Mastercam CAD/CAM de Tops Capstone Indy Car Engineering Project

Lorsqu'il s'agit d'un programme d'ingénierie vraiment "touche le clou sur la tête", il serait difficile de surpasser le programme de technologie de génie mécanique de l'IUPUI à l'École d'ingénierie et de technologie. Il est situé sur un campus partagé, Indiana University—Purdue University Indianapolis (IUPUI).

Le conférencier du programme Ed Herger apporte à sa classe une solide expérience de fabrication dans le domaine. Sa carrière a commencé par plusieurs années dans l'industrie, travaillant dans le domaine R&D de la science des matériaux, et s'est poursuivie vers la fabrication de produits allant des instruments thermiques aux équipements d'exercice. Il a ensuite commencé une carrière dans l'enseignement en tant que professeur auxiliaire dans un collège communautaire affilié à Haas Automation Inc. en Californie, qui mettait l'accent sur l'apprentissage pratique avec les machines-outils CNC Haas et les opérations avec le logiciel de CNC Software Inc., Tolland, Connecticut, développeur de Logiciel de CAO/FAO Mastercam.

"Les étudiants qui choisissent d'étudier la technologie du génie mécanique à l'IUPUI, par opposition au génie mécanique, sont davantage exposés à ce qui se passe dans l'atelier de fabrication, au-delà des disciplines de conception", a déclaré Herger. "Ils acquièrent de nombreuses compétences pratiques qu'ils peuvent appliquer immédiatement après l'université, que ce soit Mastercam ou Solidworks ou certains des autres logiciels que nous enseignons ici."

Les étudiants du programme passent les deux premières années à couvrir une gamme de matières académiques avant de se lancer dans la technologie elle-même à partir de leur première année. Jusqu'à récemment, le programme utilisait peu de matériel en ligne et se concentrait sur un programme traditionnel de cours magistraux et de projets pratiques. En ce qui concerne le logiciel de FAO, Mastercam pour Solidworks a été enseigné en tant que complément au programme.

« La direction dans laquelle nous voulions aller », a déclaré Herger, « était de fournir plus d'expérience CAM ainsi que des opportunités de certificats en ligne et externes. Cela signifiait se concentrer sur Mastercam et les avantages en ligne de Mastercam University. Cela donnerait à nos étudiants la possibilité de recevoir un certificat de compétence en plus d'un baccalauréat ès sciences, avec des cours en ligne à la fois dans notre laboratoire et sur les ordinateurs portables et les ordinateurs personnels des étudiants."

Herger prendrait deux ou trois unités de l'Université Mastercam et demanderait aux étudiants de parcourir ces unités par eux-mêmes, puis de leur confier une tâche basée sur les opérations ou les fonctionnalités CAM présentées dans ces documents. « En classe, je vais mettre la leçon Mastercam, ainsi que mes propres devoirs, sur l'ordinateur et les projeter sur un grand écran pour partager diverses opérations avec différents groupes de travail. Dans ma classe, les étudiants suivent simplement le cours en ligne du début à la fin. Je les surveille au fur et à mesure qu'ils suivent les cours et j'ai été satisfait de la façon dont leur travail de certificat a progressé. Ils ont bien réussi à terminer les devoirs de l'Université Mastercam et mes propres devoirs. »

Avant que les étudiants ne suivent les cours de FAO d'Ed Herger, ils suivent d'abord plusieurs cours de modélisation 3D, ainsi que la lecture d'impression et les processus de fabrication pratiques. Vient ensuite un focus sur la modélisation paramétrique à l'aide de Solidworks. Une fois dans la classe d'Herger, les étudiants commencent à recevoir une forte alimentation de Mastercam. « Je leur confie généralement un gros projet sur lequel travailler, comme des travaux de moulage ou des matrices pour certaines pièces. Mon approche globale consiste à leur donner un type de projet plus global, par opposition à plusieurs petits exercices spécifiques qui offrent peu d'application pratique », explique Herger.

Par exemple, Herger leur a fait rétroconcevoir un micromètre, un appareil de mesure de précision. Les étudiants ont conçu plusieurs programmes d'outillage pour fabriquer des pièces pour le micromètre. Ils ont ensuite compris comment utiliser les fonctionnalités avancées de Mastercam pour programmer les opérations de la machine dans le laboratoire informatique. "J'essaie de leur donner un projet avec une application dans le monde réel et j'essaie de ne pas leur donner trop de directives strictes sur la façon de le faire. Ils apprennent plus efficacement lorsqu'ils essaient de comprendre les choses par eux-mêmes avant que je ne me lance », a déclaré Herger.

