Kolejne granice pokonane dzięki GibbsCAM i Mars Rover Wheel

Drukarki 3D Mars casestudies

 

„Wylądowaliśmy!” – takie oto pełne radości stwierdzenie usłyszeć można było w wielu zakątkach świata kiedy to 4 stycznia 2004 roku łazik Mars Rover Spirit wylądował na powierzchni Marsa. Przez kolejne dni urządzenie bezpośrednio sterowane było przez naukowców i inżynierów. Jego zadaniem było prowadzenie rozlicznych eksperymentów naukowych. Łazik robił także wysokiej jakości zdjęcia powierzchni Czerwonej Planety.

Sam pojazd składał się z tysięcy komponentów, których większość wykonano w Laboratorium ds. Badań nad Napędem Odrzutowym (JPL). Eksperci zatrudnieni w JPL wytworzyli około 20 procent elementów samodzielnie, natomiast pozostała część wyprodukowana została przez przedsiębiorstwa takie jak chociażby Next Intent z siedzibą w San Luis Obispo. Dla przedstawicieli firmy praca nad łazikiem Mars Rover była niezwykle ekscytującym wyzwaniem. Jego zwieńczeniem było zakończone powodzeniem lądowanie na Marsie. „Nasz zespół był szalenie podekscytowany przebiegiem projektu – od momentu startu aż do lądowania łazika Rover nie myśleliśmy o niczym innym” powiedział Rodney Babcock, szef firmy Next Intent.

Next Intent stworzyło gro komponentów łazika Mars Exploration Rover, między innymi koła, mocowania kamer, tytanowe piasty kół, czy wahacze. Te ostatnie wykonano z czystego tytanu, natomiast grubość ich ścianek wynosiła 1mm (0.040″). Następnie konieczne było właściwe dopasowanie do siebie elementów i ich zespawanie ich promieniem elektronowym. Co ciekawe, nawet najbardziej bazowe systemy urządzenia wymagały zastosowania ponad trzydziestu przekładni i silniczków. Niektóre z nich pozwalały na wysunięcie sondy czy aktywację modułów pomiarowych lub komunikacyjnych pojazdu, natomiast pozostałe zapewniały jego odpowiednią mobilność i precyzję sterowania.

next-intent-rover-wheel-gibbscam-programming-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Produkcja kół również okazała się być nie lada wyzwaniem, głównie z uwagi na wymogi projektowe. Grubość ścian felgi była bowiem ściśle określona, a o jakichkolwiek odstępstwach od przyjętych norm nie mogło być mowy. Stopniowo modyfikowano również średnicę kół, aby utrzymać możliwie najmniejszą grubość materiału jednocześnie nie naruszając integralności strukturalnej konstrukcji. Kwestia ta była dla inżynierów kluczowa. Aby projekt mógł zostać zakończony z zadowalającym skutkiem, niezbędna była niemalże nieprzerwana komunikacja z ekspertami z JPL oraz dokładne zrozumienie przedstawionych specyfikacji. „Dla osoby niedoświadczonej na pewno sporym zakończeniem byłby fakt, że wykorzystany do produkcji koła surowiec o wadze 30 kilogramów pozwolił na stworzenie produktu finalnego, którego waga nie przekraczała 1 kilograma” przyznał Babcock. Złożoność geometryczna szła w parze z podstawowymi założeniami projektowymi, które to zakładały zamontowanie w pojeździe możliwie największej ilości modułów jednocześnie nie zwiększając nadmiernie jego wagi całkowitej.

 

Przedstawiciele firmy Next Intent na swojej stronie internetowej z dumą informują, że współpracują ze wszystkimi swoimi klientami celem określenia najbardziej optymalnych metod spełnienia wymogów produkcyjnych. Sytuacja identyczna miała miejsce podczas kooperacji z laboratorium JPL. Do sukcesu przedsięwzięcia, którego podjęło się przedsiębiorstwo Next Intent przyczyniło się także wykorzystanie ściśle współpracujących ze sobą technologii i narzędzi. Rysunki techniczne kół łazika były „szkicami ograniczonymi.” Oznacza to, że zawarto na nich wyłącznie najistotniejsze cechy, dane oraz wymiary bazowe. Aspekty niewymienione na ilustracjach oraz niepodane w specyfikacji produkcyjnej zostały usunięte z modelu SolidWorks. Ponadprzeciętna interoperacyjność pomiędzy CAD a CAM stała się kluczem do zapewnienia dokładności danych, na których pracować mieli eksperci. „Naszym zdaniem synergia SolidWorks i GibbsCAM to połączenie niemal idealne” powiedział Babcock. „Przenoszenie plików z programu SolidWorks do GibbsCAM przebiega bezproblemowo. Dane przetwarzane są w formacie oryginalnym, a więc nie musimy się obawiać utraty jakichkolwiek danych. Po zakończeniu transferu pliki możemy dowolnie modyfikować opracowując model produktu.”

