Come facciamo sempre in occasione della nostra fiera preferita, anche quest’anno siamo lieti di offrire, con un prezzo speciale, un altrettanto speciale package che contiene i nostri più avanzati strumenti. Potrete risparmiare ben 1.159€, ed entrare nella comunità in crescita degli “sviluppatori con sostanza“!
Dopo la fusione con The Foundry, Luxology ha accelerato lo sviluppo della sua nuova versione, la 701, resa disponibile prima del previso.
Molte le nuove funzionalità introdotte. In questo primo video di anteprima, una breve presentazione delle significative implementazioni di questa versione. Nei prossimi giorni, dopo un esaustivo test, pubblicherò i risultati di un vero e proprio ”test su strada”. Restate sintonizzati su ShareMind.
Annuncio con vero piacere un “nuovo arrivo” in casa ShareMind.
Si tratta di madCAM, un plug-in (ovviamente, un CAM) per Rhinoceros, sviluppato in Svezia da Joakim Möller. Dopo molte prove e giusto al termine del lavoro di traduzione in Italiano, ecco le mie impressioni in una breve recensione.
Plug-in? No grazie.
Devo confessare che non ho mai avuto troppa passione per i plug-in in generale. Spesso sono qualcosa di simile ai vecchi “accessori per Black & Decker” che andavano di moda una volta. Aggeggi che si aggiungevano ad un trapano da casa per fargli fare qualcosa di diverso dai buchi. Accessorio “seghetto alternativo”, accessorio “levigatrice”, accessorio “sega circolare”, e i più famigerati ed inservibili di tutti, accessori “compressore gonfiagomme” e persino “tornio per legno”.
Cosa c’era che non andava? Praticamente, tutto. Ergonomia, meccanica, regime del mandrino inadatto, mancanza di sicurezza… E il fastidio di trovare sempre montato sul trapano l’accessorio che meno serviva in quel momento. Poi “per fortuna”, sono arrivati i Cinesi, che con prodotti spesso decenti e a basso costo hanno fatto capire anche agli hobbisti che una cosa fatta apposta per un certo scopo è meglio di una adattata.
Nel software le cose non sono poi così diverse. Anche qui, spesso i plug-in sono sviluppati con strumenti di programmazione diversi da quelli dell’applicazione “ospite”, dando luogo a problemi di ergonomia e compatibilità. Data la popolarità che Rhino ha conquistato fin dall’esordio, alcuni produttori di applicativi ”Stand-alone” hanno realizzato semplicemente un “involucro richiamabile”, al quale Rhinoceros semplicemente trasferisce la “scena”, a volte successivamente elaborata addirittura in una finestra dedicata. Altrettanto spesso, le librerie grafiche utilizzate dal plug-in sono diverse da quelle dell’applicazione, generando conflitti e rallentamenti.
E una cosa molto probabile è che – se il plug-in non va in conflitto con l’applicazione ospite – vada comunque in conflitto con un altro plug-in installato.
Però…
Certo che poter gestire un progetto complesso e articolato in un solo programma d’altro lato è un bel vantaggio. Effettuare un rendering di un modello senza dover esportare oggetti, luci, materiali e mapping è comodo. Anche poter aggiungere una restrizione o modificare un modello per un problema riscontrato in un percorso utensile è comodo.
E’ per questo motivo che, nonostante la mia diffidenza verso il concetto stesso di plug-in, ho comunque sempre seguito con attenzione queste “appendici”, cercando di capire in quali casi ne valesse la pena. E madCAM mi pare proprio uno di questi.
Il programma è realizzato nel buon vecchio “Delphi”, utilizzato pressoché esclusivamente per richiamare funzioni native di Rhinoceros, di fatto utilizzate sia per il calcolo, sia per la rappresentazione del percorso utensile, tracciato con le stesse primitive che Rhino utilizza al suo interno per qualsiasi modello o disegno.
Così, il primo “incidente positivo di percorso” è che il tracciato utensile risulta costruito con familiari curve NURBS standard, come se fosse stato disegnato dal progettista. Curve manipolabili con grande facilità con i convenzionali strumenti di editing di Rhino.
La barra degli strumenti di madCAM – Tutto qui?
Il programma risulta veloce, pratico. Una sola, compatta barra strumenti permette di controllare tutte le funzioni. Il primo impatto dopo l’installazione è che qualcosa non abbia funzionato, perché l’interfaccia di Rhino è apparentemente identica. Quando l’occhio cade finalmente sulla nuova barra degli strumenti ci si chiede: tutto qui?
madCAM è davvero integrato, come se avesse da sempre fatto parte di Rhinoceros. Le finestre, le modalità di visualizzazione sono quelle native, a tutto vantaggio del flusso di lavoro, che non subisce cambiamenti. I percorsi vengono generati in nuovi layer di Rhino, e questo permette di utilizzare i consueti comandi per abilitarne o meno la visualizzazione, gestirne i colori etc. In sostanza, l’interfaccia della parte CAM non differisce in alcun punto da quella di Rhino.
