Le temps de programmation réduit les coûts de configuration et d'outillage

Chez Jaktool LLC (Cranbury, NJ), une équipe de jeunes ingénieurs curieux investit du temps pour explorer le plein potentiel de son logiciel de fabrication et de ses machines pour assumer les tâches complexes dont personne d'autre ne veut. En utilisant le logiciel de programmation CAO/FAO Mastercam de CNC Software Inc. (Tolland, CT), Jaktool est en mesure de réduire les temps de configuration et les coûts d'outillage, et de réduire les temps de cycle, tout en offrant un service client exceptionnel à un large éventail d'industries.

Entreprise de technologie de prototypes de haute précision, Jaktool est spécialisée dans les services d'analyse, le développement de processus de fabrication et la fabrication de prototypes pour les marchés de la défense, de la médecine, des laboratoires et de l'industrie, travaillant avec à peu près tous les types de matériaux, des plastiques aux alliages à haute teneur en nickel, en passant par le titane. , et acier inoxydable. Environ 50 % de leur travail est destiné à l'armée :ils prennent en charge des systèmes d'armes prototypes et des composants matériels balistiques pour des applications aéroportées, de surface et souterraines.

Les pièces peuvent être aussi petites que des rivets de 0,040″ (1 mm) pour une application aérospatiale ou aussi grandes que 18″ (457 mm) de diamètre pour les applications souterraines. Les volumes de prototypes vont de 1 à 5000 pièces, la moyenne étant de 50 pièces. Dans l'atelier d'usinage, environ 65 à 70 % de leur travail consiste à tourner; le solde est moulant. Le travail est effectué sur des tours CNC à deux axes, des tours à double broche à cinq axes et des fraiseuses à trois ou cinq axes.

Chacun des 10 ingénieurs en mécanique et en électricité de Jaktool est capable d'amener les pièces de l'impression au produit final, selon Ryan Hollywood, responsable de l'ingénierie de fabrication, "Ce n'est pas un atelier de travail typique où nous avons deux programmeurs et nous nous occupons du reste aux opérateurs de machines. Tous les gars qui fabriquent les pièces sont les mêmes gars qui programment les pièces. Chaque personne est propriétaire d'une pièce et la suit tout au long du processus de fabrication :tournage, rodage, meulage, taraudage et tout le reste jusqu'à ce que la pièce soit terminée. Étant donné que chaque personne porte plusieurs casquettes, y compris l'utilisation simultanée de deux machines, nous devons acheminer les produits rapidement et efficacement dans l'atelier afin que chacun puisse faire son travail", a déclaré Hollywood.

CNC Software, à travers son réseau de revendeurs, a été une ressource précieuse pour la formation des employés de Jaktool qui sont en grande partie autodidactes grâce à l'expérience, aux manuels Mastercam et aux forums auxquels ils participent. La boutique était un site bêta pour Mastercam 2017 où, par essais et erreurs, les employés ont pu découvrir ses nouvelles fonctions de programmation puissantes. La première fois qu'une nouvelle fonctionnalité a été implémentée, par exemple, il a fallu environ une fois et demie ce qu'il fallait normalement pour programmer une pièce. Cependant, au deuxième essai, l'équipe a réduit d'environ 25 % le temps de cycle, suivi de 25 % du temps de configuration.

Jaktool maintient un programme de stages solide et enrichissant. En fonction de leurs forces, de leurs intérêts et de leur volonté de consacrer du temps, les stagiaires sont encouragés à aller au-delà de la simple pression de boutons et des tâches de finition. Bien que les deux jouent un rôle important dans l'apprentissage et l'appréciation des processus de fabrication, la véritable valeur d'un stagiaire en tant que futur ingénieur se découvre lorsqu'il devient un résolveur de problèmes. Kevin Zheng, qui est stagiaire et spécialisé en génie électrique, est typique. Il explore continuellement différentes façons de programmer les parcours d'outils pour pousser les machines à leurs capacités maximales. Et ça ne fait pas de mal qu'il aime vraiment faire des frites.

Lorsqu'il est dans l'atelier, Zheng se consacre à plein temps aux opérations de fraisage. Il préfère les projets non répétitifs qui le mettent au défi d'explorer les nombreuses fonctionnalités de Mastercam. Lorsque le senior du collège a commencé son stage, Jaktool effectuait des travaux à quatre axes idéaux pour le surfaçage. Lorsque Hollywood a libéré Zheng du logiciel, ils ont appris plus de fonctions, ce qui leur a permis d'effectuer des tâches plus compliquées à l'aide des machines à quatre axes.

Auparavant, le positionnement sur quatre axes était programmé manuellement. Un premier projet impliquait une conception de pièce avec des caractéristiques qui étaient dans un modèle radial qui nécessitait un usinage à quatre axes. En utilisant la fonction de transformation de Mastercam, Zheng a pu prendre des parcours d'outils existants et les traduire, les faire pivoter ou les refléter pour usiner plusieurs pièces (ou trous) qui étaient exactement identiques. « Nous pourrions mettre cette pièce dans un étau avec quatre ou cinq opérations différentes, mais nous voulions voir comment nous pourrions le faire sur une seule opération dans le quatrième axe. Nous l'avons fait en créant des plans à partir desquels couper pour chaque angle. Plus de temps est consacré à la programmation de la pièce, mais le résultat final est une pièce plus précise car elle n'est pas refixée plusieurs fois », a déclaré Zheng.

