Phay CMM & Phần mềm tích hợp định hình tương lai của Design Studios

Thiết kế và phát triển ô tô đã được cách mạng hóa bằng thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR). Các nhà thiết kế trên khắp thế giới đã có thể làm việc cùng nhau trong thời gian thực trên các thiết kế có thể được chia sẻ và nhìn thấy trong các studio hình ba chiều, cho dù ở Sydney, Úc; Kidlington, Anh; hoặc Detroit, Michigan.

Các ứng dụng như Autodesk Alias ​​và VRED đã cho phép cộng tác trên toàn thế giới về ‘các phiên bản duy nhất của sự thật’: các thiết kế được chia sẻ luôn ở cùng một giai đoạn và kết hợp tất cả các lần lặp lại và phát triển bởi nhân viên được ủy quyền, ở bất cứ đâu và bất cứ khi nào được thực hiện.

Nhưng ngay cả trong thế giới kỹ thuật số, mô hình đất sét vật lý vẫn có vai trò và nhu cầu.

Tại sao đất sét?

Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) như Jaguar Land Rover sử dụng rộng rãi các mô hình đất sét trong thiết kế và phát triển. Lý do rất đơn giản, ngoại hình của một chiếc ô tô thể hiện nó trông như thế nào dưới ánh sáng, trong các điều kiện ánh sáng khác nhau, từ ánh sáng mặt trời chói chang đến đèn đường nhân tạo. Một mô hình vật lý sẽ mang lại ấn tượng, cảm xúc và sự kết nối rõ ràng hơn bất kỳ mô phỏng nào.

Mô hình ‘đất sét’ có thể tạo khuôn và không bị khô, khiến nó trở thành phương tiện lý tưởng để thể hiện thiết kế ô tô trong tác phẩm điêu khắc, đặc biệt là trong các quy trình có thể mất vài ngày, vài tuần hoặc thậm chí vài tháng. Không phải lúc nào cũng là ‘phát súng đầu tiên trúng đích’. Đất sét có thể được loại bỏ, thêm vào, định hình lại và định hình lại. Những ý tưởng mới có thể được thử tương đối dễ dàng và nhanh chóng.

Sự cần thiết cho tốc độ

Chu kỳ thiết kế ngày càng ngắn lại. Điêu khắc thủ công rất tốn thời gian; một mô hình tỷ lệ 10% có thể mất vài tuần để làm bằng tay và một mô hình kích thước đầy đủ, thậm chí lâu hơn. Điều này đơn giản là không thực tế trong thời đại mà tốc độ thay đổi đó đang tăng nhanh.

Một mô hình đất sét kích thước đầy đủ được dựng trên một khung thép – cùng một khung có thể được sử dụng nhiều lần, miễn là kích thước của những chiếc ô tô được làm mô hình là tương tự nhau. Sau đó, một khoảng trống xốp được đính kèm. Nó thường sẽ được xay bên ngoài xưởng vẽ, để tránh bụi bọt xâm nhập vào khu vực làm việc.

Erwin Nutz, Giám đốc điều hành của Kolb Design Technology cho biết : “Đất sét sẽ được làm nóng đến 60°C và được áp dụng thủ công vào khung thép và bọt, ở độ sâu từ 4 đến 10 cm . “Nó sẽ được tạo hình và xay sau khi được làm nguội ở nhiệt độ phòng. Sau khi hình dạng đã được điêu khắc, giấy bạc sẽ được phủ lên để làm cho nó giống như thật, hoàn chỉnh với cửa sổ, đèn chiếu sáng và bánh xe hợp kim.

Tự động hóa nghệ thuật
Phương pháp và công cụ được sử dụng bởi những người tạo mô hình đất sét là những nhà điêu khắc có tay nghề cao đã thay đổi và phát triển. Đây là một thế giới nơi chuyên môn kỹ thuật và tay nghề thủ công kết hợp với nhau.

Erwin cho biết: “Các máy đo tọa độ vận hành thủ công (CMM) đã (và vẫn đang) được sử dụng để chuyển các kích thước từ bản vẽ sang mô hình và để phản chiếu các hình dạng và bề mặt được điêu khắc ở một nửa mặt này sang mặt kia. “Một người lập mô hình sẽ chạm vào các điểm trên mặt đã hoàn thiện bằng CMM của anh ấy, đọc tọa độ X,Y,Z của một điểm cụ thể và gọi các giá trị cho một đồng nghiệp ở phía bên kia, người này sẽ chuyển điểm đó trong đất sét chưa định hình bằng kim kẻ nguệch ngoạc trên một CMM thủ công khác, từng điểm một, trong khoảng thời gian vài ngày hoặc vài tuần.”