“In corso d’opera” (cioè durante lo sviluppo di un progetto CAM) tutti gli strumenti convenzionali di modellazione e disegno restano accessibili. Così, è possibile ottenere una quota, nascondere una superficie che non va trattata, modellare “al volo” una restrizione o un grezzo speciale, cambiare la scala, l’orientamento, la posizione del modello etc. Cool.
Prerogative dell’ambiente CAM Oltre alla gradita sorpresa del supporto multithread, in grado di sfruttare al meglio i processori multicore dell’ultima generazione, di compilazioni a 32 e 64 bit e di svariate versioni multiasse (3,4,5,5Xtra), madCAM riserva sul piano tecnico parecchi altri interessanti contenuti. Da programmi CAM di questo livello di costo ci si aspetta una certa “miopia” nel riconoscere e trattare di conseguenza le entità geometriche del modello. In genere, questo viene lavorato come un unico, intero oggetto, con pattern semplificati che non tengono troppo in considerazione la presenza di bordi, cave, superfici inclinate etc. In particolare nelle lavorazioni con assi rotanti, i CAM “economici” tendono a generare strategie piuttosto banali: movimenti longitudinali rispetto all’asse di rivoluzione che nel frattempo gira, o al massimo una paziente spirale con le necessarie variazioni Z…
Strategie
madCAM, grazie anche all’ottimo livello di integrazione con Rhino, offre una varietà di strategie inaspettatamente vasta, con soluzioni spesso non disponibili neppure in prodotti CAM di fascia alta. Una volta definiti infatti gli assi di rotazione e l’asse mandrino (è sufficiente disegnare delle linee in Rhino per farlo), tutte le strategie disponibili nelle lavorazioni a 3 assi (sgrossature, semifiniture, finiture, pocket, contornature, tracciature, forature, aree residue etc.) divengono automaticamente applicabili alle lavorazioni multiasse. La peculiarità di poter utilizzare tutte le strategie disponibili indipendentemente dal numero di assi utilizzato è più unica che rara nel panorama delle funzionalità dei programmi CAM.
E non finisce qui. Ad esempio, basta dare un’occhiata alla finestra di dialogo delle finiture (piana o a livelli), per notare la presenza del controllo “Angolo limite”.
Quando ho visto la prima volta questo controllo ho pensato: “Wow! Non mi dire… Vuoi vedere che è possibile limitare il percorso in base all’angolo di incidenza frontale e laterale tra l’utensile e la superficie…“. Si. Proprio così. Ma che significa, in pratica?
Ebbene, tutti gli operatori sanno bene che per le superfici tendenzialmente pianeggianti l’ideale è affrontarle con una lavorazione piana, con passate parallele. E sanno altrettanto bene che invece questo approccio produce, se applicato a superfici ripide o addirittura pareti verticali, una cattiva finitura (dentellatura) in particolare per le superfici perpendicolari rispetto alla traiettoria. E di conseguenza, che le superfici ripide vanno lavorate con una strategia a livelli. Utilizzando la maggior parte dei programmi in commercio, e visto che quasi tutti i modelli presentano sia superfici pianeggianti, sia superfici ripide, questo significa che per ottenere buoni risultati non potremo far altro che effettuare due finiture sul modello: una parallela, e una a livelli. Ahimè, con conseguente notevole perdita di tempo.
madCAM – Angolo limite nelle finiture piana e a livelli
La presenza del controllo “Angolo limite” in madCAM serve proprio ad eliminare questo problema. Definendo l’angolo sino al quale deve operare la strategia parallela, e l’angolo dal quale deve intervenire la strategia a livelli, le due operazioni non “sprecano” percorso per passare su superfici già lavorate.
Già visto? Si, appunto. Su alcuni (pochi) programmi CAM di fascia alta.
madCAM è disseminato di queste accortezze. Ad esempio, nella strategia di lavorazione piana, un controllo consente di inibire la lavorazione delle aree già piane del modello (es., perché il grezzo era già spianato, perché sono state effettuate semifiniture con utensili di grande diametro etc.). E certo, perché rilavorare quanto già finito? Accortezze che mancano anche in prodotti ben più blasonati. Esplorandolo a fondo, presenta tali sottili furbizie da apparire sviluppato da un meccanico, o meglio da un fresatore con le mani unte di olio chimico, piuttosto che da un programmatore.
E in effetti, andando a scavare nel profilo di Joakim Möller, il padre di madCAM, è proprio così. Questo simpatico e poliedrico imprenditore svedese ha infatti sia una officina stampi, sia la passione per la programmazione.
Si è scritto un programma proprio come gli serviva, e lo usa tutti i giorni. Incidentalmente (e per fortuna), ha anche pensato di commercializzarlo.
Quello che ho pensato anche io, dopo averlo apprezzato nelle numerose “prove su strada”. E, come faccio per tutti i programmi che mi piacciono, l’ho tradotto in Italiano per renderlo ancora più facile da utilizzare per chi non ha familiarità con l’Inglese.
