La forma en que las máquinas CNC mecánicas tradicionales del tamaño de una habitación pasan a máquinas de escritorio (como la fresadora CNC de escritorio Bantam Tools y la fresadora PCB de escritorio Bantam Tools) se debe al desarrollo de computadoras personales, microcontroladores y otros componentes de equipos electrónicos. Sin estos avances, hoy en día no serían posibles máquinas herramienta CNC potentes y compactas.
En 1980, la evolución de la ingeniería de control y el calendario para el desarrollo del soporte electrónico e informático.
El amanecer de la computadora personal
En 1977, se lanzaron simultáneamente tres “microcomputadoras”: Apple II, pet 2001 y TRS-80; en enero de 1980, la revista byte anunció que “ha llegado la era de las computadoras personales listas para usar”. El desarrollo de las computadoras personales ha mejorado rápidamente desde entonces, cuando la competencia entre Apple e IBM tenía altibajos.
En 1984, Apple lanzó el clásico Macintosh, la primera computadora personal producida en masa impulsada por un mouse y con una interfaz gráfica de usuario (GUI). Macintosh viene con macpaint y macwrite (que popularizan las aplicaciones WYSIWYG). Al año siguiente, a través de la cooperación con Adobe, se lanzó un nuevo programa de gráficos que sentó las bases para el diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM).
Desarrollo de programas CAD y cam.
El intermediario entre la computadora y la máquina herramienta CNC son dos programas básicos: CAD y cam. Antes de profundizar en la breve historia de ambos, aquí hay una descripción general.
Los programas CAD admiten la creación, modificación y uso compartido digital de objetos 2D o 3D. El programa de levas le permite seleccionar herramientas, materiales y otras condiciones para las operaciones de corte. Como ingeniero, incluso si ha completado todo el trabajo CAD y conoce la apariencia de las piezas que desea, la fresadora no conoce el tamaño o la forma de la fresa que desea utilizar, ni los detalles del tamaño o tamaño del material. tipo.
El programa de levas utiliza el modelo creado por el Ingeniero en CAD para calcular el movimiento de la herramienta en el material. Estos cálculos de movimiento, llamados trayectorias de herramientas, son generados automáticamente por el programa de leva para lograr la máxima eficiencia. Algunos programas de levas modernos también pueden simular en la pantalla cómo la máquina utiliza la herramienta de su elección para cortar materiales. En lugar de realizar pruebas una y otra vez en máquinas herramienta reales, puede ahorrar desgaste de herramientas, tiempo de procesamiento y consumo de material.
El origen del CAD moderno se remonta a 1957. El programa Pronto, desarrollado por el informático Patrick J. Hanratty, es reconocido como el padre de cad/cam. En 1971, también desarrolló el programa ampliamente utilizado Adam, que es un sistema interactivo de diseño gráfico, dibujo y fabricación escrito en FORTRAN, cuyo objetivo es la omnipotencia multiplataforma. "Los analistas de la industria estiman que el 70% de todos los sistemas CAD/CAM mecánicos 3-D disponibles en la actualidad se remontan al código original de Hanratty", dijo la Universidad de California Irvine, donde realizó la investigación en ese momento.
Hacia 1967, Patrick J. Hanratty se dedicó al diseño asistido por computadora de computadoras con circuitos integrados (CADIC).
En 1960, entre los dos programas de Hanratty se desarrolló el programa pionero Sketchpad de Ivan Sutherland, que fue el primer programa en utilizar una interfaz gráfica de usuario completa.
Vale la pena señalar que AutoCAD, lanzado por Autodesk en 1982, es el primer programa CAD 2D específicamente para computadoras personales en lugar de computadoras centrales. En 1994, AutoCAD R13 hizo que el programa fuera compatible con el diseño 3D. En 1995, se lanzó SolidWorks con el claro propósito de hacer que el diseño CAD fuera más fácil para un público más amplio, y luego se lanzó Autodesk Inventor en 1999, que se volvió más intuitivo.
A mediados de la década de 1980, una popular demostración gráfica escalable de AutoCAD mostraba nuestro sistema solar en kilómetros 1:1. Incluso puedes acercarte a la luna y leer la placa en el módulo de aterrizaje lunar Apolo.
Es imposible hablar del desarrollo de máquinas CNC sin rendir homenaje a los creadores de software que se comprometen a reducir el umbral de entrada al diseño digital y hacerlo aplicable a todos los niveles. En la actualidad, Autodesk fusion 360 está a la vanguardia. (en comparación con software similar como Mastercam, UGNX y PowerMILL, este potente software CAD/CAM no se ha abierto en China). Es “la primera herramienta 3D CAD, CAM y CAE de su tipo, que puede conectar todo el desarrollo de su producto”. procesar a una plataforma basada en la nube adecuada para PC, MAC y dispositivos móviles”. Este potente producto de software es gratuito para estudiantes, educadores, empresas emergentes cualificadas y aficionados.
Primeras máquinas herramienta CNC compactas
Como uno de los pioneros y antepasados de las máquinas herramienta CNC compactas, Ted Hall, fundador de las herramientas shopbot, fue profesor de Neurociencia en la Universidad de Duke. En su tiempo libre le gusta fabricar barcos de madera contrachapada. Buscó una herramienta que fuera fácil de cortar madera contrachapada, pero incluso el precio de usar fresadoras CNC en ese momento superaba los 50.000 dólares. En 1994 mostró a un grupo de personas el molino compacto que diseñó en su taller, iniciando así la andadura de la empresa.
