EDGECAM zefektivnil výrobu PVD systémů - Island e-Beam LLC

Pořízení CAD/CAM systému EDGECAM umožnilo společnosti Island e-Beam LLC přestat kooperovat a začít dílce pro svoje výrobky vyrábět sami, což vedlo ke zvýšení kvality obráběných dílů.

Jako jedna z asi tuctu firem po celém světě se společnost Island e-Beam z Bradentonu zabývá výrobou zdrojů elektronových paprsků a zařízení pro napařování materiálů (fyzikální depozice vrstev). Aby bylo možné uspět v tak náročné oblasti, je nutný špičkový aplikovaný výzkum a dlouholeté zkušenosti. To vše stojí za výrobky firmy Island e-Beam a je to i důvodem, proč podobné produkty mnoho firem nevyrábí.

David Ferguson začal svou kariéru u firem, které se zabývaly výrobou podobných produktů, a k založení své vlastní společnosti se rozhodl v roce 2009. Majitel společnosti Island e-Beam zmiňovaný David Ferguson popisuje: „Máme velmi různorodé zákaznické požadavky. Na jedné straně máme náročné zákazníky, kteří sestavují kompletní PVD systémy (pro napařování materiálů) pro armádní a letecké aplikace, na druhém konci zákaznické základny máme dekorativní a umělecký průmysl.“

PVD je metoda pro nanášení tvrdých povlaků na bázi kovů prostřednictvím částečně ionizovaných par kovu a jejich reakcí s některými plyny, čímž se na podkladovém materiálu vytváří tenká vrstva s definovaným složením. Všechny PVD procesy probíhají za podmínek vysokého vakua. K urychlení proudu elektronů, které byly vygenerovány zahřátím wolframového vlákna, se používá vysoké napětí (10 kV). Tento proud elektronů je zachycen, soustředěn a nasměrován na materiál, který se má odpařit.

Proces při odpařování přeměňuje pevné látky na páru a nakonec po ulpění na podkladovém materiálu zpět na pevnou látku ve formě tenké vrstvy materiálu. Tloušťka vrstvy se obvykle měří v angstromech. 1 angstrom je jednotka rovnající jedné miliardtině metru, tedy desetina nanometru! PVD proces může sestávat z nanesení jediné vrstvy jednoho materiálu, ale také ze 180 vrstev různých materiálů.

Firma delší dobu zajišťovala výrobu formou kooperací. Nebylo to ale bez problémů. Protože byl majitel firmy unaven neustálým zajišťováním výroby dílů potřebných pro svou výrobu u externích dodavatelů, začal přemýšlet nad tím, že si potřebné komponenty začne vyrábět sám. „Díly z kooperací nebyly kvalitní, byla tam strašná cena a ještě jsme dílce dostávali pozdě“ popisuje pan Ferguson své strasti při zajišťování výroby komponent u externích výrobců. „Když už díly dorazily, byly mimo tolerance, otvory pro závity byly často úplně mimo. Většinou jsme dílec prostě sami opravili, abychom ho mohli použít, protože to bylo v daném okamžiku nejjednodušší řešení.“

Kromě toho zdroje elektronových paprsků jsou vyráběny z takových materiálů, které výrobní firmy nerady obrábí, včetně OFHC mědi, nerezové oceli, uhlíkové oceli, molybdenu, tantalu, wolframu, titanu a dalších materiálů. „Dílce vyrábíme pouze z materiálů použitelných ve vakuu“ vysvětluje pan Ferguson „a ne každý je ochoten tyto materiály obrábět, což byl další důvod, abychom si začali vyrábět dílce sami.“

Aby si mohl vyrábět dílce sám, koupil pan Ferguson, který nikdy předtím nepracoval s CNC stroji, frézovací centrum Haas VF-2. Po dlouhém boji se svým původním CAM softwarem zakoupil pro programování tohoto stroje CAD/CAM systém EDGECAM.

„Byl to neustálý boj," prozrazuje pan Ferguson svou zkušenost s původním CAM systémem. „Pokaždé když jsme se pokusili vygenerovat dráhu nástroje, objevila se tam nějaká chyba a dodavatelova technická podpora problém nikdy nevyřešila.“

Když se David Ferguson seznámil s možnostmi a způsobem práce v EDGECAMu, pochopil, že konečně našel systém, který jeho požadavkům vyhovuje a zároveň ho nadchl snadným použitím. „Jakmile jsem viděl prezentaci systému EDGECAM a zjistil jsem, že můžeme i naše složité díly obrábět rovnou ze solid modelu, z obou konstrukčních CADů, které používáme, EDGECAM byl prostě nejjednodušším řešením našeho problému.“

Pro tvorbu solid modelů firma používá AutoCAD od Autodesku a SolidWorks od Dassault Systems. Vzhledem k tomu, že EDGECAM je CAD neutrální, nabízí možnost bezchybně načítat data z různých systémů a nebýt na nich přitom závislý. Dráha nástroje v EDGECAMu zůstává asociativní s původním modelem a zachovává si integritu s vizí konstruktéra bez jakékoliv nutnosti přeukládat data.

Díky tomu je snadné do EDGECAMu importovat jak data z AutoCADu, tak ze SolidWorks, EDGECAM automaticky rozpozná útvary k obrobení. „Díly které vyrábíme, jsou si navzájem často velmi podobné,“ vysvětluje Ferguson, „věc, která se často mění, je velikost kapes, což je místo pro umístění materiálu pro odpařování.“

Přestože dílce jsou si navzájem podobné, ruční programování by bylo obtížné a nezamezilo by chybám zapříčiněným lidským faktorem. „Obráběli jsme jeden model, který obsahoval 1000 řádků NC kódu a já si vážně neumím představit, že bych se to snažil naprogramovat ručně.“

Prostorově malý zdroj elektronových paprsků má velikost 127 mm × 1524 mm × 1016 mm a váží asi 2722 kg. Velký zdroj má 3048 mm × 2032 mm × 127 mm a 18144 kg.

„Obrábění s EDGECAMem je tak snadné. Nemusím ztrácet čas tím, že bych řešil, zda budou díly vyrobeny správně. S EDGECAMem jsou díly správné vždy“ pochvaluje si pan Ferguson.

Mezi nejnovější rozšíření softwaru EDGECAM patří funkce Workflow. Je to snadno použitelné rozhraní, které zjednodušuje práci v EDGECAMu. Tím, že obsáhne proces obrábění komplexně – od načtení dílce, přes výběr materiálu, polotovaru, upínání, CNC stroje, až po obráběcí strategie, nabízí Workflow tu nejlepší volbu prakticky v každém kroku výrobního procesu.

„Díky EDGECAMu jsme byli rychle schopni obrobit dílec s minimálním počtem zádrhelů“ říká David Ferguson, který zakoupil EDGECAM v dubnu roku 2013. „Zlepšení a výsledky byly okamžité. Se softwarem EDGECAM i s jeho technickou podporou jsem velmi spokojen.“

NEXNET, a.s., 2015