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Compensazione del ritorno elastico nelle superfici CAD degli stampi

Il morphing globale delle superfici offre enormi risparmi di tempo nel tryout degli stampi


Dopo la deformazione delle lamiere, le caratteristiche del materiale ne causano un ritorno elastico. In genere si cerca di compensare questo effetto nello stampo: il pezzo viene inizialmente realizzato con una geometria “sbagliata” per poi arrivare, grazie all'azione del ritorno elastico, alla forma desiderata. La compensazione meccanica ottenuta attraverso la lucidatura dello stampo richiede tuttavia tempi molto lunghi, mentre la tecnologia di morphing globale delle superfici CAD consente di arrivare molto più velocemente alla geometria desiderata.

Nella tecnologia di morphing del sistema CAD vengono usate regole di deformazione che possono essere ricavate da un sistema di simulazione, da misurazioni fisiche, dalla scansione di parti di lamiera o dall’esperienza dell’operatore. Tebis deforma tutte le superfici interessate in modo completamente automatico compensando il ritorno elastico. Le caratteristiche qualitative delle superfici, come la segmentazione, il grado polinomiale e le transizioni, vengono adattate in modo ottimale alle specifiche di deformazione. Le funzioni di analisi indicano quindi l’aderenza o meno alla norma e la qualità delle superfici deformate.


La riduzione dei cicli di correzione in fase di tryout comporta un enorme risparmio di tempo

In Tebis, tutte le misure di morphing sono riproducibili e possono essere ottimizzate. Quando si inizia a utilizzare la compensazione del ritorno elastico in ambiente CAD, a ogni progetto si aggiungono elementi nuovi e, con il tempo, si riesce a velocizzare sensibilmente i cicli di correzione.  Nella definizione delle regole di morphing, l’utente suddivide il set di dati della superficie in tre aree:

  • Area senza morphing, che non presenta alcun ritorno elastico (verde)
  • Area con morphing, in cui è richiesta una compensazione del ritorno elastico (blu)
  • Area di transizione (gialla)

A ognuna di queste aree viene assegnata una propria tolleranza, che definisce la deviazione massima accettabile tra la superficie risultante effettiva e il risultato ipotizzato nella regola di deformazione.

Le superfici CAD deformate possono essere subito utilizzate nella progettazione delle superfici attive (vedere Progettazione di superfici attive) e degli stampi.


Morphing globale di modelli di superficie CAD basato su regole di deformazione

Tebis offre diverse possibilità per definire le regole di deformazione, che possono anche essere liberamente combinate.

Dai sistemi di simulazione

I sistemi FEM specializzati nella simulazione della deformazione delle lamiere simulano il ritorno elastico e prevedono determinate regole di compensazione, ad esempio con l’uso di due mesh triangolari. Tebis utilizza queste regole per deformare in modo completamente automatico l’area interessata della superficie attiva dello stampo.

Dall'esperienza

Se l'esperto sa che la lamiera avrà un ritorno elastico e sa come procedere per la sua compensazione, può definire in Tebis la regola di morphing più opportuna usando una coppia di superfici sostitutive (visibili sullo sfondo) che rappresenti la deformazione desiderata. Le regole possono anche essere specificate in termini di vettori e rotazione. 

Dal controllo dimensionale di parti di lamiera

Tebis acquisisce i punti di misura rilevati sul pezzo di prova dopo il ritorno elastico, calcola le distanze rispetto al componente desiderato e compensa automaticamente le superfici CAD nello stampo.

Dalla scansione di parti di lamiera

Il confronto tra il componente di lamiera scansionato e le superfici CAD dello stampo mostra i punti in cui avviene il ritorno elastico. Per definire la regola di deformazione si utilizzano le mesh risultanti dal processo di scansione. Inoltre, le parti in lamiera scansionate possono essere velocemente convertite in superfici attraverso un semplice processo di reverse engineering (vedere la sezione sul reverse engineering di Tebis).


Morphing di superfici di rivestimento esterne basato sui risultati di deformazioni simulate

Tebis permette di importare le previsioni relative al ritorno elastico attraverso le interfacce dei sistemi di simulazione e di deformare automaticamente le superfici CAD. Quanto migliore è la qualità delle superfici di origine, tanto migliori saranno anche le superfici deformate risultanti. Tebis offre un pacchetto di funzioni completo per l’analisi e l’ottimizzazione delle superfici CAD prima e dopo la compensazione.

 

 

Tebis acquisisce i dati per la compensazione del ritorno elastico dal sistema di simulazione e deforma le superfici di Classe A del rivestimento esterno

L’andamento delle linee di riflessione evidenzia l’alta qualità delle superfici deformate


Morphing di parti di lamiera in base a punti di misura

Tebis acquisisce i punti di misura rilevati sul pezzo di prova dopo il ritorno elastico, calcola le distanze rispetto alla geometria desiderata e compensa automaticamente l’intero componente di lamiera.

 

 

Tebis calcola automaticamente i valori locali richiesti per la compensazione del ritorno elastico in base alle coordinate dei punti di misura e deforma di conseguenza l’intero componente di lamiera.

Nell’analisi delle distanze, le aree invariate vengono rappresentate in verde, mentre le aree deformate appaiono in varie tonalità di blu e rosso.


Vantaggi della compensazione del ritorno elastico delle superfici attive

  • La minore esigenza di interventi di rettifica e il minor numero di cicli di correzione in fase di tryout si traducono in un enorme risparmio di tempo
  • Tutte le operazioni di deformazione eseguite per la compensazione del ritorno elastico sono riproducibili e possono essere ottimizzate. A ogni progetto si acquisiscono elementi nuovi e i risultati migliorano continuamente
  • Tempi di calcolo brevi
  • Tutte le regole di deformazione possono essere combinate tra loro
  • Le superfici CAD deformate possono essere subito utilizzate per la progettazione delle superfici attive e degli stampi

 


Cosa dicono i nostri clienti

Con la nostra nuova struttura organizzativa, e con l’uso della soluzione per la deformazione di superfici e delle funzioni di analisi e ottimizzazione di Tebis, siamo riusciti ad avere un controllo ottimale sul ciclo di correzione. Abbiamo conseguito risultati positivi in tutte le aree: i componenti arrivano alla macchina in tempi più brevi, i dati CAD e i programmi CNC possono essere aggiornati più facilmente e la qualità delle superfici è ulteriormente migliorata.

Florian Schulze, responsabile del centro di competenza per i dati di fresatura, Volkswagen AG

Oggi, con il software di deformazione Tebis riusciamo a completare in un giorno processi che in passato richiedevano un’intera settimana, con una notevole riduzione anche delle riprese manuali.

Björn Wind, team leader per la preparazione della lavorazione e la produzione CNC, Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH

 


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La deformazione della lamiera si evolve: automazione completa all’insegna dell’Industria 4.0

Tebis ha sviluppato processi efficienti gestiti via software pensati appositamente per il settore degli stampi lamiera, che consentono di automatizzare la produzione dei piccoli pezzi e di realizzare superfici di Classe A. Entrambi i processi permettono di ridurre apprezzabilmente le spese di produzione grazie non solo alla standardizzazione, ma anche al know-how acquisito dai singoli collaboratori.

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