CAM è l’acronimo di Computer Aided Manufacturing, ossia la produzione realizzata mediante l’assistenza del computer.

Questo tipo di lavorazione fa riferimento a quella categoria di software che consente di generare le istruzioni necessarie ad una macchina utensile CNC (macchina a controllo numerico) per realizzare un determinato manufatto.

Il tutto viene effettuato partendo da un progetto CAD.

La macchina utensile in questione deve essere dotata di un controllo numerico CNC (Computer Numerical Control), a cui inoltrare le opportune informazioni che consentono la definizione del percorso utensile.

Ma in che modo è possibile passare dalla progettazione di un dato manufatto alla sua realizzazione?

Quali sono gli strumenti che devono entrare in gioco in questo processo?

Finita la fase di progettazione è necessario estrarre da un materiale grezzo le forme idealizzate.

Per fare ciò si possono usare macchine manuali controllate da manodopera specializzata, o macchine dotate di un software CAM.

Definito il percorso che dovrà affettuare la macchina utensile, il progettista invierà questa informazioni al controller che gestisce il CNC della macchina.

Per far sì che le informazioni definite nel software CAM risultino leggibili dal controller del CNC della macchina è necessario eseguire un’operazione di post-processing.

Il postprocessor, realizzato su misura per la macchina del cliente, traduce il percorso della macchina utensile definito nel CAM nel linguaggio di programmazione utilizzato dalla macchina, chiamato G-CODE o più comunemente ISO.

inserire allegato ( Idea cad cam)

All’interno del G-CODE vengono definiti:
• La strategia di lavoro
• Numero di giri mandrino
• Tipo di utensile
• Avanzamento o FeedRate
• Raffreddamento
• Coordinate
• Zero pezzo
• Tipi di discese
• Z di sicurezza
• Eventuali stop

Esistono tantissimi sistemi Cad Cam.

In genere, nell’ambito delle nostre lavorazioni, ne utilizziamo fondamentalmente quattro, ossia: Solid Cam, Alpha cam, Art Cam e Fusion 360.

Solid Cam

Solid Cam è un cam di alto livello, sia per l’elevato numero di variabili da poter inserire, sia per l’elevato numero di informazioni da poter gestire.

E' una estensione di Solidworks, ed è graficamente molto accattivante la sua grafica.

 

Alpha Cam

Alpha Cam è utilizzato da tantissimi anni sulle macchine per la falegnameria.

I moduli Alphacam pantografo per la lavorazione del legno sono tra i più diffusi al mondo per la lavorazione di componenti per mobili, arredamenti, porte e infissi in genere, modelli e oggetti di design, oggettistica e incisoria e tutto ciò che può essere lavorato su un pantografo a controllo numerico.

è il modulo più adatto per le lavorazioni a 4 e 5 assi in continuo per esigenze sofisticate di lavorazione di complementi di arredo, sedie, antine curve, taglio materiale plastico e termoformati, lavorazioni su corian etc.

Art Cam

E' stato uno tra i cam più utilizzati  dagli hobbisti e non solo,data la sua semplicità di utilizzo e la sua versatilità , è stato acquisito da Autodesk negli ultimi anni, e sembra che dopo il 2018 non ci saranno altre versioni.

Sembra che Autodesk, voglia puntare su FUSION 360, visto che agli Hobbisti lo distribuisce in maniera gratuita.

La versione più conosciuta ed utilizzate è Art Cam 2008 con la quale gran parte degli appassionati di macchine cnc ha imparato ad utilizzare un CAM.

Qui proponiamo un esempio di lavorazione:

Veniamo alla lavorazione

Impostiamo i parametri su Art Cam: (Video Tutorial)

Fusion 360

Fusion 360 è davvero il Top di gamma.

