Zakład Konstrukcyjno-Mechaniczny od 1987
Jak powstają nietypowe narzędzia przemysłowe?
Nietypowe narzędzia wykorzystywane w przemyśle, serwisie i prototypowaniu nie są dostępne w formie gotowych produktów. Ich opracowanie wymaga indywidualnego podejścia projektowego, wysokiej precyzji wykonania oraz ścisłej współpracy zespołów konstrukcyjnych i technologicznych. Proces rozpoczyna się od cyfrowego modelowania w systemach CAD i CAM, które pozwalają od razu przetestować działanie narzędzia w wirtualnym środowisku i wygenerować kod maszynowy dla centrów CNC. Dzięki integracji projektowania z symulacjami obróbki już na etapie przygotowania można zminimalizować czas wdrożenia i wyeliminować potencjalne kolizje geometryczne. Co jeszcze warto wiedzieć o tym procesie?
Cyfrowy projekt jako punkt wyjścia
Prace nad nietypowymi narzędziami rozpoczynają się w systemie CAD. To oprogramowanie umożliwia modelowanie samego produktu i wszystkich narzędzi procesowych. Zintegrowany moduł CAM przekształca geometrię w kod ISO, minimalizując czas przygotowania produkcji i eliminując ryzyko błędów translacji plików. Pełna integracja CAD/CAM zwiększa kontrolę nad programowaniem i poprawia dostępność danych dla klienta. W parku maszynowym Palimet inżynierowie wykorzystują wirtualne modele parametrów skrawania w celu określenia optymalnej liczby operacji i dobrania narzędzia o odpowiedniej geometrii.
Dzięki temu faza R&D skraca się o kilkadziesiąt procent. Gdy jest potrzebna fizyczna weryfikacja detalu, wieloosiowe centra frezarskie wycinają prototyp, np. z aluminium, w ciągu kilku godzin. Pozyskane dane trafiają z powrotem do modelu CAD jako korekta grubości ścianki lub promieni przejść.
Obrabiarki wieloosiowe dla skomplikowanej geometrii
Większość nietypowych narzędzi wymaga obróbki pod wieloma kątami w jednym zamocowaniu. W tym celu są wykorzystywane pięcioosiowe frezarki, które redukują liczbę ustawień i poprawiają jakość powierzchni dzięki płynnym interpolacjom. Mniejsza liczba przełożeń oznacza krótsze czasy cyklu i niższe ryzyko kumulacji błędów pozycjonowania.
Produkcja nietypowych produktów na przykładzie narzędzi do serwisowania
Nietypowe narzędzia przeznaczone do konserwacji specjalistycznych maszyn wymagają zaprojektowania i wyprodukowania od podstaw, ponieważ na rynku nie istnieją ich gotowe odpowiedniki. Takie narzędzia są tworzone indywidualnie pod kątem konkretnej maszyny, linii technologicznej lub elementu serwisowego, który często ma unikalną geometrię lub sposób montażu. Dobrym przykładem są klucze do odkręcania niestandardowych pierścieni zabezpieczających w wirówkach, narzędzia do kalibracji specyficznych głowic i uchwyty do demontażu wałów w układach napędowych turbin.
Wysoka dokładność produkcyjna
Tego typu narzędzia muszą się wyróżniać wyjątkową dokładnością wymiarową. Ich geometrię projektuje się z uwzględnieniem minimalnych luzów, co w praktyce oznacza mniejsze ryzyko uszkodzeń serwisowanych komponentów. Wymagana tolerancja może wynosić nawet ±0,01 mm, szczególnie w przypadku narzędzi stosowanych do mocowania elementów precyzyjnych, jak soczewki optyczne, ceramiczne prowadnice lub dysze wysokociśnieniowe. Nierzadko wymagane jest również zapewnienie odpowiedniego wyważenia dynamicznego, jeśli narzędzie będzie pracować w ruchu obrotowym (np. jako adapter do czyszczenia komory spalania turbiny).
Projektowanie nietypowych narzędzi z uwzględnieniem warunków użytkowania
Dodatkowym wyzwaniem w projektowaniu takich narzędzi jest konieczność ich dostosowania do specyficznych warunków eksploatacyjnych. Dobrym przykładem są narzędzia używane wewnątrz komory próżniowej, które muszą być wykonane z materiałów niewydzielających gazów. W przypadku konserwacji dużych jednostek, takich jak przemysłowe wytłaczarki lub linie do produkcji kabli, opracowuje się również narzędzia do obsługi zdalnej, np. teleskopowe manipulatory z precyzyjnym skokiem i kontrolowanym momentem siły, które pozwalają technikom unikać kontaktu z rozgrzanymi lub niebezpiecznymi elementami.
Każde z takich narzędzi musi zostać sprawdzone już na etapie cyfrowego modelu przy użyciu oprogramowania do symulacji obciążeń i kolizji w środowisku wirtualnym. Następnie wytwarza się je na maszynach CNC, aby uzyskać wymagane parametry chropowatości, dokładności otworów, osiowości i dopasowania. Po wykonaniu narzędzie przechodzi kontrolę jakości na maszynie współrzędnościowej CMM, która pozwala zweryfikować nawet najmniejsze odchyłki geometryczne. Takie podejście gwarantuje, że narzędzie będzie gotowe do użycia w środowisku, gdzie margines błędu jest praktycznie zerowy.
Kontrola jakości z użyciem CMM
Gotowe narzędzia i pierwsze sztuki produkcyjne trafiają na kontrolę z użyciem maszyny współrzędnościowej, która z wysoką dokładnością weryfikuje odchyłki wymiarowe i kształtowe. Raport 3D porównuje chmurę punktów z modelem CAD. Takie rozwiązanie pozwala od razu skorygować program CAM lub parametry prasy, zanim powstanie seria wadliwych elementów.
Każdy projekt realizowany przez Palimet zyskuje swojego cyfrowego bliźniaka – począwszy od modelu CAD poprzez parametry obróbki aż po raport pomiarowy CMM. Dane są zapisywane w systemie PLM, odpowiadającym za zarządzanie cyklem życia produktu. Pozwala to sprawdzić, co działo się na wcześniejszych etapach pracy nad produktem. Dzięki temu można łatwiej i szybciej wprowadzać poprawki do projektu przy kolejnych wersjach. Takie podejście sprawia, że klienci otrzymują pełną dokumentację, a w razie potrzeby mogą zlecić odtworzenie uszkodzonego narzędzia na podstawie cyfrowego archiwum.
