Những phần mềm hỗ trợ gia công CNC thông dụng, dễ xài

CAD đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển sản phẩm. May mắn là các giải pháp cho phép người dùng phát triển các sản phẩm có độ chính xác cao luôn có sẵn trên thị trường. Trong đa số các trường hợp, chúng ta phải xem xét kỹ lưỡng thiết kế sản phẩm trước khi đưa vào sản xuất thực tế. Và một trong những quy trình sản xuất phổ biến nhất hiện nay là gia công bằng máy CNC. Tất nhiên là CAD không đủ khả năng đáp ứng sản xuất các sản phẩm cơ khí chính xác. Vì thế nên các giải pháp CAD cơ khí cần được phát triển bộ công cụ mới giúp kỹ sư có thể mô phỏng được quá trình gia công CNC trước khi đi vào sản xuất. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất lẫn chất lượng sản phẩm sau gia công, giảm thiểu lỗi và các sai sót trong quá trình thiết kế.

Trong bài này, hãy cùng chúng tôi xem qua một số giải pháp mô phỏng CNC tốt nhất thị trường hiện nay. Tất nhiên như thường lệ, chúng ta sẽ điểm qua những tính năng, khả năng, và lý do tại sao chúng được chọn để sử dụng.

SOLIDCAM

Gói phần mềm được đề cập đầu tiên sẽ là SolidCAM của Dassault Systemes – nhà phát hành Solidworks cùng các gói CAD mạnh mẽ khác. Solidworks CAM là một add-ons (tiện ích bổ sung) được phát hành riêng tương thích với tất cả các bản Solidworks. Nó cho phép người dùng mô phỏng quá trình gia công sản phẩm trước khi đưa vào sản xuất thực tế. SolidCAM bao gồm các công cụ mạnh mẽ, tất cả tính năng cơ bản của một phần mềm mô phỏng gia công CNC, tất nhiên là sử dụng ngay trong môi trường làm việc Solidworks. SolidCAM cho ra chương trình gia công nhanh chóng sử dụng tính năng tự động nhận dạng biên dạng chạy dao, chuẩn hóa và khớp với thực tiễn nhất.

Các thông số như chiều sâu cắt, loại dao, thông số dao sẽ xuất hiện trực tiếp trong quá trình mô phỏng. Điều này giúp người dùng tiết kiệm thời gian và tập trung vào các bề mặt quan trọng khi gia công. Các chi tiết thiết kế trên Solidworks có thể dùng mô phỏng gia công bất cứ lúc nào. Các bề mặt cần gia công có thể được xác định sử dụng bộ công cụ tùy chỉnh.

Sử dụng SolidCADM để mô phỏng, các đường chạy dao luôn hiển thị để tiện so sánh với chi tiết thiết kế, giúp người dùng xác định các sai sót có thể gặp phải và tiện cho việc điều chỉnh. Bất cứ thay đổi nào được thực hiện đối với chi tiết thiết kế sẽ được tự động cập nhật khi chuyển sang môi trường mô phỏng gia công, nâng cao tính trực quan hóa cho người dùng.

Có 4 loại tiện ích SolidCAM được hãng phát hành bao gồm: Solidworks CAM bản standard, bản professional, bản machinist standard và bản machinist professional.

AUTOCAD MECHANICAL

AutoCAD thường là cái tên thường được điểm ra khi nhắc đến bất cứ công cụ CAD nào. Có vẻ bạn đọc cảm thấy khá lạ lẫm nhưng AutoDesk thực sự phát triển công cụ hỗ trợ tính toán gia công cho AutoCAD. Năm 2019, AutoCAD mechanical (AutoCAD cơ khí), cùng với các sản phẩm khác được hợp nhất và bán ra trong một gói phần mềm duy nhất.

AutoCAD cơ khí nằm trong bộ công cụ của AutoCAD dành riêng cho DFM (Design For Manufacture). Các tính năng của nó cho phép người dùng tạo, ghi lại, điều chỉnh và quản lý các thiết kế cơ khí cho quá trình sản xuất, mà cụ thể hơn là gia công CNC. Người dùng có thể đo kiểm, xuất BIM, và tạo thông số máy CNC. Gói AutoCAD này có thư viện bao gồm các chi tiết cơ khí, và ký hiệu của khoảng 700000 đối tượng cơ khí, giảm thiểu đáng kể thời gian thiết kế của người sử dụng. Một vài tính năng của AutoCAD Mechanical hỗ trợ trực tiếp cho quá trình gia công CNC.

Tính năng tạo máy CNC và tính toán cho phép người dùng phân tích hiệu quả của các đối tượng thiết kế.

Hỗ trợ các tiêu chuẩn quốc tế thường dùng cho phép xem xét độ tương thích với máy CNC và các tiêu chuẩn thiết kế.

Khả năng tương tác và xuất BIM tự động giúp tăng hiệu suất của quá trình gia công CNC.

Dùng các công cụ thiết kế thông minh hỗ trợ thiết kế chi tiết cơ khí.

Tạo và lưu tùy chỉnh để dễ dàng cho việc lặp lại gia công.

INVENTOR CAM

Inventor CAM là một tiện ích bổ sung mà AutoDesk phát hành cho Inventor phục vụ cho việc lập trình gia công CNC. Tiện ích này giúp quá trình làm việc trở nên dễ dàng hơn với các tùy chọn gia công tiện, phay, tiện phay kết hợp.

Inventor CAM có rất nhiều tính năng hỗ trợ thiết kế gia công CNC. Một vài tính năng chính như sau:

Tính năng Adaptive Clearing giúp người dùng giảm đáng kể thời gian gia công thô ít nhất 4 lần so với thời gian gia công thô truyền thống. Điều này giúp tăng tuổi thọ dao.