Dopo averne provati molti ho finalmente trovato un software di modellazione davvero intuitivo che mi permette di modellare qualsiasi cosa, sto parlando di Fusion 360:

• SEMPLICE da utilizzare, tutorial in italiano disponibili. Le meccaniche di apprendimento del software sono semplici i comandi intuitivi e tutta l’interfaccia è supportata da informazioni di chiarimento
  –
• COMPLETO e GRATUITO: Fusion 360 ti permette di lavorare su più ambienti, solido, superfici, tsplines, mesh, lamiera, cnc, render….insomma c’è davvero tutto ed è semplice sfruttare le potenzialità di ogni ambiente in maniera fluida. La licenza per hobbisti e studenti è gratuita.
  –
• FLESSIBILE: Come dicevo sopra il software lavora su più ambienti, il che ti permette di sfruttare le migliori qualità di ogni ambiente, velocizzando la modellazione.
  Un software perfetto per imparare le basi del disegno 3D, ma perfetto anche per i professionisti che hanno bisogno di modellare con diversi approcci per raggiungere il miglior risultato più in fretta possibile.
  –

MODELLAZIONE SOLIDA

Il primo ambiente di Fusion 360 è la classica modellazione solida parametrica.

La modellazione solida è quella giusta per modelli meccanici, geometrici con forme spigolose, o nei progetti in cui è necessaria una precisione altissima.

Scelta dei parametri Macchina

Impostiamo l’utensile: esistono Tre grandi gruppi di utensili per i modelli 3d diritti, a sfera e conici)

I primi servono per sgrossare, i secondi per definire il modello in maniera morbida ed arrotondare gli spigoli,e dare già una buona approssimazione del modello, ed infine quella conica , magari con una punta molto sottile, per fare anche i più piccoli dettagli.

Scelta del passo : Il passo è quanto si sposta l’utensile tra una passata ed un'altra, esiste un passo in x che rappresenta quanto il centro di rotazione della fresa si sposta tra due percorsi lungo la Y;

il passo in Y che rappresenta quanto il centro di rotazione della fresa si sposta tra due percorsi lungo la X;

ed il passo in Z rappresenta la profondità di passata tra due superfici lavorate.In genere si consiglia tra 1/3 e ½ del Diametro della Fresa, minore  è il passo, maggiore è la risoluzione e l'accuratezza con cui sarà riprodotto il modello 3d.

L'avanzamento di una fresa : è definito come la velocità  di lavorazione dell'utensile, può essere riferito al numero di giri, per es 0.1 mm/giro fresa, oppure rispetto al tempo, per es. 1000 mm/min.

In qualsiasi macchina possiamo passare indipendentemente da un sistema ad un altro, G94 oppure G95

Strategia di Lavoro :questa è una tra quelle scelte che l'operatore effettua  in base alle esperienze che ha.

Con la strategia si sceglie qual è l'ordine dei passaggi da effettuare con l'utensile sul pezzo, si può partire dall'esterno verso l'interno, dall'alto verso il passo, sgrossare prima una parte e rifinirne un'altra per avere una sezione resistente che non permette la vibazione del grezzo da lavorare, e tante altre piccole varianti che possono essere analizzate solo a posteriori, dopo che si è provato con una strategia.

In alcuni casi, per esempio, durante la lavorazione del taglio di un profilo, per evitare che il pezzo tagliato possa impattare con la fresa , rovinando sia la fresa che il pezzo, si lasciano dei ponticelli di materiale, che tengono il pezzo ancorato al grezzo e che poi vengono spezzati una volta tolti dal pantografo.

Fresatura concorde e fresatura discorde

Inserire allegato(fresatura concorde e discorde)

Fresatura – Discorde (Convenzionale) e Concorde

L’operazione di fresatura può essere eseguita utilizzando due diversi sistemi, la cui differenza principale risiede nel rapporto fra la direzione del pezzo in lavoro e la direzione di rotazione dell’utensile.

Fresatura discorde

Nella fresatura discorde, detta anche fresatura convenzionale, la direzione di avanzamento del pezzo in lavorazione e la rotazione dell’utensile sono opposte, quindi la sezione del truciolo passa da un valore iniziale nullo ad un valore finale massimo.