De la fábrica al escritorio: complemento MTM
En 2001, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) estableció un nuevo centro de bits y átomos, que es el laboratorio hermano del Laboratorio de Medios del MIT y está dirigido por el visionario profesor Neil Gershenfeld. Gershenfeld es considerado uno de los fundadores del concepto Fab Lab (Laboratorio de Fabricación). Con el apoyo del premio de investigación en tecnología de la información de 13,75 millones de dólares de la Fundación Nacional de Ciencias, el Centro Bit and Atom (CBA) comenzó a buscar ayuda para crear una pequeña red de estudios para proporcionar al público herramientas personales de fabricación digital.
Antes de eso, en 1998, Gershenfeld abrió un curso llamado “cómo hacer (casi) cualquier cosa” en el Instituto de Tecnología de Massachusetts para presentar a los estudiantes técnicos las costosas máquinas de fabricación industrial, pero su curso atrajo a estudiantes de diferentes orígenes, incluidos arte y diseño. y arquitectura. Esto se ha convertido en la base de la revolución de la fabricación digital personal.
Uno de los proyectos nacidos del CBA es Machines That Make (MTM), que se enfoca en el desarrollo de prototipos rápidos que puedan ser utilizados en los laboratorios de las fábricas de obleas. Una de las máquinas nacidas en este proyecto es la fresadora CNC de escritorio MTM Snap creada por los estudiantes Jonathan Ward, Nadya Peek y David Mellis en 2011. Utilizando plástico HDPE de alta resistencia (cortado de la tabla de cortar de la cocina) en un CNC de gran tamaño. fresadora, esta fresadora de 3 ejes funciona con un microcontrolador Arduino de bajo costo y puede fresar con precisión todo, desde PCB hasta espuma y madera. Al mismo tiempo, está instalado en el escritorio, es portátil y asequible.
En ese momento, aunque algunos fabricantes de fresadoras CNC, como shopbot y epilog, intentaban lanzar versiones de fresadoras de escritorio más pequeñas y económicas, todavía eran bastante caras.
MTM snap parece un juguete, pero ha cambiado por completo el fresado de escritorio.
Con el espíritu de un verdadero Fab Lab, el equipo de MTM incluso compartió su lista de materiales para que puedas hacerlo tú mismo.
Poco después de la creación de MTM snap, el miembro del equipo Jonathan Ward trabajó con los ingenieros Mike Estee y Forrest Green y la científica de materiales Danielle Applestone para llevar a cabo un proyecto financiado por DARPA llamado mentor (experimento y promoción de fabricación) para "servir al siglo XXI".
El equipo trabajó en otherlab en San Francisco, recombinó y reexaminó el diseño de la máquina herramienta MTM, con el objetivo de fabricar una fresadora CNC de escritorio con precio razonable, precisión y facilidad de uso. Lo llamaron othermill, que es el predecesor de la fresadora de PCB de escritorio Bantam Tools.
Evolución de tres generaciones de otros molinos.
En mayo de 2013, el equipo de other machine Co. lanzó con éxito una actividad de financiación colectiva. Un mes después, en junio, shopbot tools lanzó una campaña (también exitosa) para una máquina CNC portátil llamada handibot, que está diseñada para usarse directamente en el sitio web de trabajo. La principal cualidad de estas dos máquinas es que el software que las acompaña (otherplan y fabmo) está diseñado para convertirse en programas WYSIWYG intuitivos y fáciles de usar, respectivamente, para que una amplia audiencia pueda utilizar el procesamiento CNC. Evidentemente, como demuestra el apoyo de estos dos proyectos, la comunidad está preparada para este tipo de innovación.
El icónico mango amarillo brillante de Handibot anuncia su portabilidad.
Tendencia continua de la fábrica al escritorio
Desde que la primera máquina se puso en uso comercial en 2013, el movimiento de fabricación digital de escritorio se ha actualizado. Las fresadoras CNC ahora incluyen todo tipo de máquinas CNC, desde fábricas hasta computadoras de escritorio, desde máquinas dobladoras de alambre hasta máquinas de tejer, máquinas formadoras al vacío, máquinas cortadoras por chorro de agua, máquinas cortadoras por láser, etc.
Los tipos de máquinas herramienta CNC transferidas de los talleres de fábrica a las computadoras de escritorio están creciendo de manera constante.
El objetivo de desarrollo del laboratorio Fab, nacido originalmente en el MIT, es popularizar máquinas de fabricación digital potentes pero costosas, equipar mentes inteligentes con herramientas y llevar sus ideas al mundo físico. Sólo las personas con experiencia pueden obtener profesionales anteriores con estas herramientas. Ahora, la revolución de la fabricación de computadoras de escritorio está impulsando aún más este enfoque, desde laboratorios fabulosos hasta talleres personales, al reducir significativamente los costos y al mismo tiempo mantener la precisión profesional.
A medida que continúa esta trayectoria, se producen nuevos e interesantes avances en la integración de la inteligencia artificial (IA) en la fabricación de escritorios y el diseño digital. Queda por ver cómo estos avances seguirán afectando la fabricación y la innovación, pero hemos recorrido un largo camino desde la era de las computadoras del tamaño de una habitación y las poderosas herramientas de fabricación completamente ligadas a las grandes instituciones y empresas. El poder ahora está en nuestras manos.
Hora de publicación: 19-jul-2022