Получивший награду производитель пресс-форм использует NX

Производитель пресс-форм мирового класса

Уже более 40 лет компания Cavalier Tool and Manufacturing (Cavalier) успешно создает пресс-формы для заказчиков по всему миру. Изделия Cavalier используются в самых разных областях, включая автомобильную промышленность, товары широкого потребления, предметы домашнего обхода и товары для активного отдыха. Cavalier предлагает решения для литья вспененных термопластов, литья с газом, изготовления деталей из термореактивных полимеров и компрессионных пресс-форм.

Компания основана в 1975 году, сейчас в ее штате более 115 человек. Производственный цех площадью около 5000 квадратных метров оснащен по последнему слову техники. В нем производится оснастка для прессов весом от 250 до 4000 тонн и более 200 пресс-форм в год.

Решение сложных проблем

«Простую оснастку небольшого размера может сделать кто угодно, – считает Джим Коренев, системный администратор Cavalier. – Мы же делаем по-настоящему сложные вещи, за которые никто не хочет браться. Мы очень долго учились этому, и сейчас наши заказчики очень нами довольны».

Cavalier решает сложнейшие проблемы проектирования оснастки благодаря программе непрерывного совершенствования процессов и улучшения качества, работающей в масштабе всей организации. «Мы развиваем свой бизнес не за счет увеличения производственных площадей, а путем развития своих сотрудников, улучшения процессов и оборудования», – говорит Брайан Бендиг, президент Cavalier.

Чтобы найти кратчайший путь к успеху, компания постоянно проводит исследования по поиску самого лучшего программного обеспечения, инструментов и оборудования, а также примеров максимально эффективной организации процессов в разных странах мира. На собственном опыте компания выяснила, что новые, более эффективные процессы и высокотехнологичное оборудование обеспечивают компании преимущество даже в условиях экономических проблем и конкурентов из других стран, с более низкой стоимостью ресурсов. За последние пять лет годовой объем продаж вырос с 8 до 24 млн долларов и продолжает расти.

«Мы изготавливаем сложную оснастку гораздо быстрее – на 20, 30 и даже 40 процентов быстрее конкурентов, – продолжает Бендиг. – Мы одни из лучших на рынке и очень этим гордимся. Мы – те ребята, к которым приходят, чтобы гарантированно получить результат». Эта мысль находит отражение в миссии компании: Знать, что необходимо делать. Делать все правильно с первой попытки. Делать еще лучше на следующий день.

Высокие технологии для проектирования пресс-форм

В поисках самых лучших технологий Cavalier уже давно выбрала NX™ от PLM-эксперта, компании Siemens Digital Industries Software. Компания использует NX как свою основную CAD-систему. Еще в 1990-е годы, когда Коренев был начальником инженерного отдела, он решил внедрить надежную систему моделирования и выбрал программное обеспечение Unigraphics, которое потом превратилось в NX. В более поздней версии этой программы появилось приложение «Проектирование пресс-форм» – расширенный набор инструментов, специально разработанный для ускорения разработки пресс-форм. «Мы начали с одной пользовательской лицензии, стали работать с программой и поняли ее потенциал, – рассказывает Коренев. – Мы постепенно расширяли штат инженеров-проектировщиков, и теперь у нас уже 11 лицензий».

NX – единственное решение для проектирования пресс-форм, которое использует Cavalier. Оно включает инструменты автоматизации, которые оптимизируют проектирование пресс-форм, от создания деталей до работы со сборками и валидации оснастки. В NX есть пошаговый рабочий процесс проектирования оснастки, а также расширенные инструменты автоматизации, база знаний и лучшие практики разработки пресс-форм. Конструкции оснастки динамически связаны с конструкциями деталей, что помогает проектировщикам Cavalier быстро реагировать на конструкторские изменения.

Эффективное проектирование

Стандартный проект Cavalier начинается с подготовки коммерческого предложения на основе CAD-модели детали, которая требуется заказчику. «Сначала мы проверяем технологичность – можно ли отлить такую деталь, и каким образом, – поясняет Коренев. – Нужно определить требуемые параметры пресса, для этого мы вычисляем объем детали и необходимое давление потока пластика. Затем мы смотрим на уклон, на поднутрения и на другие особенности детали, которые могут повлиять на процесс литья». Благодаря возможностям NX Cavalier принимает в работу CAD-модели практически в любом формате, включая файлы из всех основных CAD-систем, файлы универсальных форматов, таких как STEP и IGES, и формат Parasolid®.

В NX входят инструменты, которые помогают Cavalier оценивать технологичность деталей: проверять толщину стенок, анализировать угол уклона, определять области поднутрения и значения радиусов. На основе этих данных Cavalier обсуждает с заказчиком реализацию проекта. «Иногда мы говорим, что в определенных областях детали есть проблемы, – рассказывает Коренев. Уклон может быть недостаточным, чтобы задать текстурирование. На поверхности детали могут остаться следы, и нам нужно согласовать с заказчиком возможность использования толкателей на внешней поверхности детали. Ребра могут быть слишком толстыми, вызывая дефекты на детали. Есть много разных моментов».

