Riassunto delle lezioni di Progettazione Meccanica Assistita - parte di CAM

Formattazione del testo

−Zdove si ha che la coordinata z aumenta di . P é un generico punto del pezzow p71• definisco la matrice T . matrice di traformazione dal portautensile al centro dell’utensile. Si utilizza unahtmatrice di traformazione perché l’utensile cambia tutte le volte• Unendo le matrici di prima ottengo un’unica matrice t che deifnisce a a prtire dalle coordinate delhwcentroutensile (pezzo) nel CAM e le coordiante del portautesnile nella macchina.Considero il caso 3D, si procede analogamente al caso bidimensionale:72 73Nel post processor facciamo le seguenti operazione:• Generiamo un cutting location file nella quale sono presenti le informazioni relative al percorso CAM, alleinformazioni tecnologiche (velocitá di taglio) e alle informaizoni sugli utensili.• Il post processor prende queste informazioni e le trasforma in linguaggio ISO per la macchina.• Se non ci sono assi rotativi l trasformazione é molto semplice, le matrici saranno

mette a scrivere motori geometrici. I pacchetti geometrici si possono basare su varie architetture:

• Pacchetti in cui tutte le geometrie sono trattate come Nurbs
• Pacchetti in cui le coniche sono definite con equazioni analitiche parametrizzando in funzione di 2π o π

Dovendo trasferire informazioni tra CAD che hanno Kernel differenti si iniziano ad avere dei problemi. I principali Kernel CAD sono ACIS e Parasolid.

In sistemi estesi come un'azienda è necessario avere un formato di interscambio. Questo in passato non era banale, infatti ogni programma aveva il suo specifico formato.

I principali formati di file di interscambio sono:

• Per scambiare dati tra Kernel differenti la cosa potrebbe essere poco agevole. Anche all'interno dei singoli Kernel per motivi commerciali non analizziamo i vari formati
• Formati tassellati, ovvero deve la superficie viene discretizzata tramite triangoli. Un esempio

È il formato “.stl”. Il vero svantaggio di lavorare su .stl è che l'approssimazione è bloccata alla prima esportazione. Inoltre perdiamo la bound representation e qualsiasi informazione topologica (considerando un triangolo non riesco a definire i triangoli adiacenti - triangle soup). Oltre a questo il file è molto pesante in quanto le coordinate di un punto compiono 6 volte, dato che il punto è condiviso da 6 triangoli. I file .stl permettono il flusso di operazioni in modo solamente unidirezionale.

Formati “B-REP”, esportiamo la matematica delle superfici, cioè permette di ottenere un'informazione esatta della geometria. I formati “B-REP” comportano però la perdita dell'albero delle feature.

DXF, formato proprietario di Autodesk. Il formato è nato come formato bidimensionale.

Formato IGES (Initial Graphics Exchange Standard), è un formato dismesso ma molto robusto. Il formato importa le informazioni

geometriche e le informazioni sullo stato di rappresentazione (colori, layer, visibilità).

I principali problemi nell'importazione di file CAD nascono dalle tolleranze:

• Errori nella ricostruzione
• Annullamento feature.
• Modifica feature.

2.19.13 Formato STEP

Il formato si basa su un complesso sistema di norme.

Il formato STEP viene descritto nell gruppo 2x (20). Un altro pacco di norme importanti sono quelle raccolte nella serie 2xx(200) dove vengono riportati alcune informazioni sul salvataggio. Analizzo le varie serie di norme:

• Serie 10, viene descritto il linguaggio EXPRESS che permette di validare i sintatticamente il documento STEP. EXPRESS-G è il linguaggio grafico legato a EXRPESS.
• Serie 20, indicano i metodi di implementazione ovvero la mappatura del linguaggio formale EXPRESS in altri linguaggi. Ogni entità è descritta da un numero che la identifica.
• Serie 30, definiscono le procedure di test relative a complete Application

Protocols.

• Serie 100, Norme per analisi e FEM
• Serie 200, Contengono l'Application protocol 79

Le principali norme all'interno dell'application protocol sono:

• AP203, Norma pe configurazione di componenti meccanici.
• AP204, Norma per salvare in modo piú grossolano, senza albero delle feature.
• AP214, Simile alla AP203, sviluppata in Europa.
• AP238, Norma per la trasmissione di dati verso un controllo numerico, bypassando il G-Code.
• AP240, Norma legata al process planning(organizzazione impianto produttivo).