Selon Hollywood, Mastercam 2017 facilite la transition de leur logiciel de conception Solidworks vers Mastercam lorsque la pièce doit être programmée à partir du solide. De plus, lorsqu'une pièce est conçue dans Solidworks et que la pièce doit être compensée pendant la fabrication, la pièce est redessinée dans Mastercam.

"Cette capacité est particulièrement utile lorsque nous effectuons des travaux pour l'armée américaine en raison du format dans lequel nous recevons les commandes", a déclaré Hollywood. « Lorsque nous créons un filaire à partir de leur IGES ou de leur solide, nous devons parfois le redessiner pour optimiser les parcours d'outils. Pour le tournage et le fraisage, nous redessinons de nombreuses pièces à l'exception des pièces très compliquées. Dans ce cas, un IGES est importé dans le logiciel CAD/CAM et les coordonnées sont réinitialisées dans les plans corrects afin que le XYZ les axes sont au bon endroit.”

La technologie Dynamic Motion de Mastercam est reconnue pour avoir joué un rôle majeur dans la capacité de Jaktool à réduire considérablement le temps de fabrication. "En ce qui concerne le fraisage, chaque programme que j'écris contient du Dynamic Motion car j'ai découvert qu'il est beaucoup plus facile d'enlever de la matière", a déclaré Zheng. Il choisit le matériau, puis un filaire, un outil et un pas de passe, et le programme dans le parcours d'outil à grande vitesse, créant souvent des géométries complexes et des opérations d'ébauche en même temps. Dynamic Motion supprime rapidement le matériau grâce à des algorithmes propriétaires du logiciel qui détectent intelligemment les changements dans le matériau, permettant à l'outil de rester en contact constant avec le matériau avec peu ou pas d'étapes. Étant donné que l'outil est constamment en contact avec le matériau, il y a également moins de bris d'outil.

« J'ai appris à faire des choses sans dynamique, puis, lorsque nous avons commencé à utiliser la technologie, les temps de cycle ont été réduits de moitié en ce qui concerne les répétitions d'ébauche. Il a prolongé la durée de vie de l'outil de 20 à 30 % », a déclaré Hollywood. Parce que Jaktool ne fait pas les mêmes tâches tous les jours, les vitesses élevées possibles avec Dynamic Motion fournissent à l'équipe les moyens de pousser les machines à leur plein potentiel tout en rationalisant l'ensemble du processus de fabrication. Par exemple, l'équipe avait un travail répété qui nécessitait 910 pièces. Ils savaient qu'il fallait 12 à 13 minutes pour courir. Récemment, ils ont programmé la pièce à l'aide d'une machine à double broche, en la programmant avec une broche gauche et une broche droite dans Mastercam, puis en effectuant le transfert. Le temps de cycle a été réduit de 20 %. "À long terme, les minutes s'additionnent aux jours, nous avons donc réalisé un gain de temps d'environ une semaine et demie", a déclaré Hollywood.

L'une des tâches les plus difficiles que Jaktool a acceptées concernait une petite forme tubulaire comportant 120 poches radiales à paroi mince. Toutes les poches nécessaires pour couper l'axe, mettant l'opération de fraisage à environ une heure par pièce. Selon Hollywood, personne d'autre ne toucherait au travail. La jeune équipe expérimentée a cité 50 à 60 minutes pour terminer, en raison de son imprévisibilité. Environ une semaine auparavant, Zheng avait appris à utiliser la fonction de transformation/rotation du logiciel, lui permettant de programmer sept ou huit poches par rangée et environ 24 à 36 positions angulaires, au lieu de 120 poches individuelles manuellement.

"Je n'ai eu qu'à le programmer une fois et à le répéter pour aller dans une rangée, et une autre répétition pour faire le tour de la partie entière", a déclaré Zheng. "J'ai réduit notre temps de cycle à 15 minutes et je n'ai cassé aucun outil pendant toute la durée du cycle." Environ 200 lb (90 kg) de matériau ont été utilisés, selon Hollywood. Le temps de configuration était trois à quatre fois plus long que la programmation de solides, mais en utilisant toutes les fonctionnalités de transformation/rotation, Jaktool a pu réduire le temps de cycle à 25 % du devis d'origine.

Les tolérances serrées exigées par les spécifications militaires posent un défi particulier dans les opérations de tournage. De nombreux travaux ont une tolérance de plus ou moins un millième de pouce, sur des pièces pouvant mesurer de 10 à 12″ (254–305 mm) de diamètre. Les exigences de finition sont également strictes. « Il y a beaucoup de science derrière les pièces que nous fabriquons. Ce ne sont pas seulement des pièces standard avec plus ou moins cinq millièmes. Nous sommes capables de relever de nombreux défis avec différentes pièces et, en tant qu'équipe, nous avons regroupé, compris, résolu des problèmes et fabriqué ces pièces que d'autres magasins éviteraient », a déclaré Hollywood. "Le logiciel nous aide à le faire."

Pour plus d'informations sur Mastercam/CNC Software Inc., rendez-vous sur www.mastercam.com ou téléphonez au 860-875-5006.