Еще одна типичная проблема – плохое качество поверхностей в CAD-модели, что может повлиять на машинную обработку пресс-формы и качество готовой детали. «Иногда мы получаем CAD-модели, поверхность которых похожа на разбитое стекло, состоящее из множества граней, – продолжает Коренев. – Чем больше будет этих граней, тем больше вероятность, что файл будет поврежден или грани будут выходить за пределы допуска. Очень важно, чтобы CAD-модель была корректной».

На запрос коммерческого предложения Cavalier может ответить по-разному, в зависимости от модели детали. Это может быть простая презентация с изложением технико-экономических обоснований. А может быть ориентировочная цена и сроки изготовления.

В некоторых случаях команда проектировщиков создает в NX предварительную CAD-модель пресс-формы, чтобы подтвердить точность предложенных расценок. Для этого в Cavalier создали специальную программу, которая использует NX, чтобы автоматически создать модель пресс-формы. Проектировщики задают несколько параметров, в том числе расстояния вокруг детали в направлениях X или Y, на основе которых программа выбирает стандартные плиты для создания пресс-формы. «За 15 минут мы можем получить подробную 3D-модель пресс-формы, – говорит Коренев. – Используется интерфейс NX, но это наша собственная программа».

Как только заказчик отвечает согласием на коммерческое предложение, инженеры Cavalier начинают детальную разработку пресс-формы. Используя приложение NX «Проектирование пресс-форм», они строят линию разъема и получают матрицу и пуансон. По мере усложнения конструкции пресс-формы инженеры используют цветовую кодировку в NX, чтобы все было максимально наглядно – например, поверхности разъема делают зелеными, грани деталей серыми, литниковую систему синей, систему вентиляции розовой. Благодаря цветовой кодировке специалисты моментально видят все особенности конструкции и функционирования пресс-формы.

Итогом процесса проектирования в Cavalier служит полная 3D модель сборки, каждая деталь которой создана в NX. Также в NX создается состав изделия и, если требуется, чертеж пресс-формы.

Все данные проектирования, необходимые для технологической подготовки производства, обрабатываются в системах управления данными по проектам и продуктам Cavalier, которые автоматически конвертируют модели компонентов пресс-формы, созданные в NX, в файлы, которые используются для программирования и обработки на станках с ЧПУ.

В цехе Cavalier используется самое современное оборудование, включая высокоскоростные многофункциональные обрабатывающие центры с высокоскоростными устройствами смены инструментов. Последним приобретением компании стали три электроэрозионных станка. Цех Cavalier может послужить образцом эффективности: он работает в режиме 24/7, с автоматизацией на каждом уровне и минимальным количеством выполняемых вручную задач.

Индивидуальная настройка приложений в NX

Джим Коренев написал программы для автоматизации всех возможных действий, используя весь диапазон решений NX для программирования и индивидуальной настройки приложений. В числе этих инструментов – язык интерактивного графического программирования (GRIP) из ранних версий, API для Visual Basic, журналирование, а также NX SNAP™.

«Программирование необходимо для автоматизации задач, которые вы выполняете каждый день – может быть, даже четыре или пять раз в день, – говорит Коренев. – Эти задачи должны быть как можно проще и конкретнее. Программирование позволяет убрать лишние шаги процесса или сократить число действий пользователя». Помимо автоматического создания моделей пресс-форм, Cavalier использует кастомизированные программы для упрощения добавления атрибутов в сборки пресс-форм, автоматизации гравировки и более эффективного выполнения других функций.

Cavalier работает в тесном сотрудничестве с компанией Longterm Technology Services, партнером Siemens Digital Industries Software, специализирующимся на проектировании пресс-форм и оснастки для автомобильной промышленности. Помимо поддержки NX, Longterm консультирует компанию Cavalier по вопросам автоматизации, помогая добиваться еще больших успехов. Cavalier запрашивает различные улучшения, связанные с работой NX, и Longterm совместно с разработчиками NX предоставляет компании эти улучшения. «Команда разработчиков NX внимательно относится к пожеланиям своих заказчиков, и пока мы очень довольны результатами, – говорит Коренев. – Некоторые вещи, которые мы попросили сделать, уже реализованы».

Признание достижений

В 2015 году журнал MoldMaking Technology высоко оценил эффективность, инновационность компании Cavalier и качество ее изделий и присудил ей награду в категории «Срок реализации». Выдающиеся успехи североамериканского производителя были отмечены на ежегодном вручении наград. В качестве основных факторов лидерства Cavalier были названы стандартизированный гибкий процесс, использование инновационных технологий и философия, в центре которой стоят интересы людей.