Quand l’artisanat rencontre la programmation

Le défi

La réalisation de designs complexes pour la fabrication à la commande est un défi par définition. Certains des plus grands obstacles comprenaient la réalisation de caractéristiques très complexes avec des parcours d’outils avancés à 5 axes et basés sur le maillage. La marge d’erreur était minime, car l’équipe devait respecter des délais serrés afin de livrer les pièces à temps pour le salon EMO 2025. Concilier des délais courts avec des exigences élevées et des tolérances serrées était un défi que l’équipe du projet devait résoudre.

Pour répondre à ces attentes, il fallait un logiciel de conception et de programmation à la fois puissant et intuitif, offrant un contrôle approfondi sans ralentir le processus.

La solution

Mastercam addressed these challenges head on. Here are the features that proved to be most helpful:

• Parcours d’outils multiaxes avancés pour les géométries complexes et organiques

• Convert to 5-Axis to adapt 3D paths quickly for full tool orientation control

• Parcours d’outils unifiés pour un contrôle précis des surfaces et la prévention des collisions

• Usinage basé sur le maillage, idéal pour les données importées ou numérisées.

• Les parcours d’outils de maillage permettent une manipulation complète des corps de maillage, ce qui est idéal pour les travaux de type artistique tels que l’horloge à coucou.

• Stock models and simulation for progressive roughing and intelligent planning

Ces caractéristiques ont non seulement mis en évidence l’incroyable potentiel de l’usinage de précision, mais ont également servi de plateforme pour la conception d’expériences.

Les avantages

• Prototypage et itération plus rapides pour les géométries personnalisées et complexes.

• Des finitions plus propres grâce à un contrôle fiable des collisions

• Stratégies évolutives pour la production personnalisée à la fois unique et répétitive

• Satisfaction accrue des clients grâce à la précision et à la flexibilité du Design

Collaboration sur le coucou

Cette réinterprétation moderne de l’horloge à coucou traditionnelle est un exemple convaincant de l’évolution de l’usinage de précision. Grâce à l’intégration de techniques de programmation et d’usinage avancées, notre équipe de projet a entrepris de fusionner l’artisanat d’antan avec la précision technologique moderne.

Even carving a wood cuckoo clock is no quick venture and can take up to three weeks to complete. Each clock is a layered masterpiece of intricate designs, painted figures and precision mechanics. Our team’s version was machined from aluminum. Call it functional art.

Working with Multiaxis toolpaths posed significant challenges. Selecting numerous surface facets made it difficult to define precise constraints or guide curves. As a result, the team opted to use 3D toolpaths where possible, which worked effectively on mesh geometry.

“This approach allowed us to define boundaries using wireframes and supplemental meshes, especially helpful in the initial setup to machine the walls and decorative accents beneath the roof,” said Gaetan Schnepp, Mastercam’s Project Lead. “The outcome was a clean, accurate toolpath generated with minimal effort.”

Une fois les caractéristiques fondamentales achevées, l’équipe a procédé à la transition du parcours d’outil en utilisant la technique de « conversion à 5 axes ». Cela a permis de réutiliser le modèle d’usinage existant tout en se concentrant sur trois contrôles essentiels : l’orientation de l’axe de l’outil, la gestion des collisions et les stratégies de liaison affinées.

« Le défi le plus complexe a sans doute été l’usinage des arbres stylisés, qui étaient positionnés sous le toit et partiellement obstrués par des clôtures », ajoute Schnepp. « Nous avons conservé leur structure en treillis pour maintenir une esthétique organique, mais cela a introduit une complexité supplémentaire. Pour obtenir une forme plus définie, nous avons utilisé des techniques d’affinage qui ont amélioré la qualité de la surface ».

En utilisant le concept d’un cône divisé verticalement, l’équipe a pu isoler et accéder à chaque côté de l’arbre, en usinant l’avant et l’arrière avec efficacité. Le parcours de l’outil a pu être simplifié et les mécanismes de contrôle des collisions ont permis à l’outil de se rétracter gracieusement le long de la surface de l’arbre. Il n’a donc pas été nécessaire de manipuler manuellement l’orientation de l’outil dans les vallées étroites et les éléments saillants.

Principales caractéristiques qui ont contribué à la réalisation de ce projet

• Mesh Machining: Organic elements like trees beneath the clock’s roof were retained as mesh objects. Using refined 3D toolpaths, the programmer achieved accurate, clean results while preserving shape complexity.

• Conversion de 5 axes: cette fonction permet l’orientation complète de l’outil et le contrôle des collisions dans les zones difficiles, telles que l’usinage sous le toit et derrière les clôtures.

• Stratégie du cœur propre: Pour accéder à des éléments intérieurs cachés tels que les bases des arbres, un cône vertical a été sectionné et utilisé pour guider l’usinage à partir de l’avant et de l’arrière.

• Unified Toolpath with Guide Mode: For panels and tight surface areas, guide-based containment strategies allowed optimal passes even if standard parallel paths failed.

• Deburr in 5-Axis: Despite the intricate nature of the part, this toolpath delivered fast, safe edge finishing thanks to accurate machine kinematic awareness and tilt angle restrictions.

• Stock Model Planning: Toolpaths were planned and split into progressive stages, using exported mesh-based stock models to visualize material remaining and segment the job into logical units.

Les résultats mettent en lumière une prouesse technique. « Au début, beaucoup pensaient que les subtilités de ce Projection étaient impossibles. Le fait de le voir terminé a prouvé ce que ce logiciel, ces outils de coupe et ce combo de machines peuvent faire », a déclaré l’expert en applications techniques de Seco.

L’usinage de précision est depuis longtemps célébré pour sa capacité à transformer des matériaux bruts en composants fonctionnels d’une grande précision. Le projet d’horloge à coucou est un exemple étonnant de la façon dont cette technologie peut être utilisée pour créer des objets non conventionnels et au design complexe, qui lient l’art à l’ingénierie.

En bref

• Durée totale de l’usinage: 47 heures

• Materials: Aluminium

• Taille de la pièce: 300x300x160 mm

• Machine Platform: Hermle C42series 5-axis

• Plate-forme FAO: Mastercam

• Vérification: Vericut

• Tooling: SECO Tools

• Maintien de pièce: SMW Autoblock

Vidéo : La fabrication de l’horloge

Un regard plus attentif sur les subtilités de l’horloge