Câu chuyện thành công của hyperMILL với ngành hàng không Vương quốc Anh

Sự phát triển của ngành hàng không tại Vương quốc Anh

Dự báo đến năm 2032, tổng cầu ngành hàng không thế giới vào khoảng 29.000 máy bay dân dụng cỡ lớn, 24.000 máy bay phản lực thương mại và 5.800 máy bay chở khách khu vực  – trị giá hơn 5 nghìn tỷ USD. Trong 20 năm tới đây là thị trường tiềm năng với doanh thu hơn 600 tỷ đô la Mỹ cho Vương Quốc Anh. Nhận thấy tầm quan trọng của ngành công nghiệp này đối với sự phát triển của nền kinh tế, chính phủ Anh đã cam kết  đầu tư 10 tỷ bảng Anh trong mười năm tới để phát triển ngành. Hiện tại OPEN MIND đang hợp tác chặt chẽ với nhiều nhà cung cấp OEM và nhà thầu phụ để cung cấp giải pháp gia công cho những “ông lớn” đang đặt nhà máy sản xuất ở Vương Quốc Anh như GE, GKN, Airbus, Rolls Royce, Bombardier Aerospace, Augusta Westland, BAE Systems …

Nâng cao năng suất với công nghệ chạy dao MAXX Machining

Công nghiệp hàng không vũ trụ luôn là ngành dẫn dắt những đổi mới về công nghệ trên thế giới và hãng phát triển phần mềm CAM/CAD OPEN MIND Technologies AG trụ sở ở Wessling (Cộng Hòa Liên Bang Đức) đang dẫn đầu lĩnh vực này. Năng lực của hãng càng được chứng tỏ khi OPEN MIND đang là nhà cung cấp giải pháp CAM hàng đầu trong thị trường hàng không vũ trụ của Vương Quốc Anh.

Vì sao ngành công nghiệp hàng không vũ trụ Vương Quốc Anh lại là thị trường trọng điểm của OPEN MIND ? Đầu tiên, công nghiệp hàng không vũ trụ của Vương Quốc Anh chiến 17% giá trị thị trường thế giới, dẫn đầu phần thị phần tại châu Âu và thứ hai thế giới chỉ sau Hoa Kỳ. Với 2.600 công ty, hơn 230.000 nhân sự ngành công nghiệp này tạo ra 30 tỉ bảng doanh thu xuất khẩu chiếm 75%.

Ông Matt Johnson – kỹ sư ứng dụng của hãng dụng cụ cắt Dormer cho biết “Trước khi sử dụng hyperMILL, thời gian gia công một  hốc sâu 18mm bằng thép không gỉ 316 là 25 phút. Khi dùng dao phay ngón S356, đồng thời với việc giảm tốc độ cắt và bước tiến (feedrate) nhưng cắt một lần đủ chiều sâu 18mm (so với 3 lần 6mm như trước đây), thời gian gia công đã được rút ngắn lại. Khi bật tính năng MAXX Machining, điều chỉnh tăng gấp 3 lần tốc độ cắt và 2 lần tốc độ cắt, kết quả thậm chí còn ấn tượng hơn. Với đường kính dao là 12mm, lượng vật liệu cắt được trong 3 tình huống nói trên lần lượt là 17.1 cm³/min, 30cm³/min và 108cm³/min. Nói cách khác, khi dùng hyperMILL với tính năng MAXX Machining, năng suất đã tăng lên đến 630% !”

Khi chế tạo những linh kiện trong ngành hàng không, thời gian gia công hai mặt của một chi tiết đã giảm từ 40 giờ xuống còn 10 giờ nếu sử dụng MAXX Maching. Ông Johnson nói tiếp “Có nhà thầu nhận được hợp đồng gia công 150 chi tiết và phải mất gần một tuần để hoàn thiện một chi tiết. Để minh chứng cho hiệu quả của MAXX Machining, trước đây mỗi hốc cần gia công khoảng 40 phút, Dormer chỉ cần 3 phút. Năng suất và tuổi thọ dụng cụ cắt đã được cải thiện đến mức không thể tin được”

Đường dao bình thường	Đường dao MAXX Machining

Làm việc thông minh hơn – Chọn dụng cụ cắt và chiến lược chạy dao phù hợp với yêu cầu

Khi cắt những vật liệu dùng trong ngành hàng không vũ trụ, nhiệt lượng được sinh ra rất nhiều do đặc tính của nhóm vật liệu này là cứng và dính. Nhiệt lượng này nếu không được kiểm soát và phân bố đồng đều sẽ dẫn đến giảm tuổi thọ của dụng cụ cắt. Kết quả là các công ty thường phải đánh đổi giữa năng suất gia công và tuổi thọ dụng cụ cắt. Có nhiều giải pháp để gia công nhóm vật liệu này và cách tiếp cận theo kiểu “chậm mà chắc” đã không còn phù hợp ở khía cạnh chi phí nữa. Thay vào đó, nên cân nhắc áp dụng dụng cụ cắt và những chiến lược chạy dao phù hợp hơn để có năng suất cao hơn và từ đó đạt được hiệu quả tốt hơn về mặt chi phí.