Tính năng phay 2.5 trục và 3 trục. Người dùng có thể tạo và mô phỏng đường chạy dao cho chi tiết thiết kế ngay trong môi trường Inventor.

Tính năng phay 4 và 5 trục. Sử dụng tính năng mô phỏng phay 4 và 5 trục để mô phỏng gia công các chi tiết phức tạp.

Công cụ mô phỏng phay tiện kết hợp để tăng hiệu suất phay mặt, doa, tiện, gia công rãnh kết hợp với tính năng gia tăng tuổi thọ dao.

Tính năng mô phỏng cắt laser, plasma, nước.

Tính năng phát hiện va chạm giữa dao và chi tiết trong quá trình thiết kế gia công CNC.

Mô phỏng phôi và tính toán đường chạy dao. Mô phỏng quá trình gia công để giảm thiểu va chạm, sai sót.

Công cụ phân tính để đo khoảng cách hoặc xem các thông số quan trong như, tốc độ chạy dao, feed-rate, xác định thời gian gia công.

Giải pháp CAD tuyệt vời kết hợp cùng bộ công cụ CAM hiệu quả khiến Inventor trở thành một lựa chọn tốt cho các kỹ sư cơ khí.

FUSION 360

Fusion 360 là phần mềm bao gồm các giải pháp về CAD, CAM và CAE cho phép thiết kế, tính toán và lập trình gia công trên một môi trường làm việc duy nhất.

Gói Fusion360 bao gồm các công cụ về thiết kế, dựng 3D, mô phỏng, quản lý dữ liệu và khả năng tương tác. Kết hợp với giải pháp mô phỏng gia công, và quá trình học khá dễ dàng nên Fusion 360 có thể xem là một lựa chọn hợp lý cho các kỹ sư cơ khí.

Công cụ CAM của Fusion 360 bao gồm:

• Phay 2.5 trục và 3 trục cho phép tùy chỉnh và tạo đường chạy dao gia công chi tiết.
• Phay 3+2 trục giúp giảm thiểu thời gian thiết lập máy.
• Phay 4 trục và 5 trục hỗ trợ mô phỏng gia công các chi tiết phức tạp.
• Fusion 360 cũng hỗ trợ công cụ tạo máy, tạo dao, hỗ trợ cắt laser, plasmas, nước.

SOLID EDGE

Solid Edge là phần thiết kế 2D, 3D và lập trình gia công, là một giải pháp CAD/CAM hỗ trợ phát triển sản phẩm. Sử dụng công nghệ đồng bộ, Solid Edge kết hợp tính nhanh chóng và đơn giản của công cụ dựng 3D trực tiếp với tính linh hoạt và khả năng tùy chỉnh chi tiết của công cụ dựng 3D dựa trên tham số. Phần mềm này phù hợp với các kỹ sư cơ khí, điện, và cũng phù hợp áp dụng trong chu trình sản xuất.

Tất cả các loại thiết kế như reserve engineering, convergent engineering và generative design đều có thể được áp dụng cho việc mô phỏng gia công trên Solid Edge. Solid Edge hỗ trợ mô phỏng gia công với các chi tiết 3D phức tạp, và tính tương tác tốt sử dụng công nghệ đám mây.

Solid Edge cung cấp các loại công cụ nâng cao hỗ trợ cho việc gia công CNC hay in 3D. Việc lập trình gia công CNC có thể tùy chỉnh dễ dàng từ lập trình gia công CNC cơ bản đến nâng cao hay gia công nhiều trục.

MASTERCAM

MasterCAM là một giải pháp CAD/CAM hiệu rất hiệu quả, cung cấp các công cụ thiết kế và lập trình gia công CNC đa dạng, từ cơ bản đến phức tạp. Qua quá trình phát triển, hãng luôn cải tiến và đưa ra các giải pháp linh hoạt phục vụ nhu cầu của người dùng.

Bộ công cụ lập trình gia công của MasterCAM đảm bảo tính chính xác và nâng cao hiệu suất thiết kế cho người dùng. Có thể đánh giá MasterCAM là một trong những phần mềm tạo chương trình NC tốt nhất hiện nay với bộ công cụ hỗ trợ mạnh mẽ, thư viện dao và máy đa dạng hỗ trợ:

• Phay
• Tiện
• Thiết kế
• Phay nhiều trục

Bên cạnh đó MasterCAM cũng hỗ trợ khả năng tương tác với Solidworks, cung cấp bản quyền sinh viên và các hướng dẫn hỗ trợ người mới bắt đầu.

MỘT VÀI LỜI KHUYÊN KHI THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐỂ GIA CÔNG CNC

Không phải bất cứ bề mặt nào của chi tiết cũng có thể gia công sử dụng phương pháp gia công CNC. Các biên dạng lỗ cong là một ví dụ, nên thiết kế cần hợp lý và hạn chế tạo các biên dạng lỗ cong nếu muốn áp dụng gia công CNC.

Dung sai rất quan trọng trong quá trình gia công. Nhưng tốt nhất là chỉ thêm dung sai ở các bề mặt cần thiết để giảm thiểu chi phí sản xuất. Do mỗi loại máy CNC có tiêu chuẩn dung sai khác nhau nên nếu người dùng không đặt dung sai, máy CNC sẽ mặc định sử dụng dung sai tiêu chuẩn của máy. Nên để tiết kiệm thời gian và chi phí, chỉ áp dụng dung sai đối với các bề mặt cần thiết

Tránh việc thiết kế các chi tiết có thành mỏng. Bởi vì độ cứng của vật liệu sẽ tỉ lệ thuận với kích thước của thành mỏng, khi gia công CNC các thành mỏng chi tiết sẽ không thể tránh khỏi những rung động, điều này ảnh hưởng đến kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết.