ESTUDO DE CASO

Maquinação CNC precisa de modelos 3D avançados

O centro de maquinação Lambda GT da FANUM está equipado com a Siemens totalmente digital Sistema de controlo numérico SINUMERIK ONE. Oferece excelente desempenho sempre que é necessário um elevado nível de estabilidade e precisão de maquinagem em todas as condições de carga da máquina CNC.

A FANUM é um fabricante europeu líder de máquinas CNC para processamento de materiais como madeira, plásticos e alumínio. A empresa oferece dezenas de tipos de máquinas adaptadas às necessidades dos clientes. Estas máquinas são amplamente utilizadas na produção de produtos especializados, componentes de mobiliário, bem como casas e estruturas de madeira. O principal produto da Fanum é o tecnologicamente avançado Centro de maquinação de cinco eixos Lambda GT.

Construção do dispositivo e da sua aplicação

O centro de maquinação Lambda GT produzido pela FANUM foi concebido para maquinação complexa de componentes espaciais. A máquina permite a fresagem CNC precisa dos modelos utilizados na produção de elementos laminados, moldes de injecção e moldes de fundição. Permite a maquinação 3D num sistema interpolado de cinco eixos de materiais como madeira e materiais à base de madeira, plásticos, compósitos poliméricos, laminados, resinas e alumínio. Pode ser usado tanto para maquinagem pesada como para processar vários tipos de moldes e modelos 3D feitos de materiais macios e leves, como espuma de poliuretano ou poliestireno.

“O centro de maquinação Lambda GT é utilizado para fresagem CNC precisa. Os nossos clientes utilizam-no, entre outras coisas, para fresar modelos de fundição 3D, fabricar moldes para termoformagem no processamento de plásticos e trabalhar com laminados GRP utilizados na produção de aeronaves, carros e barcos,”
explica Szymon Skorupski, Chefe do Departamento de Vendas da FANUM.

O centro de maquinação Lambda GT permite a maquinação 3D num sistema interpolado de cinco eixos numa vasta gama de materiais — de madeira e laminados a metais como o alumínio.

Componentes importantes da máquina-ferramenta incluem a cabeça de fresagem, a mesa de trabalho e o pórtico móvel. A máquina não requer compartimentos de proteção adicionais.

A Lambda GT é uma fresadora CNC de cinco eixos com uma base pesada que serve de base para a mesa de trabalho e o sistema cinemático do portal que suporta a cabeça de fresagem. É construído como um pórtico espacial integrado duplo, acionado por dois servomotores sincronizados localizados em ambos os lados da mesa da máquina. Um elemento-chave da máquina-ferramenta é a tabela acima mencionada, cujo tamanho pode variar dependendo da aplicação, variando de 3×2 m até 20×3 m. Outro componente importante do dispositivo é o pórtico móvel com um curso do eixo Z que varia de 700 mm a 1500 mm.

A FANUM tem muitos anos de experiência na concepção deste tipo de equipamento. Ao longo de mais de uma década, este tipo de projeto de centro de maquinação provou ser altamente eficaz na produção de modelos de fundição, perfis de alumínio de grande porte e na maquinação composta. A máquina é adequada sempre que um design aberto e a facilidade de carregar e descarregar a mesa de trabalho são importantes.

“O Lambda GT está equipado com um pórtico duplo móvel, que garante uma rigidez incomparável e uma estrutura compacta. Como resultado, a máquina não requer compartimentos de proteção adicionais. Estas características de design funcional são particularmente importantes na maquinação de modelos altamente precisos e complexos feitos de materiais duros,”
enfatiza Wojciech Wójcik, co-proprietário da FANUM.

SINUMERIK ONE e o gémeo digital

O centro de maquinação Lambda GT foi equipado com o mais recente sistema de controlo numérico Siemens totalmente digital. SINUMERIK ONE, o controlador PLC SIMATIC S7-1500F e os sistemas de acionamento SINAMICS S120 são responsáveis pelo controlo abrangente da máquina, execução de programas de maquinação tecnológica e garantia da segurança das máquinas-ferramenta, cumprindo simultaneamente os padrões modernos de digitalização da produção.

O sistema de controlo numérico SINUMERIK ONE da Siemens estabelece um novo padrão no mundo cada vez mais digitalizado do fabrico CNC. O nosso cliente, uma empresa internacional do sector da tecnologia de metrologia sediada no Reino Unido, não teve dúvidas durante o processo de prototipagem, configuração e aquisição de uma nova máquina-ferramenta para fins de investigação e desenvolvimento de que o SINUMERIK ONE era o sistema de controlo capaz de satisfazer todos os requisitos tecnológicos.

Szymon Skorupski, Chefe do Departamento de Vendas, FANUM

Uma característica fundamental da solução fornecida pela FANUM não é apenas o processo de maquinagem preciso assegurado pelo Lambda GT, mas também a capacidade de usar simulações avançadas já na fase de preparação do programa tecnológico. Graças à funcionalidade do software e à excelente integração do software de medição com o Sistema de controlo SINUMERIK ONE, é possível implementar uma vasta gama de ciclos de medição, bem como criar novos.