Dụng cụ phay là một cách hiệu quả hơn để chế tạo nửa còn lại của phương tiện. Bước tiếp theo là đưa các điểm CMM vào chương trình CNC và chạy máy phay cơ giới. Các mô hình đất sét 1:1 trước đây được thực hiện bằng thiết bị lớn, gắn trên giàn nhưng Kolb đã thực hiện được vài bước.

Erwin giải thích: “Giờ đây, CMM phay mang đến cơ hội kết hợp phay và điêu khắc bằng tay tại cùng một khu vực sáng tạo trung tâm trong studio mà không cần di chuyển mô hình. “Tuy nhiên, các máy CMM có đầu phay thích ứng không đặc biệt hiệu quả và chất lượng bề mặt phay không đạt tiêu chuẩn yêu cầu. Máy cơ bản được thiết kế để đo chứ không phải phay.” Máy phay Kolb được thiết kế ngay từ đầu để phay và tập trung vào môi trường studio.

“Nếu có đầy đủ file CNC của chiếc xe nguyên chiếc thì có thể phay thành một bộ, tùy loại máy. Phản chiếu từ nửa này sang nửa kia giúp chuyển sự sáng tạo của các nhà thiết kế và người lập mô hình dễ dàng hơn,” anh nói.

Kết hợp kỹ thuật số với vật lý

Mặc dù tất cả các OEM và hãng phim độc lập đều có các phương pháp cụ thể của riêng họ, nhưng quá trình này sẽ có xu hướng đi theo cùng một con đường chung. Nó bắt đầu với một ý tưởng, được thể hiện thành một bản phác thảo, được chuyển bằng phần mềm Autodesk sang dạng kỹ thuật số.

“Cách nâng cao để tạo mô hình là chuẩn bị tệp Autodesk PowerMill CNC,” Erwin tiếp tục. “ Một nửa số đó sẽ được xay xát; các hình dạng và bề mặt sẽ được đánh giá và mọi thay đổi ban đầu sẽ được các nhà lập mô hình cải tổ theo cách thủ công.”

Phần mềm PowerMill và PowerInspect của Autodesk giúp giảm lãng phí vật liệu, tăng tốc thiết kế đến sản xuất, đồng thời vận hành máy KOLB một cách dễ dàng.

Sau đó, các sửa đổi sẽ được quét và dữ liệu được thiết kế lại thành tệp CNC sẵn sàng để phay mặt còn lại bằng Autodesk PowerMill. Các bề mặt sẽ được hoàn thiện bằng tay, sẵn sàng cho việc sơn, sơn mài hoặc giấy bạc.” Các tính năng khác, chẳng hạn như gương, tay nắm cửa, đèn trước và sau, bánh xe và lốp xe sẽ được in 3D hoặc đúc đặc biệt. Mô hình hoàn thành sau đó sẽ được trình bày cho Hội đồng phê duyệt.

Các tệp PowerInspect và PowerMill được tạo từ mô hình đất sét cuối cùng sẽ được sử dụng trong các giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất, bao gồm tạo hình khối, thiết kế công cụ, đồ gá lắp và sản xuất hệ thống truyền động.

Điểm không thể được nhấn mạnh quá mạnh: tốc độ là điều cốt yếu. “Quá trình phay kéo dài bao lâu tùy thuộc vào kiểu máy. Ví dụ, để sản xuất một chiếc SUV cỡ lớn, được hoàn thiện ở cả hai mặt, cắt thô và tinh với chất lượng bề mặt tốt, sẽ mất từ ​​20 đến 30 giờ, đặc biệt là cắt giảm thời gian chu kỳ trong mô hình đất sét,” Erwin cho biết .

Các loại máy móc chuyên dụng để tạo mô hình đất sét của Kolb có quy mô và độ tinh xảo phù hợp để sử dụng trong các xưởng thiết kế và cho phép sản xuất, sửa đổi và hoàn thiện các mô hình nhanh hơn nhiều đồng thời giảm lãng phí vật liệu.

Nhà sản xuất máy phay đất sét hàng đầu Kolb đang thách thức hiện trạng đối với việc tạo mô hình phương tiện hàng đầu. Cùng với Autodesk, công ty đang định hình tương lai của các studio thiết kế. Họ sử dụng phần mềm Autodesk để nghiền toàn bộ mô hình từ một mảnh đất sét duy nhất; để gia công một phần của nó, hoặc thậm chí hai phiên bản khác nhau trên cùng một mảnh, để chúng có thể được so sánh cạnh nhau – theo đúng nghĩa đen.

Sự khác biệt giữa quy trình phay hoàn toàn tự động và quy trình thông thường rõ ràng là phi thường. Tốc độ của phần mềm tích hợp và máy móc mô hình hóa tiên tiến giúp tạo ra các phiên bản mới của mô hình đất sét và kết hợp các thay đổi nhanh chóng và chính xác.

Để biết thêm thông tin: www.autodesk.com

Tags: , , , , , , , ,