Ngành hàng không trên thế giới đang cố gắng giảm trọng lượng các linh kiện càng nhiều càng tốt, hình dạng của chúng ngày càng trở nên tự nhiên hơn, gần với hình dạng bề mặt chúng cần lắp ghép hơn, tức là khối lượng gia công ngày càng tăng lên. Để giúp các nhà thầu duy trì được năng suất, OPEN MIND đã làm việc trực tiếp với những hãng dụng cụ cắt để cho ra đời những dao cắt có hình dạng tang trống (barrel tool). Nguyên lý của dao tang trống là những dao phay cầu với bán kính cực lớn ở mặt sườn và mặt đáy. Ví dụ, dao phay cầu 10mm sẽ có bán kính 5mm nhưng dao tang trống sẽ có bán kính 20, 50 hay thậm chí 100mm. Ưu điểm của loại dao này là khi gia công những mặt cong, lượng dịch dao ngang (step over) có thể gấp 20 lần loại dao cầu thông thường. Diện tích tiếp xúc giữa dao và bề mặt gia công nhiều hơn, giảm được số lần cắt mà vẫn đảm bảo được dung sai yêu cầu. Dụng cụ cắt sẽ có tuổi thọ dài hơn vì vật liệu cắt phân bổ đều trên suốt chiều dài tiếp xúc …

Đến nay, lợi ích của dao cắt tang trống vẫn chưa được khai thác triệt để do sự hạn chế của nhiều phần mềm lập trình CAM và hậu quả là nhiều nhà sản xuất vẫn chưa nhận thức được tính hiệu quả của chúng so với những dụng cụ cắt và phương pháp cắt gọt truyền thống. hyperMILL của hãng OPEN MIND hiện đang đi tiên phong trong việc hỗ trợ những dụng cụ cắt mới để việc lập trình được linh hoạt hơn cũng như quy trình gia công trở nên hiệu quả hơn. Trong quá trình phát triển dao cắt tang trống, OPEN MIND UK đã làm việc chung với hãng Yamazaki Mazak UK và những khách hàng trong lĩnh vực hàng không để chỉ rõ những ưu điểm nổi bật của dao tang trống. Cụ thể, thời gian gia công một linh kiện bằng thép không gỉ 304L có thể giảm từ 1 giờ 40 phút xuống còn 20 phút.

hyperMill 2014 hỗ trợ 3 loại dao tang trống trong các chu trình gia công 5 trục trong một giao diện lập trình thân thiện, cho phép người dùng lập trình cho những chi tiết phức tạp yêu cầu gia công mặt thành đứng hoặc mặt đáy hoặc kết hợp cả hai. Những dao cắt này cùng với dao cắt dạng thấu kính (lens cutter) và những dao cắt truyền thống biến hyperMILL thành một giải pháp toàn diện để gia công những chi tiết phức tạp nhất với thời gian nhanh nhất.

	Ưu điểm của dao tang trống

Gia công vật liệu tiên tiến

Sợi carbon ngày càng được dùng phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ và vật liệu này mang đến vô vàn vấn đề phức tạp cho các nhà sản xuất đang gia công chúng. Có thể sử dụng độc lập hoặc sử dụng trong vật liệu composite dưới dạng các lớp xếp chồng hoặc cấu trúc tổ ong, vật liệu này vô cùng đa dạng và mang lại nhiều lợi ích trong việc tiết kiệm trọng lượng cũng như khả năng chịu tải khiến nhu cầu sử dụng chúng ngày càng tăng lên trong tương lai.

Một lần nữa, OPEN MIND đi đầu trong công nghệ này khi hợp tác với một công ty nổi tiếng toàn cầu chuyên chế tạo cánh máy bay. Lắp ráp các cấu kiện bằng sợi carbon như thân và cánh – những chi tiết luôn phải chịu ứng suất lớn – là nhiệm vụ tối quan trọng trong quá trình sản xuất máy bay. Về bản chất, sợi carbon là một hỗn hợp nhiều lớp và nếu các thành phần lắp ráp cánh không được ghép với độ phẳng 100%, các lớp này sẽ không liên kết chính xác khi đó ứng suất và áp lực sẽ dẫn đến phá hủy chúng hoàn toàn. Để tự động hóa quy trình sản xuất phức tạp và tốn nhiều công sức này, OPEN MIND UK đã cùng với một công ty thứ 3 quét các cấu kiện này sau đó thiết kế ngược các bề mặt lắp ghép để có được nhóm các linh kiện cần lắp ráp phù hợp cho từng cấu kiện.

Bằng cách quét để số hóa toàn bộ dữ liệu bao gồm hàng triệu dữ liệu điểm trên từng cm vuông và tải lên máy chủ, nhóm chuyên gia của OPEN MIND UK đã tạo ra các mẫu gia công (templete) sử dụng chức Customized Process Feature (CPF) và tính năng nhận dạng đối tượng gia công có sẵn trong hyperMILL để tạo ra một giải pháp đơn giản dùng trong việc sản xuất các linh kiện tạo ra từ dữ liệu quét. Nhờ đó những bề mặt phức tạp có thể được gia công với một cái click chuột. Điều này đảm bảo tỷ lệ thành công 100% mà không cần phụ thuộc vào trình độ kỹ năng nâng của nhân viên. Nói cách khác, tính năng nhận diện đối tượng gia công (Feature Recognition) và tự động hóa gia công (Automation) OPEN MIND đã loại bỏ yếu tố lỗi con người khỏi quy trình quan trọng nhất này.

Xem ngay: Tìm hiểu về in 3D sợi Carbon