銑削 - 團隊運動

HAIMER 和 OPEN MIND 共同展示如何能夠以強大的動態方式操縱複雜的銑削操作

HAIMER 是德國冰上曲棍球聯盟 Augsburger Panther(奧格斯堡黑豹)冰上曲棍球隊的優秀合作夥伴和支援者。富有盛名的工具機相關系統供應商利用此機會建立黑豹模型,展現其刀具和刀把的效能。OPEN MIND 的 CAM 專業人員使用 hyperMILL® 軟體,接受了這項具有挑戰性的編程任務。

DEL(德國冰上曲棍球聯盟)成員 Augsburger Panther(奧格斯堡黑豹隊)是附近最著名的「黑豹」。Haimer GmbH 總部位於 Igenhausen,距離 Augsburg 只有 30 分鐘路程,該公司是這支職業冰上曲棍球隊的忠實球迷暨贊助者。這間家族企業是市場領導者,開發、製造並銷售高精密度的金屬加工用產品,並且提出在 HAIMER 應用中心銑削鋁製黑豹的巧妙想法。黑豹是個精湛的作品,展現出以 HAIMER 刀把和鎢鋼銑刀進行 5 軸銑削,在速度、力量和動態方面皆可比擬冰上曲棍球運動。

HAIMER 應用中心的負責人 Konstantin Brodowski 看見更重要的相似之處:「冰上曲棍球不是只有速度和蠻力而已。每個球員必須擁有卓越的技巧,共同組成完美的團隊。HAIMER 的運作方式非常類似,亦即融合其高科技產品的完美綜效與最現代的工具機以及最佳的 CAD/CAM 軟體。」

加工和編程專家之間的二過一傳球

HAIMER 尋找黑豹專案的「隊友」時,選擇了 OPEN MIND,亦即位於德國 Wessling 的長期合作夥伴暨 CAD/CAM 製造商。根據加工產業當中許多參與者的說法,OPEN MIND 的 hyperMILL® CAM 系統是 5 軸加工的領導者,因此談到編程完全自由形塑的輪廓時,OPEN MIND 成為完美的搭配對象。當問到應用程式工程師是否願意接受獨特展示件的編程工作並加入我們的銑削專案,他們毫不猶豫地回答「是」。全球工程服務經理 Christian Neuner 解釋:「像這樣的模型是很棒的機會,可用來測試我們軟體的多功能性和彈性。在許多方面,黑豹類比與我們非常相關。hyperMILL® 有很多功能可讓 CAM 使用者真正讓機器的力量接受終極測試,以達到所需目標。」

因此 OPEN MIND 的應用程式工程師 Jakob Nordmann 在德國 Igenhausen 設置了為期數週的臨時居住地,在該處與 HAIMER 應用程式工程師 Daniel Swoboda 合作,設定完美的編程和加工基礎結構。至於銑削機器,他們選擇了位於 HAIMER 應用中心的線性 5 軸 DMG MORI HSC70 加工中心,這十分適合精密鋁製加工和極佳的曲面精加工。

適合任何挑戰的刀具解決方案

黑豹頭部的加工顯然特別困難,尤其是細節特別多的嘴部和牙齒。精緻的尾巴部分具有長而薄的外形,同樣難以操縱,因為這對震動極度敏感。此外,取用許多工件極度困難,因此負責人決定分兩階段製作雕像,對此使用了 LANG 巨集夾握 5 軸夾具作為夾治具。
有限的取用性也影響了所選的刀具類型。雖然已經盡可能使用最短刀具,但應用專業人員仍需要最多 278 mm 的刀具長度。因此,Daniel Swoboda 選擇使用模組化 HAIMER Duo-Lock™ 刀具進行粗加工應用。此系統包括碳化刀具頭,透過極度穩定的介面連接至不同的延伸處。他特別選擇了 Duo-Lock™ HAIMER MILL Alu 系列中的四槽銑刀,這具有圓角半徑。這些平衡良好的刀具具有優異的長度可重複性。所提供的銳利度在抗磨耗性和阻力方面正好達到完美的平衡。Daniel Swoboda 表示:「我們使用 HAIMER 強力收縮夾頭,夾持了 Duo Lock 刀具的塗層圓柱延伸。相較於過去使用標準刀把,這可讓夾持更加固定並減少震動。這反過來可讓我們達到更大的切割深度和更高的金屬去除率。」

對於精加工程序,我們使用 HAIMER MILL Alu 系列中完整半徑版本的鎢鋼銑刀,因為這具有微幾何性質,其設計可帶來平滑和頂級的曲面品質。參與此專案的人在使用額外細長而且低震動的 HAIMER 強力迷你收縮刀把進行夾持時,考慮了非常有限的空間條件。
OPEN MIND 同事 Jakob Nordmann 補充道:「我發現處理此專案時對我最有幫助的是,所有 HAIMER 刀把和刀具也能提供 DXF 和 STP 檔案格式。該模型可見於 HAIMER 首頁,也能輕鬆下載。只需要在 hyperMILL® Toolbuilder 點選三次滑鼠,即可輸入到資料庫中。在此之後,就會立即準備好進行編程和模擬。」

實用提示:專為 CAM 打造的 CAD 和模擬

若要建立吸引目光的模型,需要仔細和優秀的編程。我們遇到的第一個核心問題是:黑豹以 STL 資料模型呈現,hyperMILL® 專業人員 Jakob Nordmann 解釋道:「由於轉換為曲面模型會花費太多時間,我們決定在 STL 網絡上銑削,但採用 1mm 的逐線銑削,才能確保不會看見多面體結構。
對於細節特別多的區域,例如嘴部和尾巴部分或關節皺褶,我們產生了其他曲面,可結合 hyperMILL® 中的 STL 網絡。」對此,Nordmann 使用了 hyperCAD®-S,即 OPEN MIND 特別設計的「專為 CAM 打造的 CAD」系統,用來協助達到編程人員的所有需求。

由於有限的空間需要不同的刀具傾斜,他將焦點放在維持確切的線間間距和順暢轉換,而沒有任何可見的間隙。Nordmann 說道:「我為此使用了『編輯刀具路徑』命令。這可讓我判定整個刀具路徑並分為幾個區段,然後就可以使用不同的刀具在各種傾斜狀況下編輯。這為我省下非常多的時間。」
提到銑削黑豹時,同樣重要的是 hyperMILL® VIRTUAL Machining Center,這是一個可進行安全加工的 NC 模擬解決方案,其中虛擬機器移動完全模仿實際移動,並確保可靠的碰撞偵測。
團隊大約花了三個星期密集完成第一頭可自行站立的黑豹。任何感興趣的人都能在未來展覽的 HAIMER 和 OPEN MIND 攤位欣賞這個模型。當然,Augsburger Panther 也會收到模型,置於球場的入口區域以及更衣室通道,讓球員在從事冰上曲棍球時隨時獲得重要的動力。

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