In occasione del prossimo rilascio della versione 5, madCAM (il primo plug-in CAM scritto per Rhino, per inciso), è disponibile a condizioni economiche particolarmente vantaggiose: 595€ per la versione 3 assi, 995€ per la versione 4 assi, 1995€ per la versione 5 assi e 2995€ per la versione 5Xtra. In altre parole, a quanto mi risulta, in di gran lunga il più economico CAM 5 assi in continuo sul mercato.
madCAM 5 madCAM AB
Tallundsgatan 3
622 54 Romakloster Sweden
Pro - semplicità d’uso, grande varietà delle strategie, qualità dell’integrazione con Rhino, prezzo. Cons – a volerne trovare, efficienza di alcuni movimenti in rapido migliorabile.
La nuova release di Aspire, inizialmente disponibile per gli utenti della versione 3.5, contiene molte migliorie e diverse nuove funzionalità. Le principali linee guida per lo sviluppo di questa release sono state incentrate sull’approfondimento delle modalità di impiego da parte degli utenti degli strumenti più frequentemente utilizzati, per semplificare ulteriormente le interfacce e migliorare nel complesso l’intero flusso di lavoro. Sono stati aggiunti svariati nuovi comandi e potenti funzioni come “Extrude and wave”, che offrono ora potenzialità di modellazione totalmente inedite. Il documento What’s New contiene l’elenco delle migliorie e delle nuove funzioni introdotte nella release 4. Nel seguito di questo articolo sono comunque elencate le principali novità, suddivise per categorie.
Migliorie allo snap sui vettori, con l’aggiunta di ulteriori punti di snap per un miglior controllo nella modifica delle forme
Quotatura di base
Estensione dei vettori nel punto comune di intersezione
Copia speculare rispetto ad una linea arbitraria
Migliorie nelle modalità di creazione degli archi
Offset di entrambi i lati di un vettore ed opzione per selezione automatica delle nuove geometrie di offset
Strumenti di allineamento aggiuntivi, inclusa la possibilità di allineare i bordi esterni dei vettori
Anteprima di nesting
Anteprima di adattamento curve
Anteprima di adattamento di vettori alle bitmap
Ridimensionamento percentuale dei vettori
Generalità
Molte delle migliorie apportate consentono di lavorare in modo più facile con i dati 2D in Aspire. In particolare, le nuove modalità di snap offrono un valido aiuto nella creazione e modifica dei vettori. Un vasto numero di migliorie apportate alle funzioni esistenti aggiunge maggiore flessibilità , come la possibilità riflettere rispetto ad una linea arbitraria, effettuare offset da entrambi i lati di una curva e creare archi con le nuove primitive di disegno. Nesting, adattamento delle curve e vettori da bitmap offrono ora la possibilità di una lista di anteprima, per consentire di trovare diverse impostazioni per ottimizzare i risultati ottenibili. La possibilità estendere le curve verso un punto di intersezione e creare quote agganciate ai vettori nella vista 2D ampliano ulteriormente la versatilità dell’ambiente di disegno.
Nuove funzionalità nello sweep su due binari, per un maggiore controllo nella generazione di superfici di scorrimento
Aggiunta del piano zero
Nuovo strumento “Sforma”
Modalità di combinazione Multiply
Nesting di componenti
Aggiunta di controllo di levigatura e migliorie generali degli strumenti di sculpting
Informazioni sui componenti nell’elenco
Generalità
La sezione di modellazione presenta molti cambiamenti in svariate funzioni. L’implementazione più significativa è rappresentata dal nuovo strumento “Extrude and wave”, che consente di estrudere vettori o componenti 3D lungo un set di curve guida con l’opzione di “ondulare” le forme ottenute quando i vettori di percorso si sovrappongono. Questo strumento estremamente potente consente di creare forme complesse da semplici gruppi di vetori. Lo strumento “Sweep su due binari” è stato completamente ridisegnato, aggiungendo la possibilità di utilizzare sezioni multiple lungo i binari in punti specifici, per un miglior controllo della superficie risultante. Il nuovo strumento “Sforma” permette di aggiungere uno sformo alle superfici verticali, particolarmente utile per la gestione di termoformature.
Lavorazione
Sommario
Cancellazione dinamica del materiale rimosso, inclusi i tagli interni nell’anteprima
Opzione per annullare l’ultima anteprima e “riavvolgere” l’ultimo percorso
Controllo della velocità di rappresentazione dell’anteprima
Sommario impostazioni materiale nella scheda anteprima
Impostazioni del materiale avanzate
Opzioni di visualizzazione Semplici/Avanzate per le profilature ed i pocket
L’obiettivo principale della revisione della parte relativa alle lavorazioni è stato l’incremento della semplicità d’uso. In particolare, sono state sviluppate nuove eccellenti opzioni per il controllo dell’anteprima del percorso. E’ possibile ora regolare la velocità dell’anteprima, per studiare in dettaglio ogni particolare dei movimenti di lavoro. E’ anche possibile annullare l’ultima anteprima eseguita, se si ritiene di dover modificare il percorso. Questa possibilità evita di dover rieseguire l’intera anteprima. Con un semplice doppio clic sulle regioni che sono state lavorate, incluse quelle interne, è possibile rimuoverle dallo schermo. In aggiunta a queste migliorie, è ora più facile controllare cosa viene visualizzato nelle impostazioni del materiale.