“O programa de maquinação está preparado em software CAD/CAM. O cliente tem então a possibilidade de verificar o processo de maquinagem e o comportamento da máquina através de simulação no ambiente virtual do gémeo digital da máquina-ferramenta. Se forem necessárias correções no programa de maquinação, o gémeo digital permite uma simulação remota precisa do desempenho do programa e das alterações introduzidas,”
— explica Wojciech Wójcik.

O centro de maquinação Lambda GT utiliza uma gama de soluções Siemens, incluindo sistemas de acionamento SINAMICS S120, o computador industrial SIMATIC NANO BOX PC e fontes de alimentação estabilizadas SITOP.

O dispositivo utiliza o sistema de controlo numérico SINUMERIK ONE totalmente digital, que se mostra eficaz sempre que é necessário um elevado nível de estabilidade e precisão de maquinagem.

O sistema SINUMERIK ONE, o controlador PLC SIMATIC S7-1500F e os drives SINAMICS S120 são responsáveis pelo controlo abrangente da máquina e pela execução de programas de maquinação tecnológica.

Um gémeo digital criado nas plataformas Siemens — Create MyVirtual Machine e Run MyVirtual Machine, juntamente com o módulo SIMIT e o NX Mechatronic Concept Designer (MCD) — permite a simulação de sinais discretos e processos contínuos. Estas ferramentas permitem a verificação do funcionamento das entradas/saídas digitais e analógicas que cooperam com os sensores da máquina bem como com os seus dispositivos periféricos. Eles também fornecem a capacidade de reproduzir a física completa de um corpo rígido, incluindo forças inerciais que atuam no sistema cinemático numa máquina-ferramenta.

“Considerando as características dos produtos da FANUM, são máquinas inovadoras e feitas à medida. No caso do centro de maquinação Lambda GT, o gémeo digital garante a replicação total do sistema de controlo numérico real da máquina, o funcionamento do controlador PLC, o processamento de dados da unidade, o painel do operador, bem como dispositivos periféricos,”
diz Karol Staworko, Diretor do Departamento de Desenvolvimento de Vendas da Siemens Polónia.

“Graças a isso, o cliente ganha a capacidade de verificar a exatidão do processo de produção num ambiente virtual e não tem de aprender com os erros. Isto torna possível acelerar o processo de implementação de uma nova peça para maquinação, minimizar o tempo de inatividade e o tempo de troca da máquina. Também reduz significativamente o risco de colisões de máquinas. Mais importante ainda, graças ao gémeo digital da máquina-ferramenta, o cliente é capaz de determinar o tempo de maquinação com o mais alto nível de precisão alcançado até à data,”
acrescenta.

A colaboração da FANUM com a Siemens

Os engenheiros da FANUM enfatizam a qualidade e a fiabilidade das soluções Siemens utilizadas nas máquinas da empresa, incluindo o Lambda GT.

Tanto para nós como para os nossos clientes, a alta qualidade dos componentes da Siemens, a sua inovação e a facilidade de acesso ao suporte técnico e tecnológico, bem como ao serviço, incluindo suporte remoto, são essenciais.

Wojciech Wójcik, co-proprietário, FANUM

“Atualmente, cooperamos com a Siemens na área de máquinas de classe premium e para fins especiais. O nosso portefólio de máquinas está a expandir-se e novos clientes com novos desafios estão a surgir. Com a Siemens — a sua oferta de hardware, software e suporte — sabemos que as expectativas do mercado moderno estão dentro das nossas capacidades de engenharia. Isto garante um crescimento sustentável tanto para a nossa empresa como para os nossos clientes, enquanto aspetos como a produção eficiente e rentável, bem como a cibersegurança, são mantidos ao mais alto nível,”
acrescenta Wojciech Wójcik, co-proprietário da FANUM.

Em 2023, a FANUM utilizou o mais recente sistema de controlo Siemens SINUMERIK ONE pela primeira vez no seu centro de maquinação de cinco eixos, entre outras razões devido a uma exigência do cliente. Ao longo de todo o processo de produção da máquina e da implementação subsequente no local do cliente, os engenheiros da FANUM receberam apoio total da Siemens.

As máquinas criadas pela FANUM são soluções “à medida”, totalmente adaptadas às necessidades dos clientes da empresa.

A implementação do sistema de controlo SINUMERIK ONE abriu-nos a porta a uma vasta gama de potenciais clientes nas indústrias automóvel e aeroespacial, para os quais a utilização desta solução é um requisito necessário. Estas poucas implementações conjuntas fez-nos perceber a altíssima versatilidade e flexibilidade do sistema SINUMERIK ONE, bem como a vasta gama das suas possíveis aplicações. Este sistema de controlo tem um desempenho excelente nestas áreas.

Szymon Skorupski, Chefe do Departamento de Vendas, FANUM

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