De nombreuses fonctionnalités de Mastercam telles que le fraisage dynamique permettent de tirer le meilleur parti des capacités des machines CNC, selon Herger. « Nous avons fabriqué de nombreuses pièces volumineuses et compliquées à partir de blocs d'aluminium, et nous nous concentrons en grande partie sur le surfaçage 3D afin de créer des formes complexes pour les moules et les matrices. Un bon exemple de ceci est le cadre en forme de U du micromètre. Il s'agit d'un programme d'environ six heures et le dé s'est bien passé. Bien sûr, nous effectuons tous les contours et les parcours d'outils de type cercle nécessaires pour terminer la pièce à l'aide de Mastercam du début à la fin. Je ne peux pas vraiment penser à une fonction CAM à trois axes que nous n'avons pas au moins abordée. Le micromètre mesuré dans la plage 0-1″ (0-25,4 mm) et la longueur totale de l'appareil était d'environ 3″ (76,2 mm) environ. Nous avons fabriqué un ensemble de matrices en acier à outils pour réaliser le cadre en forme de U et nous avons fabriqué un petit poinçon, également en acier à outils, afin de marquer le manchon du micromètre avec tous les différents numéros et marquages.”

Le projet de micromètre comprenait également un petit moule pour le dé à coudre rotatif. Il contenait de minuscules chiffres croissants et des marques de position à l'intérieur du moule. "Ils ont dû mettre un certain nombre de congés différents dans le programme de CAO, puis s'assurer qu'ils pouvaient réellement usiner ces minuscules marquages ​​dans la matrice", a déclaré Herger. "Les étudiants ont effectué quelques itérations pour déterminer laquelle des approches de surface de fraisage 3D serait efficace et certaines d'entre elles n'ont certainement pas réussi à générer des trajectoires d'outils." Herger a signalé que les étudiants avaient appris qu'un parcours d'outil de surfaçage de type parallèle était un peu moins sensible aux géométries "étranges" qu'ils devaient programmer.

La classe a également produit une matrice de marquage pour toutes les marques de 0,05″ (1,2 mm) sur le manchon micrométrique, exécutée comme un programme de gravure inverse. « Ils ont usiné toutes les zones extérieures », a-t-il dit, « et ont laissé les marques en relief à l'aide d'un outil de gravure de 1/8″ (3,175 mm), 60o. J'essaie de leur faire comprendre qu'ils doivent utiliser chaque élément de cette formidable technologie qui est à leur disposition à leur avantage."

Herger est particulièrement enthousiaste lorsqu'il s'agit du grand projet de synthèse de voitures Indy pour ses étudiants. "Parce que nous sommes à Indianapolis", a-t-il déclaré, "il est naturel que nous soyons en contact avec la scène de la course automobile et que nous ayons même notre propre programme de sports mécaniques."

L' Indianapolis Motor Speedway a une transmission de démonstration d'une voiture Indy exposée dans son musée. Il est coupé à plusieurs endroits pour que tout le monde puisse voir ce qui se passe à l'intérieur. Jusqu'à l'automne dernier, c'était un affichage statique.

"Nous avons eu la chance d'obtenir le projet du musée où nous allions animer et automatiser la transmission afin qu'il s'agisse d'un affichage interactif qui tournerait à une vitesse lente et permettrait aux visiteurs de le déplacer avec un modèle du volant du même auto. Tous les supports qui reliaient le petit moteur électrique pour faire tourner la transmission, ainsi que de nombreux composants plus petits et un actionneur linéaire pour réellement déplacer la tringlerie, ont été usinés à l'aide de Mastercam. »

En utilisant la fonction de fraisage dynamique de Mastercam, les étudiants sont capables de pousser les machines assez rapidement. "Par exemple, en ce qui concerne les supports", a déclaré Herger, "nous avons commencé avec un bloc d'aluminium de 2 x 2 x 2" (50,8 x 50,8 x 50,8 mm) pour un composant qui s'est terminé en 5/8" (15,8 mm) d'épaisseur avec quelques bossages cylindriques à l'arrière qui s'étendaient entre ½" et ¾" (12,7-19 mm) selon l'emplacement. Ces bossages permettaient de boulonner la plaque à la transmission tout en lui laissant un certain dégagement.

« Avec le programme de fraisage dynamique, nous avons utilisé une fraise en bout de ½ po (12,7 mm) et une profondeur de coupe complète pour nous débarrasser de la majeure partie du matériau. Essentiellement, nous enlevions tout le matériau jusqu'à environ 1¼" (31,75 mm) à l'exception des trois bossages cylindriques », a-t-il déclaré. Ils ont ensuite utilisé une fraise boule de ½" (12,7 mm) pour laisser un filet au bas des bossages. « Nous avons laissé Mastercam proposer les trajectoires d'outils et les opérations de coupe optimisées pour le fraisage dynamique. La fonction de simulation de vérification de Mastercam est quelque chose que nous utilisons pour chaque programme juste avant de l'exécuter. » En confirmant toutes les étapes de chaque programme, ils se sont assurés qu'il n'y avait aucun problème potentiel.

"Je dois dire que ce projet phare, ainsi que de nombreux autres projets, ont été fantastiques pour nos étudiants et notre programme", a déclaré Herger.

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