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PDF共同設計で最初から期待通りの金型を製作

CADCAMサービスを主業務とする創業間もないDevonのDeltaCADは、最近金型製造会社Casting Support Systemsとの協同プロジェクトを通じて、業界屈指の航空機メーカに炭素複合材座席シェルのアルミ製金型を提供しました。燃料価格の不安定さ故、航空機産業では軽量化が最優先され、特に座席の軽量化は、航空機の耐用期間中の燃料消費とCO2放出を大幅に削減する効果があります。1キログラムの軽量化が、航空機の運用費用に響いてくる世界なのです。

DeltaCADは2010年に、CAD/CAMと金型設計の深い経験を持つ設計エンジニアDean Challisによって設立されました。DeltaCADは、設計と製造に関する2次元図面、3次元モデリング、CAMプログラミングの幅広いサービスを提供しています。

"DeanとVISIの組み合わせは多くの要望を生み出し、実際我々の期待を超えていました。Veroは複雑な金型の設計製造のために、強力で費用対効果のあるソリューションを提供してくれました。”

James Head

今回のプロジェクトでは、Unigraphics NXのCADデータとして顧客から提供されたモデルの部品解析と金型設計は、Vero SoftwareのVISIモデリングを使って行なわれました。Dean Challisは説明します。「VISIは、外部から取り込んだデータの取り扱い、特にモデルを作成した後の加工要件がはっきりしない場合に大変柔軟性があります。部品を加工できるようにするには、対話操作を通じてモデルに適切な変更を加えることが重要です。特殊な部品の取り扱いに関しては、最初に設計チームからの許可を受けた上で、アンダーカット領域を取り除き、鋭角の稜線部分にブレンドRを加えて金型を修正します。通常ブレンド作成は大変複雑な作業で、しばしばモデルを曲面に分解して手動でモデルの修正を行なう必要があります。VISIには、ソリッド環境とサーフェス環境を切り替えるための大変強力な機能が備わっており、これによりVISIでは他のCADシステムでは難しい複雑なモデル変更を、簡単に行なうことができます。」

金型製造は鋳造、樹脂成形、ガスタービン業界に大型の金型を供給しているCasting Support Systemsが行いました。しかしCasting Support Systemsは、兄弟会社であるVersa-toteと共に、ヨーロッパ中の配送と保管施設用の回転可能搬送箱の設計製造の先駆者でもあります。

全ての工具軌跡はVISI Machiningを使って作成され、アルミ製金型はXYZ 1060 高速切削縦型マシニングセンター、Siemens 840D ShopMill コントローラ、そしてアルミの様な軟削材を加工するWNTカーバイドエンドミルを用いて加工が行なわれました。この工具を使って、1.5 x D(工具径)の切込み深さでの高速切削が可能でした。これは従来の金属製切削工具の2倍に当たります。工具寿命は約3,000時間です。

複数の曲面から構成される金型全体の加工と組み立てには、9日しか掛かりませんでした。これは、VISIで作成した最適化された工具軌跡を使用したのと同時に、複数のジョブを実行したお陰でした。Casting Support Systemsの金型現場主任Sam Coxは説明します。「複雑な金型は往々にして多くのインサートを含んでおり、段取り時間が実際のCAM稼動時間に比べ不釣合いな状態になります。この課題を克服するために、単一データムの回りに異なる多くのジョブを設定し、完全自動で昼夜加工を行っています。加工は最適な加工速度で行なわれますが、昼夜運転の場合は工具寿命を考慮して速度を落とします。我々はVISIを使用して実際の加工時間を正確に予測し、それに応じて加工データを作成しています。通常、昼夜運転加工時間は最大14時間です。」

使用した炭素繊維素材は、エポキシ樹脂で不活性化された 2 x 2 の綾文様繊維で、樹脂にも依りますが、金型温度が120度から140度に達すると約1時間以内に樹脂は硬化します。そこで金型をできるだけ素早く冷却し、金型の上半分を取り除いて炭素繊維成形のために金型を露出させます。高張力、軽量、低熱膨張の性質を持つ炭素繊維は、航空機、土木、軍事、競技会で幅広く利用されています。

組み立てが終わり、複数のインサートを持つ金型全体は、積層と生産のために顧客の元に送られました。重量がたったの 5.25 lbs(約2.4Kg)である最終炭素繊維部品(700mm x 680mm x 460mm)にはパーティングラインが見当たらず、最初からうまく行きました。

Casting Support Systemsは既に社内にCAD/CAMを配備していましたが、取締役 James Head は外部の設計の専門家 DeltaCAD を利用することで効果が上がり、VISI Machining の能力を最大限利用できた、と述べています。「DeanとVISIの組み合わせは多くの要望を生み出し、実際我々の期待を超えていました。Veroは複雑な金型の設計製造のために、強力で費用対効果のあるソリューションを提供してくれました。」

 

ユーザー情報:

会社名: DeltaCAD Ltd

Webwww.deltacad.co.uk

 

導入効果:

  • 非ネイティブCADデータに対する柔軟性のあるソリッド / サーフェス環境
  • 設計段階での正確な部品解析
  • VISI MachiningとXYZ 1060 VMCの組み合わせで、安全で一貫性のある完全自動加工
 
コメント:

「DeanとVISIの組み合わせは多くの要望を生み出し、実際我々の期待を超えていました。Veroは複雑な金型の設計製造のために、強力で費用対効果のあるソリューションを提供してくれました。」

James Head

 

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