FORCE nella pratica

Premium AEROTEC
Premium AEROTEC è uno dei leader mondiali nello sviluppo e nella produzione di strutture e sistemi di produzione per aeromobili civili e militari. Con stabilimenti a Augsburg, Brema, Amburgo, Nordenham, Varel e Braşov (Romania), i principali fornitori europei dell'aviazione sviluppano e producono, per l’intera famiglia Airbus, strutture aeronautiche di ultima generazione, in alluminio, titanio e fibra di carbonio. L'azienda è un partner chiave nello sviluppo e nella produzione del modello A350 XWB, oltre a fornire componenti per il Boeing 787 'Dreamliner', l’Eurofighter Typhoon e l’Airbus A400M, aereo da trasporto militare per carichi pesanti. Premium AEROTEC è stata fondata nel gennaio 2009, con la fusione dell'impianto EADS di Augsburg con gli impianti di Airbus Germania di Nordenham e Varel. Sotto la direzione del Gruppo Airbus, la sede principale della società si trova ad Augsburg. Qui, circa 4.000 persone sono impiegate in particolare nella fabbricazione e assemblaggio di parti di fusoliera e componenti strutturali pesanti per programmi militari e civili, utilizzando strutture leggere ibride, tecnologie in fibra di carbonio, processi di infusione e tecniche di costruzione a sandwich.

La simulazione NC previene le collisioni macchina
Per garantire la qualità delle superfici e le tolleranze del pezzo richieste, nell’area produttiva di Premium AEROTEC vengono utilizzate tecniche di lavorazione del materiale ad alte prestazioni.
Queste tecniche devono soddisfare la richiesta di qualità, senza scarti o lavorazioni ripetute dei componenti. Devono inoltre ridurre al minimo l'usura delle macchine e degli utensili da taglio, ridurre al minimo i tempi di fermo macchina, ed essere molto efficienti anche con componenti complessi in piccoli lotti; in altre parole, devono essere veloci, precise, affidabili e riproducibili: senza compromessi. Naturalmente, queste sono situazioni familiari a molte aziende produttive del settore aerospaziale, dove la sicurezza e la protezione delle macchine utensili sono fondamentali per soddisfare gli obiettivi delle consegne in corso. Per garantire tutto ciò, la società ha inserito come elemento integrante nei propri processi produttivi, fin dal 1991, VERICUT, software di simulazione NC standard per il settore. L'obiettivo principale è evitare le collisioni della macchina utensile, sia con i componenti strutturali della macchina, che con il grezzo in lavorazione e con i sistemi di staffaggio.

VERICUT® e AUTO-DIFFTM
VERICUT è stato scelto per verificare il codice NC, che genera i percorsi di fresatura per le macchine utensili, e in 26 anni di utilizzo ha più che dimostrato il suo valore. "Oggi le prove in macchina non sono più necessarie. Nessun programma NC va in macchina senza essere stato prima testato in VERICUT, " affermano Werner Flagner e Michael Hoffmann, sotto la cui supervisione più di 30 operatori di Premium AEROTEC lavorano con VERICUT. Il principale software indipendente di simulazione e ottimizzazione NC, VERICUT di CGTech simula l'intero processo di produzione CNC, indipendentemente dalla macchina, dal controllo numerico e dai sistemi CAM coinvolti, e verifica il programma NC prima che venga eseguito nella macchina reale. Più di 25 diversi centri di lavoro impiegati presso Premium AEROTEC sono simulati con VERICUT. AUTO-DIFF è un modulo VERICUT molto importante nello stabilimento di Augsburg. Fornisce un'identificazione automatica delle difformità tra il modello CAD e il pezzo simulato da VERICUT. Con questo modulo, chiunque sia coinvolto nel processo di produzione può rilevare punti che sono stati processati in modo errato o errori nella programmazione. “È lo strumento ideale, particolarmente importante quando si tratta di componenti estremamente costosi e si è anche dimostrato indispensabile in termini di misurazione,” dichiara Werner Flagner. “AUTO-DIFF aiuta ad abbreviare i tempi di programmazione e accelerare l'intero processo,” aggiunge Michael Hoffmann.

Massima velocità operativa sicura
Dato l'elevato tasso di rimozione del materiale, fino al 98%, è possibile ottenere anche una riduzione dei tempi di produzione (incluso set-up, movimentazione pezzi, misurazione, produzione)? Esistono diversi approcci per migliorare l'efficienza della lavorazione.
Tra questi un’unica lavorazione che integra le diverse fasi di lavorazione. Idealmente, un unico e completo processo di lavorazione riduce gli errori di posizionamento o danni ai vari componenti durante la movimentazione manuale. Strategie di ottimizzazione delle lavorazioni e nuove macchine utensili con moderni utensili da taglio hanno le potenzialità per aumentare le velocità di taglio, i volumi di materiale rimosso e migliorare le qualità delle lavorazioni, aumentando allo stesso tempo vita di macchina e utensili. Tuttavia, la sicurezza e la affidabilità dei processi rimangono requisiti indispensabili nella produzione, e questo è il motivo per cui Premium AEROTEC ha adottato il nuovo modulo basato sulla fisica, FORCE di CGTech, per aumentare l'efficienza mantenendo l'affidabilità operativa.

Unico sul mercato: FORCE
FORCE è il punto di arrivo dello sviluppo congiunto di CGTech e UTC (United Technologies Corporation). Metodo di ottimizzazione scientifico basato sulla fisica, FORCE è un modulo del software VERICUT, che utilizza parametri fisici noti per determinare la massima velocità di avanzamento affidabile per una data condizione di taglio, sulla base di quattro fattori: forza sul tagliente, potenza del mandrino, massimo spessore del truciolo e massima velocità di avanzamento consentita. Calcola le velocità di avanzamento ideali analizzando la geometria e i parametri dell'utensile, le proprietà del materiale del tagliente, la geometria del profilo del tagliente e le condizioni di contatto blocco per blocco di VERICUT. Luca Mozzoni, Managing Director di CGTech S.r.l. spiega: “Si fa riferimento ai parametri Angolo d’Elica (GAMP/FHA) e Angolo di Spoglia (GAMF) del tagliente, così come alla forma geometrica generale dell’utensile. Importante è il tipo di materiale – metallo duro o acciaio super rapido HSS – e il carico di rottura dell’utensile. I picchi di carico vengono visualizzati nei grafici di FORCE, e possono essere analizzati e ridotti per uniformare il carico e rendere l'azione di taglio meno "stressante" sia per l'utensile, che per il pezzo in lavorazione e per gli elementi della macchina utensile.”
Come altro vantaggio FORCE non ha bisogno di riscontri da parte dell'utente; si ottimizza esclusivamente in base ai valori determinati. Allo stesso modo, non sono necessari complicati test software. Prosegue l’ing. Mozzoni: "La questione non riguarda le strategie di fresatura dei programmi esistenti. Nessun percorso utensile deve essere modificato. FORCE semplicemente divide, o suddivide, il percorso per inserire gli avanzamenti calcolati. Tutto è regolato dall'avanzamento e perciò la traiettoria non viene alterata."

Riduzione del 22% ad oggi
Premium AEROTEC ha davvero guadagnato fin da subito con la nuova soluzione FORCE. I risparmi raggiunti finora sono circa il 22% di riduzione nel tempo ciclo della macchina con programmi ottimizzati da Force, e un considerevole miglioramento nella vita dell'utensile. L’ing. Mozzoni anticipa ulteriori benefici per il futuro: “"FORCE è estremamente adatto per materiali difficili da lavorare e per complesse operazioni multiasse. Due situazioni in rapida crescita d’utilizzo, non solo nel settore aerospaziale, ma in tutte le industrie della meccanica di precisione. FORCE è il software più innovativo attualmente disponibile per migliorare l’efficienza di produzione.”