Si vous êtes un pilote de course, vous avez besoin d'une Porsche, pas d'un Peterbilt. Ce dernier est mon préféré, personnellement. Un semi-remorque est fantastique pour transporter de lourdes charges, mais misérable pour gérer les virages en épingle à cheveux. Si vous avez les bonnes pièces, utiliser un VMC normal au lieu d'un DATRON, c'est comme conduire un camion semi-remorque sur une piste de course :vous pouvez terminer la course, mais vous ne remportez pas l'or.

Alors, décomposons ce qui fait de DATRON une voiture de course dans le monde CNC.

C'est aussi lourd que nécessaire

Tout d'abord, il convient de préciser qu'un DATRON n'est pas une machine légère, il n'est tout simplement pas aussi lourd qu'une machine comparable de votre fabricant VMC typique. Par exemple, malgré sa petite taille, un néo pèse plus de 1 500 livres. Un M8Cube pèse environ 3 000 livres, un MLCube pèse près de 3 tonnes et un MXCube pèse autant que les deux combinés. Peu de gens peuvent prétendre qu'une machine de 4 tonnes est «légère». La majeure partie du poids de la machine se trouve dans la coulée primaire. Pour la série Cube, c'est la table de la machine, tandis que dans le neo, c'est le portail. Support qui est un cadre en acier rigide à haute résistance.

Sur les Cubes, le portique est conçu de manière critique pour être aussi léger que possible, tout en conservant une rigidité et une rigidité en torsion élevées. Cet accent mis sur le maintien de composants aussi lourds que nécessaire est très rentable au moment de l'usinage.

Peu de gens l'ont dit mieux que Tim Paul, chef de produit pour Fusion 360 CAM chez Autodesk (@oneeartim sur Instagram),

Grâce au poids et à la rigidité des composants, un DATRON possède d'excellentes capacités d'accélération qui surpassent souvent la concurrence. Bien qu'il ne soit pas impossible pour un grand VMC lourd d'atteindre des vitesses similaires, il nécessite par la suite des moteurs beaucoup plus gros, un entretien plus fréquent et des quantités d'énergie électrique beaucoup plus élevées. En fin de compte, un DATRON est conçu autour du type de pièces qu'il fraise le mieux et n'a donc pas besoin d'être aussi largement sur-construit.

Il est fabriqué à partir des bons matériaux

Une autre décision de conception clé qui contribue à rendre nos machines aussi rigides que possible est l'utilisation de béton polymère pour le moulage de la table/du portail. Dans l'industrie VMC, l'utilisation de la fonte pour le matériau du cadre est courante. Cela a du sens, après tout, puisque la fonte est lourde et relativement stable thermiquement. Cependant, la fonte a un petit inconvénient en ce qui concerne l'amortissement des vibrations. L'amortissement des vibrations est essentiellement la capacité des matériaux à absorber l'énergie des vibrations au lieu de transférer l'oscillation dans toute la structure. Le béton polymère (parfois appelé granit époxy) absorbe bien mieux les vibrations que la fonte ou d'autres matériaux de base courants.

Une bonne analogie pour cela est de penser à une cymbale sur une batterie. La raison pour laquelle il est fabriqué à partir d'alliages de bronze est due à leur faible capacité à absorber les vibrations - ainsi, ils résonnent lorsque vous les frappez. Sur une batterie, c'est super, mais sur une machine CNC, c'est terrible. Des vibrations excessives peuvent entraîner une mauvaise finition de surface, une imprécision de la pièce et une durée de vie réduite des composants de la machine. Pour surmonter ce problème sur un VMC traditionnel utilisant un cadre en fonte, vous devez compter sur l'ajout de plus de masse pour contrer les vibrations. Cependant, avec DATRON, la structure centrale est renforcée avec du béton polymère, ce qui ajoute un poids considérable tout en ayant des propriétés supérieures d'amortissement des vibrations.

Utiliser des stratégies d'usinage à grande vitesse

L'une des raisons importantes pour lesquelles un DATRON peut être construit de cette façon réside dans la façon dont vous l'utilisez. Sur une machine traditionnelle, les broches à faible régime et à couple élevé sont monnaie courante, et les immenses forces de coupe qui sont créées nécessitent une machine lourde pour gérer les vibrations et les contraintes. DATRON est intrinsèquement différent dès le départ - étant donné que les machines se concentrent sur des pièces et des matériaux spécifiques, le choix de la broche peut être adapté de manière beaucoup plus appropriée, et cela change tout.

La broche DATRON la plus lente a une vitesse maximale de 30 000 tr/min, les autres allant jusqu'à 60 000 tr/min. Le raisonnement sous-jacent est clair :l'accent est mis sur les petits outils de coupe. Étant donné que les outils ne dépassent jamais 1 pouce de diamètre, le besoin d'une faible vitesse et d'un couple élevé n'est tout simplement pas nécessaire. Plus un outil de coupe est petit, plus vous devrez le faire tourner rapidement pour être efficace. C'est un autre domaine où un DATRON fera des progrès considérables par rapport à un VMC traditionnel :lorsque les outils sont inférieurs à 1/4", l'efficacité commence à diminuer rapidement. C'est aussi pourquoi DATRON développe sa propre gamme d'outils de coupe - pour être encore plus efficace et productif avec une broche à grande vitesse.

Outre l'efficacité de l'utilisation de petits outils, un DATRON peut tirer parti de son accélération rapide pour utiliser des stratégies d'usinage à grande vitesse (HSM) qui sont devenues très populaires avec les logiciels de FAO modernes (par exemple, Dynamic Motion de MasterCAM, Adaptive Milling d'Autodesk). Ces stratégies de fraisage font un excellent travail pour réduire les forces de coupe générées par le fraisage de poche (en particulier dans les coins serrés), ce qui peut être particulièrement utile pour maintenir la durée de vie de l'outil pour les petites fraises. Toutes les machines peuvent bénéficier de ces stratégies, mais les avantages sont encore plus importants sur une machine spécialement conçue pour l'usinage à grande vitesse.

Donc, pour faire court, il existe de nombreux VMC typiques sur le marché, mais un DATRON n'en fait pas partie. Ceci est très intentionnel car nous les concevons à partir de leur concept initial pour une portée de travail restreinte afin qu'ils puissent vraiment exceller dans les bonnes applications. Comme je l'ai dit, c'est comme avoir une voiture de course dans un monde de semi-remorques. Êtes-vous prêt à courir ?