Migliorie generali
Sommario
Riorganizzazione del layout con un raggruppamento più efficace delle icone
Aggiunta della scheda Layer ed accesso veloce al controllo del Layer manager durante il disegno
Drag and Drop per caricare i file in Aspire
Copia e Incolla di immagini nel software
Importazione file 3DM da Rhino
Maggiore controllo nella importazione di modelli 3D (STL, 3DM, OBJ etc.)
Opzione di chiusura del fondo con un piano nell’esportazione STL per la stampa 3D
Esportazione file VCarve Pro CRV da Aspire (solo vettori e percorsi supportati)
Esportazione modelli POV ray per il rendering
Controllo dello zoom con il pulsante centrale del mouse nella vista 3D
La differenza più immediatamente percepibile nell’aggiornamento ad Aspire 4 è la riorganizzazione dell’interfaccia. Le icone sono state suddivise in più efficienti gruppi e sezioni. L’albero dei componenti e l’elenco dei percorsi sono ora collocati nella parte inferiore dello schermo, per lasciare maggiore spazio per gli elenchi. Nell’aggiornamento si può verificare un certo disorientamento iniziale, ma tutti i test eseguiti durante la fase beta hanno confermato che l’attuale layout è più efficiente e produttivo. Il layer manager è ora collocato in una sua propria scheda, accessibile anche dalla scheda disegno, per offrire una migliore gestione. Sono state aggiunte nuove opzione per l’importazione e l’esportazione di file.
Per tutti gli appassionati di rendering, i modders, gli entusiasti del texturing, Allegorithmic rende disponibile Substance Designer 3 per uso non professionale al costo di 99€ + IVA. Il programma è tecnicamente identico alla versione commerciale, senza alcuna limitazione, e può essere utilizzato per qualsiasi scopo non-profit. Per tutti gli ordini evasi entro il 31 Dicembre, sarà inoltre fornita una libreria di ben 250 materiali parametrici Substance.
Pilgway, come sua tradizione, rende disponibile una speciale offerta per il suo prodotto di punta durante il Natale. Per gli ordini evasi sino al 7 gennaio, è disponibile uno sconto speciale di 50€ su 3DCoat. In più, l’aggiornamento alla versione 4, non appena disponibile, sarà gratuito per questi ordini.
Spesso gli operatori di sistemi CNC sono portati a pensare che le ragioni di una cattiva finitura siano imputabili a problemi hardware.
I regimi e gli avanzamenti erano corretti?
Gli staffaggi e la macchina sono sufficientemente rigidi?
Il mandrino gira in modo eccessivamente eccentrico?
La lubrificazione era adeguata?
L’utensile è del tipo giusto e correttamente affilato?
Queste sono le prime domande da porsi, ma la faccenda non finisce qui. Molti fattori influenzano la finitura della superficie, ed alcuni di questi dipendono più dal software CAD/CAM utilizzato che da motivi hardware. Ad esempio, le parti rappresentate nell’immagine presentano superfici sfaccettate. Questo è decisamente un problema software (anche se eccezionalmente una cattiva taratura di motori servo può produrre difetti similari).
Diamo un’occhiata più in profondità ad alcuni aspetti critici del software.
1) Tolleranza cordale
Il programmi CAD/CAM spesso simulano curve e superfici “morbide” con una serie di segmenti di linea. La rappresentazione del modello sullo schermo si avvale di tecniche antialiasing che sfruttano algoritmi supportati dal programma o dalla scheda grafica per rappresentare il modello nel modo migliore, ma internamente, in termini di dati geometrici disponibili, il modello viene discretizzato. Inoltre in generale la maggior parte dei controlli CNC è in grado di produrre solo linee ed archi, in contrasto con la moltitudine di tipologie di curve che possono esistere in un modello. Per queste ragioni è importante verificare le impostazioni della tolleranza cordale, considerando che in alcuni programmi questo parametro potrebbe essere definito con una terminologia diversa. Per comprendere la tolleranza cordale, pensiamo alla simulazione di un arco attraverso una serie di curve:
Nel disegno, i segmenti di linea (gialli) sono le corde dell’arco, da ciò il termine “tolleranza cordale”. Il criterio generale è quello di mantenere il valore di tolleranza cordale uguale o meglio ancora inferiore rispetto alla accuratezza della macchina.
I computer attuali sono estremamente potenti, e consentono di definire valori molto bassi di tolleranza cordale senza rallentare eccessivamente il calcolo. Se la tolleranza cordale è troppo elevata, si ottengono parti sfaccettate, come quelle rappresentate nell’illustrazione precedente.