Fresatura discorde vantaggi

1 - La fase di impegno dei taglienti non è influenzata in alcun modo dalle caratteristiche superficiali del pezzo in lavoro.
2 - Contaminazioni o inclusioni superficiali non compromettono la vita dell’utensile.
3 - L’operazione di taglio risulta omogenea, sempre che i taglienti siano affilati.
4 - Tale sistema di fresatura può essere adottato anche qualora si disponga di macchine utensili che presentino giochi lungo la direzione di lavoro.
5 – Consigliato quando durante l’operazione di fresatura si verifichino grandi variazioni di sovrametallo.

Fresatura discorde svantaggi

1 – L’utensile tende a vibrare
2 – il pezzo tende a muoversi verso l’alto, un buon serraggio dello stesso è quindi importante.
3 – l’utensile si usura più rapidamente rispetto alla fresatura concorde.
4 – I trucioli si posizionano davanti alla fresa in lavoro, con conseguente difficoltà di rimozione degli stessi.
5 – È richiesta più potenza al mandrino, a parità di parametri di lavoro, rispetto al sistema concorde, dovuta all’iniziale fase di strisciamento tagliente – superficie in lavoro (spessore truciolo nullo).
6 – La finitura superficiale risulta danneggiata dai trucioli che cadono davanti ai taglienti, gli stessi inoltre possono incunearsi fra tagliente e pezzo causando la scheggiatura o rottura del tagliente stesso.

Fresatura concorde

Nella fresatura concorde la sezione del truciolo varia fra il valore massimo iniziale e quello minimo in corrispondenza dell’ultimo punto di contatto utensile – pezzo.
Il movimento di avanzamento e la rotazione dell’utensile hanno la medesima direzione.

Fresatura concorde vantaggi

1 – La componente verso il basso delle forze di taglio mantiene il pezzo posizionato correttamente, vantaggio particolarmente importante durante la lavorazione di particolari sottili.
2 – Il truciolo viene facilmente allontanato dalla zona di lavoro.
3 – Minor usura taglienti – la vita dell’utensile aumenta sino al 50%.
4 – Finitura superficiale migliore – minori problematiche di scheggiatura o rottura tagliente, in questo caso infatti i trucioli trasportati verso il tagliente successivo in fresa verrebbero tagliati.
5 – È richiesta meno potenza – si può usare un utensile dotato di un elevato angolo di spoglia frontale.

Fresatura concorde svantaggi

1 – A causa delle elevate forze generatesi nel momento in cui i singoli taglienti entrano in contatto con la superficie in lavoro, l’operazione deve essere caratterizzata da un settaggio rigido e il meccanismo d’avanzamento tavola essere esente da qualsiasi tipologia di gioco.
2 – La fresatura concorde non è adatta per lavorare pezzi che abbiano scorie superficiali, quali metalli lavorati a caldo, pezzi forgiati o fusi. Le eventuali scorie presenti risultano danneggiamento (scheggiature, rotture) dei taglienti, riducendo di conseguenza la vita dell’utensile.
3 – Sconsigliata quando durante l’operazione di fresatura si verifichino grandi variazioni di sovrametallo.

Velocità di taglio: si traduce , nel caso di un pantografo, nella scelta del numero di giri della fresa. Esistono delle tabelle in cui troviamo la velocità di taglio per i diversi materiali, da questa si risale al numero di giri con un semplice calcoletto:

Vc = π * DE * n
              1000

Vc = Velocità di taglio (m/min)
DE = Diametro effettivo (mm)
n = Velocità di rotazione (rpm)

Sgrossatura e finitura: Sono le lavorazioni da effettuare per ottenere un pezzo che rispetta le geometrie indicate dal modello 3D.

La sgrossatura viene fatta con una fresa di Diametro maggiore ed un passo elevato, poichè deve essere abbozzato solo il progetto, nelle richiesste del CAM c'è anche quanto il modello sgrossato deve essere di un volume maggiore del modello definitivo.

La Finitura, invece è quella lavorazione in cui l'utensile segue un percorso per cui il Volume risultato alla fine della lavorazione sarà perfettamente uguale al modello disegnato.

In genere per questa lavorazione, le Frese hanno un Diametro molto più piccolo e o sono sferiche nel tratto finale o a punta, così da riuscire ad intercettare anche i più piccoli dettagli.