L'idea di base dello STEP é quello di integrare in un unico formato tutte le informazioni, a partire da quelle dellageometria fino a informazioni legate alla produzione.

Il ciclo di sviluppo attuale é il seguente:

Il problema é che nei sistemi CAM ci sono dei livelli di complessitá elevatissimi, passando attraverso il codiceISO ho una grossa perdita di informazioni. Arrivando alla macchina utensile ho anche

Li una elevata quantità di controlli per il quale però non riesco a fornire informazioni perché nel passaggio in ISO ho perso queste informazioni. Questo è un cono di bottiglia molto limitante. Le informazioni del CAD non vengono utilizzati a bordo macchina. Grosso cono di bottiglia. Il futuro è lo STEP-NC. In questo formato si descrive cosa fare e non come fare (es. svuota la tasca non muovi l'utensile lungo questi punti). Mi arriva a bordo macchina l'informazioni sul CAD, bypasso il post-processor del file ISO.

Capitolo 3

Additive manufacturing

In Italia viene indicata come Rapid manufacturing o Rapid prototyping, le quali definiscono metodi di produzione additiva di geometrie complesse a piacere.

Il termine Rapid prototyping è un termine forviante, infatti i ratei di produzione sono molto lenti, con Rapid si intende il fatto che con questa tecnologia si possono diminuire molto i tempi di sviluppo (TTM). La funzione di prototipazione è utile per vari motivi:

• Concettuale

• Estetici, utili a fornire una rappresentazione puramente visiva dell’oggetto.
• Fit and Form, utili per valutare l’assemblabilitá o accessibilitá del componente nella macchina.
• Funzionale, deve avere le stesse caratteristiche del prodotto finito.
• Prototipo tecnico, utile come apriserie per un prodotto finito.

3.1 Storia

3.2 Processi di fabbricazione

• Fotopolimerizazione in vasca (C), un fascio laser che polimerizza una

• Processi a getto di materiale (C), può essere considerata una variante della stampa 3D.
• Processi a getto di collante, hanno una resa molto elevata in quanto se nel caso dei processi a getto di materiale l'ugello definisce il rateo produttivo, in questo caso invece inserisco solamente un collante che fissa il materiale, aumentando il rateo produttivo.
• Estrusione di materiale, la classica stampa 3D.
• Fusione sul letto di polvere (T), anche con polimeri meccanici, per la fusione si utilizzano laser e fasci elettronici. Si ottengono precisioni elevate grazie alla elevata concentrazione di energia (posso concentrare i fasci elettronici in qualche micron).
• Fabbricazione per lamine.
• Processi a deposito di fascio, il fascio è sia energetico che composto di un materiale. Spruzzo polvere metallica e un fascio laser per trasformare da solido a resina liquida.

1. 843.3 Stereolitografia

1. La resina è mischiata con fotopolimeri, quindi si solidifica con le radiazioni UV.
2. Al termine del processo la piattaforma si abbassa di un valore pari a un layer e c'è un sistema che muove la resina livellandola.
3. In presenza di sotto-squadri alla forma dell'oggetto si aggiungono strutture di supporto per parti a sbalzo o in sotto-squadro.

Questo motivo la risoluzione ottenuta è massima. Per ottenere delle risoluzioni elevate devo livellare una superficie di spessore piccolissimo con una buona accuratezza, per questo motivo l'altro approccio è far si che lo strato che si generi su un film di materiale solido, cioè risolve il problema dello spessore costante, anche se devo far si che il polimero non si attacchi allo schermo. Si utilizzano schermi semipermeabili. È utile inoltre misurare il livello della resine con fotodiodi, per mantenerlo costante si usano dei volumi fantoccio che fanno si che il volume rimanga costante, dato che la resina solida ha un volume minore del corrispondente liquido.

In vasca nel processo stereolitografico la polimerizzazione non viene realizzata completamente ma viene completata con un post processing in vasca UV. Il materiale più utilizzati sono resine epossidiche (elevate caratteristiche meccaniche), a differenza delle resine bi-componente non utilizzo dei catalizzatori chimici.