2) Formato del file CAD
Strettamente correlato al problema della tolleranza cordale è il tipo di formato file utilizzato per importare il modello nel software CAM. Ad esempio, formati poligonali come il diffuso STL rappresentano le superfici 3D attraverso una moltitudine di piccole superfici triangolari. L’effetto nel contesto 3D è sostanzialmente analogo a quanto accade nel contesto 2D in relazione alla tolleranza cordale. Le considerazioni sono le stesse; la poligonizzazione deve dar luogo a poligoni di lato più piccolo dell’accuratezza della macchina per ottenere buoni risultati di finitura. Nota: anche utilizzando formati analitici (es. 3DM, Iges, Step etc.), la maggior parte dei programmi CAM all’atto dell’importazione del file converte comunque il modello analitico in un modello poligonale; di conseguenza è comunque necessario controllare come e con quali tolleranza tale poligonizzazione avviene. Un’eccezione a questo comportamento è rappresentata da SprutCAM, che effettua direttamente i calcoli su superfici e curve analitiche, senza poligonizzazione e senza errore cordale.
3) – 4) Passata laterale e strategie di lavorazione
Se è già abbastanza difficile ottenere buone finiture nelle lavorazioni 2,5D, ottenerle nelle lavorazioni 3D è ancora più difficile. Dopo tutto, in generale si utilizzano utensili sferici o raccordati per tentare di ottenere superfici levigate, ma ovviamente questi utensili producono inevitabilmente un più o meno marcato “effetto onda”, o meglio quello che tecnicamente viene definito “cresta”. In merito, ci sono almeno due importanti aspetti da tenere in considerazione nel progettare la lavorazione. Il primo è la passata laterale. Ci sono molti articoli sul web per approfondire i criteri di selezione di valori corretti per la passata laterale, ma questi sono i punti principali da considerare:
La passata laterale dovrebbe essere compresa tra 1/3 e 1/10 del diametro utensile
Utilizzare i valori superiori (da 1/5 a 1/3) per materiali morbidi, che non supportano elevati dettagli.
Utilizzare i valori inferiori (da 1/6 a 1/10) per i materiali più duri o per i materiali che possono supportare elevati dettagli.
Utilizzare l’utensile più grande possibile che permette di lavorare la geometria in oggetto.
Il secondo aspetto chiave è la strategia da utilizzare. In particolare, l’orientamento delle passate rispetto all’angolo di incidenza frontale e laterale dell’utensile è un elemento critico. Alcuni programmi (es. SprutCAM) consentono di utilizzare strategie composte che adeguano automaticamente la direzione delle passate al grado di inclinazione delle superfici.
5) Troppi movimenti!
L’insieme degli stratagemmi che a questo punto si possono adottare si riassume con il concetto di “aumentare”. Aumentare il numero di segmenti (riducendo la tolleranza cordale), aumentare il numero di triangoli nella poligonizzazione, aumentare il numero di passate (riducendo la passata laterale), aumentare il numero di strategie utilizzate…. aumentare… aumentare…
Questo è probabilmente il momento di rivelare il “lato oscuro” di tutto ciò. E già. Percorrendo questa strada si può infatti arrivare ad un punto in cui viene prodotto un numero eccessivo di comandi G-Code, e questo può essere controproducente. Il primo limite che viene in mente è la capacità del controller di processare una moltitudine di comandi. In particolare i vecchi controller possono gestire file di limitate dimensioni; ma in realtà, in questo momento stiamo parlando di altri problemi, persino più gravi. Infatti, la scarsa capienza del controller è una difficoltà in qualche modo risolvibile, ad esempio inviando il file in diverse parti. Quello che invece generalmente non si può fare è far funzionare il controller in modo più veloce. Inviando una serie eccessiva di movimenti, i controller iniziano a degradare le prestazioni. All’estremo, possiamo calcolare il minimo tempo che il controller impiega a processare un singolo movimento G01 lungo un segmento di linea. Sulla base di questo dato, possiamo stabilire la lunghezza al di sotto della quale il tempo necessario a percorrerla diviene inferiore al tempo di processo del controller. Al di sotto di questo limite, è possibile riscontrare dei problemi di degradazione del percorso di finitura. Il controller resta sempre più indietro ad ogni ciclo, è può bloccarsi.
Cosa fare per evitare troppi movimenti
Ci sono due possibili contromisure.,La prima è ovviamente aumentare le tolleranze, e fare alcuni esperimenti sulle parti curve per individuare parametri accettabili che consentano di realizzare una soddisfacente finitura. E’ necessario anche tentare di individuare i limiti del controller; che vengono raggiunti quando vengono prodotti così tanti dettagli che la superficie inizia a degradare. Queste informazioni sono ovviamente particolarmente importanti, e possono essere ottenute soltanto attraverso una serie di prove ed errori. E’ consigliabile tenere traccia delle prove effettuate e dei loro risultati; una volta scoperti i limiti del sistema, sarà possibile introdurre altre strategie per aggirarli.