 

Wsparciem zespołowi posłużył także lokalny dystrybutor aplikacji GibbsCAM. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu był on w stanie pomóc w co bardziej wymagających projektach wymuszających zastosowanie GibbsCAM. „Dystrybutor z którym współpracujemy zawsze chętnie dzieli się z nami wiedzą umożliwiającą rozwiązywanie problemów oraz przezwyciężanie trudności pojawiających się podczas realizacji zamówień dla klientów. Współpraca z nim, jak również z pozostałymi specjalistami potrafiącymi umiejętnie wykorzystać program GibbsCAM jest dla nas niezwykle ważna. To właśnie dzięki nim funkcjonalności aplikacji byliśmy w stanie wykorzystać w bardzo nietypowe sposoby” przyznał Babcock.

 

Synergia nauki i technologii pozwala ekspertom przekraczać kolejne granice, jednakże warto zdać sobie sprawę, iż prawdziwym wyzwaniem jest przeniesienie planów oraz założeń teoretycznych na grunt praktyczny. „Renderowanie Elementów Wycinanych będące jedną z opcji programu GibbsCAM stało się jednym z kluczowych narzędzi naszej pracy” powiedział Chris Baker, Menadżer ds. Produkcji firmy Next Intent. Opcja renderowania umożliwia programiście przeprowadzenie pełnej symulacji produkcji danego elementu. Fakt ten sprawia, że może on bez najmniejszych trudności wprowadzić modyfikacje w specyfice produktów oraz usunąć bolączki wykryte w fazie planowania.

 

Next Intent wykorzystuje zgromadzone w kolejnych fazach projektu informacje do tworzenia zrzutów z ekranu, które następnie wchodzą w skład dokumentacji produkcyjnej oraz kontrolnej. „Nasi programiści analizują dokumentację wraz z operatorami odpowiedzialnymi za produkcję. Sprawia to, że obydwie strony dysponują identycznymi danymi” przyznał Baker. Opcja Renderowania Elementów Wycinanych ułatwia także przedstawicielom firmy Next Intent informowanie klientów o fizycznych ograniczeniach realizowanych projektów.

gibbscam-Rover-Wheel-complete-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„Niejednokrotnie ograniczenia projektu zauważyć można już przyglądając się samej jego skomplikowanej strukturze. Niekiedy analizujemy model w programie SolidWorks i uważamy, że nie będzie problemów z jego wykonaniem. Kiedy jednakże przeniesiemy pliki do aplikacji GibbsCAM i użyjemy funkcjonalności Renderowania Elementów Wycinanych, odnotowujemy problemy, z których istnienia nie zdawaliśmy sobie wcześniej sprawy. Najpowszechniejszymi z nich są nieodpowiednie długości czy kąty zgięcia poszczególnych elementów” powiedział Babcock. „Dzięki zastosowaniu omawianego oprogramowania, projektanci mogą przyjrzeć się projektowi z punktu widzenia podmiotu odpowiedzialnego za produkcję i zidentyfikować aspekty problematyczne. Co więcej, prezentacja klientowi zrzutów z ekranu i nakreślenie ewentualnych bolączek sprawia, że możliwe jest podjęcie o wiele efektywniejszej pracy nad ich usunięciem. Obraz zawsze powie bowiem więcej niż tysiąc słów.”

gibbscam-Rover-Wheel-4th-axis-profile3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Babcock oraz zespół Next Intent wiedzą doskonale, że dzięki współpracy możliwe jest przezwyciężenie nawet największych przeciwności, jednakże nie ma mowy o zadowalającym rezultacie bez wykorzystania odpowiedniej technologii. „Powiedzieć można, że GibbsCAM ułatwia nam komunikację z klientami. Kiedy w pełni zrozumieją oni założenia projektowe, nie musimy poświęcać wielu dodatkowych godzin lub nawet dni na szczegółowe ich tłumaczenie” podkreślił Babcock.

Stworzenie kół łazika Mars Rover, od rozpoczęcia fazy projektowej aż do wytworzenia produktu finalnego, zajęło około 25 godzin.