La seconda cosa da fare è ottimizzare il G-Code all’interno di questi limiti. A questo punto emerge l’utile pratica di approssimazione agli archi (“Arc Fitting”). L’idea è selezionare una tolleranza, e combinare i segmenti di linea in archi, che approssimano la curva da seguire all’interno di quella specifica tolleranze. Si tratta di una sorta di tolleranza cordale all’inverso. Il risultato finale è molto meno sfaccettato, e il programma risulta molto più corto, e facile da eseguire per un povero vecchio controller. Per sfruttare l’approssimazione agli archi è necessario ovviamente che questa venga supportata dal software. Alcuni programmi CAM la prevedono di serie, e sono disponibili altri applicativi che la offrono come utility.
6. Lavorazione ascendente o convenzionale. Sfruttare la deflessione.
Gli operatori CNC ricevono spesso l’insegnamento di utilizzare sempre lavorazioni ascendenti, e questo è un peccato, poiché vi sono occasioni nelle quali le lavorazioni convenzionali producono risultati migliori. Non voglio elencare tutte le circostanze nelle quali questo avviene; questo sarà oggetto di un approfondito articolo separato, ma consideriamo almeno gli aspetti base. C sono due essenziali concetti riguardo alle prerogative peculiari delle lavorazione ascendenti o convenzionali.
La lavorazione ascendente richiede una forza di taglio inferiore. Questa è la ragione principale per la quale viene generalmente utilizzata per tutte le lavorazioni, incluse quelle di finitura.
La lavorazione convenzionale provoca una deflessione lungo il percorso, mentre la lavorazione ascendente provoca una deflessione lungo le parteti di taglio. Questo è il segreto per cui in alcune circostanze, la lavorazione convenzionale produce una finitura migliore.
Certamente, la questione è sottile. Con una forza di taglio inferiore, la deflessione è minore e non costituisce motivo di preoccupazione. D’altro lato, quando si osserva la parte con un angolo particolarmente obliquo, è possibile notare con sorpresa minute variazioni. Se l’utensile deflette verso la parte anche in maniera minima, produce inevitabilmente un effetto onda che può risultare visibile.
Il fatto è che ciascuna lavorazione è diversa, e questo fenomeno può accadere o meno. Io tendo sempre ad utilizzare la lavorazione convenzionale per le finiture, per poter sfruttare i vantaggi di una minore forza di taglio necessaria. Ma se la qualità di finitura è una necessità assoluta, allora è il caso di sperimentare anche la lavorazione ascendente e comparare i risultati.
7. Considerazioni tattiche sul percorso utensile: Approcci, ritrazioni, angoli, Dwell
L’ultimo punto di questo post riguarda alcuni aspetti della tattica, secondo il concetto per cui qualsiasi variazione nel percorso è un’occasione per creare problemi nella qualità di finitura. Ciascuno degli eventi elencati nel titolo del punto 7 è un elemento di disturbo per l’utensile, che può lasciare un segno nella finitura. Tutto ciò che può essere fatto per minimizzare le variazioni migliora la finitura. Ad esempio, i migliori programmi CAM non cambiano la direzione dei movimenti G01 durante il taglio. Tendono anzi a rendere più fluido il percorso includendo archi su ciascuno spigolo esterno. E’ sorprendente quanto ciò influenzi la qualità di finitura.
Nello stesso modo, entrando o uscendo da un contorno, dovremmo cercare di evitare movimenti perpendicolari alla parete, ma usare curve tangenti. Se è possibile allineare gli ingressi e le uscite tangenti ad uno spigolo, si otterrà la migliore qualità possibile.
Per alcuni programmi può essere complesso ottenere dei percorsi simili a quello rappresentato, ma vale la pena tentare di produrli.
Sono molto orgoglioso di annunciare che ShareMind ha siglato un importante accordo di distribuzione per l’Italia dei prodotti Allegorithmic. Mi ero imbattuto in questa dinamica software house nel 2009, alla ricerca di soluzioni innovative per la creazione di materiali di rendering. Il loro prodotto di punta dell’epoca, MapZone, mi aveva entusiasmato. Usando questo eccellente applicativo parametrico e non lineare, avevo sviluppato parecchi materiali per Maxwell Render, conquistando per un certo periodo il primo posto, con il nickname Artaud, nella classifica degli sviluppatori certificati. Dall’evoluzione di MapZone nasce la suite Substance. Il nome è significativo, e segna di fatto il superamento del concetto di materiale, sostituito, con un’accezione più ampia, da quello di sostanza. Le Sostanze Allegorithmic, con un implicito riferimento ai misteri dell’alchimia, sono dinamiche, cangianti, miscelabili tra loro, ed attraverso un’intricata trama di parametri, filtri, controlli, possono dar luogo ad infinite combinazioni.
Con ben 12 diversi prodotti, Allegorithmic si rivolge non soltanto agli architetti e designer alle prese con impegnativi rendering ed animazioni, ma soprattutto agli artisti 3D, agli sviluppatori di nuovi contenitori e contenuti digitali e challenging on-line games.
E non è finita. Le Sostanze, oltre a poter essere impiegate per produrre accattivanti immagini e filmati, grazie ad un potente controllo delle mappe Normal e Heigh, possono venire congelate attraverso appropriati programmi in bassorilievi 3D, lavorabili con sistemi CNC, router e pantografi a controllo numerico per ottenere modelli fisici. Ad esempio, per realizzare stampi replicare per pellami, legno, mattoni, tegole, pietre… ma anche monili, decorazioni, gioielli…
Le applicazioni sono davvero notevoli.
SprutCAM 8 è un’applicazione per Windows 64 bit. E’ noto che le applicazioni a 32 bit non possono accedere ad oltre 2Gb di RAM. La nuova versione SprutCAM 8 offre una valida implementazione della tecnologia 64 bit per affrontare modelli complessi con migliaia di superfici, che danno luogo a milioni di linee di codice NC.
In aggiunta, il team di sviluppatori di SprutCAM hanno sfruttato la tecnologia Multithread per ottenere una parallelizzazione nei calcoli che consente di trarre vantaggio dai processori multicore, riducendo significativamente i tempi di calcolo. Nella versione 8 è infine in corso di sviluppo una tecnologia che consente di sfruttare le capacità di calcolo delle moderne GPU, che contengono migliaia di unità di calcolo, utilizzabili per migliorare ulteriormente le prestazioni del sistema.
Nuovo sistema di installazione On-Line
SprutCAM 8 viene ora reso accessibile con una nuova tecnologia di installazione. Il nuovo installer online “SCSetup.exe” effettua la scansione del server web SprutCAM per individuare i moduli disponibili e li scarica. Sono disponibili varie opzioni, e la possibilità di installare solotano i moduli necessari, evitando gli altri (che non vengono scaricati). Le successive installazioni usano i moduli precedentemente scaricati, per accelerare il processo di installazione. Il nuovo procedimento è particolarmente orientato allo sviluppo di soluzioni personalizzate da parte dei distributori di SprutCAM, che si distinguono per la traduzione, i tutorial, le guide, gli schemi di macchine e postprocessor a corredo. Naturalmente, in alternativa è disponibile la classica versione dell’installazione da disco, sempre con personalizzazioni del distributore locale. Nel tempo, verranno aggiunte funzionalità ed aggiornamenti al programma SCSetup online.
Interfaccia aggiornata
SprutCAM 8 da il benvenuto ai suoi utenti con una pagina che contiene i collegamenti rapidi ai nuovi progetti, ai lavori completati, ai lavori in corso e ad una serie di altri utili elementi. Le Notizie Online permettono di restare sempre in contatto sia con le novità di Sprut Technology, sia con quelle del proprio distributore. Queste informazioni non annoiano e non sono persistenti: la pagina scompare non appena si inizia il lavoro.
Il pannello strumenti è stato ridisegnato, e collocato interamente nella parte superiore dello schermo, anzichè essere suddiviso in due pannelli come in precedenza. Questo riduce gli spostamenti del mouse necessari ad accedere alle varie funzioni. Il nuovo pannello strumenti include anche nuovi, estensivi messaggi di suggerimento particolarmente utili per i nuovi utenti.
Il nuovo pannello è quello migliore tra quelli sino ad ora realizzati da Sprut Technology.
SprutCAM 8 usa nuove finestre di dialogo per l’apertura e il salvataggio, che consentono di vedere l’anteprima dei progetti.
Interazione con i sistemi CAD
Anzichè proporre diverse versioni “plug-in”, che a scapito della comodità di connessione con uno specifico sistema CAD ne sacrificano la flessibilità nell’utilizzo e negli aggiornamenti, SprutCAM 8 supporta in modo diretto oltre 20 interfacce verso i più diffusi sistemi CAD (naturalmente, nelle versioni più recenti). Come nota speciale, SprutCAM è dotato anche di un’interfaccia verso FreeCAD, un potente CAD gratuito. SprutCAM usa FreeCAD per importare geometrie nel formato STEP. Quando viene importato un file “*.stp” per la prima volta, SprutCAM effettua il download di FreeCAD, e le volte successive l’importazione STEP resta disponibile senza alcun costo per l’utente.
Nuovo metodo di definizione del grezzo.
Gli sviluppatori di SprutCAM hanno sempre cercato di evitare la duplicazione di funzionalità proprie dei sistemi CAD, ma alcune funzioni sono particolarmente utili nella creazione del grezzo di lavorazione. Per grezzi da fusione o forgiati la forma del grezzo è simile a quella del modello finale, con un sovrametallo di un certo spessore. Naturalmente è sempre possibile modellare la forma del grezzo in modo dettagliato con qualsiasi sistema CAD 3D, ma per i grezzi da fusione questa funzione, supportata da SprutCAM 8 è più rapida.
Supporto di nuovi tipi di macchina
Non ci sono limiti nei tipi di macchina supportati. SprutCAM 7 utilizzava già schemi cinematici 3D di nuova generazione, che non ponevano limiti al numero e al tipo di assi ed utensili supportati. SprutCAM 8 estende queste capacità introducendo nuovi schemi per i robot industriali.
Ulteriori passi in avanti rispetto alle macchine sono stati compiuti con il supporto del multitask machining (MTM), macchine con diversi utensili gestiti da differenti controlli NC. SprutCAM 8 permette la programmazione multitask di centri di tornitura con mandrino contrapposto (due grezzi nella stessa area di lavoro), per i quali viene anche gestito il carico/scarico pezzo.
Nuove funzionalità nelle lavorazioni a 5 assi
Sprut Technology continua ad investire nello sviluppo di tecnologie di lavorazione a 5 assi, per rispondere alle esigenze espresse dai clienti.
Nel calcolo del percorso utensile, SprutCAM 8 considera i limiti delle possibili transizioni degli assi rotanti. Se una transizione su un asse raggiunge il limite, l’utensile viene retratto, e gli assi della macchina transitano verso una posizione che consente la successiva prosecuzione della lavorazione. Se i limiti impediscono la lavorazione diun certo elemento del percorso questo elemento viene escluso, e la transizione viene effettuata oltre una superficie di sicurezza, che può essere un piano, una sfera o un cilindro.
La successiva implementazione riguarda la gestione delle repliche del percorso utensile. La precedente opzione per effettuare le repliche attorno agli assi della macchina è stata molto popolare. ma questa opzione non può essere utilizzata nella modalità TCPM (tool central point managemente mode), che supportata da un gran numero di moderne macchine. La nuova opzione di gestione delle repliche opera all’interno della modalità TCPM.
SprutCAM 7 aveva due distinte lavorazioni di foratura: forature semplici e forature 5D. SprutCAM 8 utilizza soltanto una lavorazione di foratura che copre entrambe le precedenti funzioni. Per compatibilità con i vecchi postprocessor la lavorazione di foratura ha l’opzione “Usa il vecchio formato cicli (Cycle)”. La nuova lavorazione supporta l’ordinamento dei fori da lavorare per piani, minima rottura trucioli ed altre.
Simulazione della macchina
La restrizione relativa alle lavorazioni di tornitura successive a lavorazioni di fresatura è stata rimossa. SprutCAM 8 simula questo tipo di lavorazioni esattamente come accadono su macchine reali.
Il controllo collisioni è stato potenziato, per gestire le collisioni tra diversi elementi della macchina tra loro, con l’utensile o con la parte. Quando viene rilevata una collisione, gli elementi coinvolti vengono evidenziati e le corrispondenti linee del programma vengono marcate con punti esclamativi rossi.
Sono stati implementati nuovi meccanismi per il controllo dei tallonamenti. Quando l’utensile penetra nella parte ad una profondità superiore a quella consentita, la corrispondente linea di programma viene marcata con un punto interrogativo rosso. Se è attiva l’opzione “Arresta su errore”, la simulazione si interrompe.
Definizione interattiva degli approcci nelle lavorazioni di contornatura
La definizione degli approcci nelle lavorazioni di contornatura è stata potenziata. Ora è possibile definire gli approcci direttamente nella finestra grafica, con la possibilità di specificare valori esatti. L’apporccio è possibile anche da posizioni arbitrarie.
Lavorazione rotativa
La lavorazione rotativa ora è possibile anche con l’asse dell’utensile parallelo all’asse di rotazione. Per attivare questa modalità è sufficiente impostare l’angolo laterale a 90°. Questo approccio permette di generare un semplice percorso utensile anche su macchine a 3 assi sfruttando la lavorazione rotativa. Come vantaggio rispetto alla sgrossatura a livelli, questo sistema consente di lavorare anche sottosquadri, e di generare percorsi elicoidali.
Tornitura con asse B
La tornitura con asse B permette di lavorare elementi difficili da raggiungere con una singola lavorazione, controllando in continuo l’asse B durante il transito lungo il contorno. Questo approccio riduce il numero di cambi utensile, incrementando l’efficienza della macchina. Il percorso è calcolato usando un contorno definito dall’utente, e il valore dell’asse B in ciascun punto del contorno. L’utente può specificare un qualsiasi numero di valori dell’asse B, che possono essere impostati su posizioni arbitrarie lungo il contorno.
Lavorazioni di elettroerosione 2D e 4D
Il processo per la creazione di lavorazioni di elettroerosione è stato significativamente migliorato. Ora è totalmente interattivo e permette l’inserimento di misure ed angoli direttamente nella finestra grafica.
Firma digitale
Postprocessor, schemi macchina, traduzione e materiali per la formazione sono ora crittografati. Questo consente ai distributori di fornire versioni del programma e moduli personalizzati, protetti da copyright e da copia illegale, e di diffondere i loro prodotti attraverso il web market di Sprut Technology.
