Il modo in cui le tradizionali macchine CNC meccaniche di dimensioni standard passano alle macchine desktop (come la fresatrice CNC desktop Bantam Tools e la fresatrice PCB desktop Bantam Tools) è dovuto allo sviluppo di personal computer, microcontrollori e altri componenti di apparecchiature elettroniche.Senza questi sviluppi, oggi non sarebbero possibili macchine utensili CNC potenti e compatte.
Entro il 1980, l'evoluzione dell'ingegneria di controllo e il calendario per lo sviluppo del supporto elettronico e informatico.
L'alba del personal computer
Nel 1977 furono rilasciati contemporaneamente tre "microcomputer" - Apple II, pet 2001 e TRS-80 - nel gennaio 1980, la rivista byte annunciò che "l'era dei personal computer pronti è arrivata".Lo sviluppo dei personal computer è stato rapidamente aggiornato da allora, quando la concorrenza tra Apple e IBM è diminuita e fluida.
Nel 1984, Apple ha rilasciato il classico Macintosh, il primo personal computer guidato dal mouse prodotto in serie con un'interfaccia utente grafica (GUI).Macintosh viene fornito con macpaint e macwrite (che rendono popolari le applicazioni WYSIWYG WYSIWYG).L'anno successivo, grazie alla collaborazione con Adobe, è stato lanciato un nuovo programma di grafica, che ha gettato le basi per la progettazione assistita da computer (CAD) e la produzione assistita da computer (CAM).
Sviluppo di programmi CAD e cam
L'intermediario tra computer e macchina utensile CNC è costituito da due programmi di base: CAD e cam.Prima di approfondire la breve storia di entrambi, ecco una panoramica.
I programmi CAD supportano la creazione digitale, la modifica e la condivisione di oggetti 2D o 3D.Il programma camma consente di selezionare utensili, materiali e altre condizioni per le operazioni di taglio.Come ingegnere, anche se hai completato tutto il lavoro CAD e conosci l'aspetto delle parti che desideri, la fresatrice non conosce le dimensioni o la forma della fresa che desideri utilizzare, né i dettagli della dimensione del tuo materiale o genere.
Il programma cam utilizza il modello creato dall'Ingegnere in CAD per calcolare il movimento dell'utensile nel materiale.Questi calcoli del movimento, chiamati percorsi utensile, sono generati automaticamente dal programma camma per ottenere la massima efficienza.Alcuni moderni programmi di camme possono anche simulare sullo schermo come la macchina utilizza l'utensile scelto per tagliare i materiali.Invece di eseguire test ripetuti su macchine utensili reali, è possibile risparmiare sull'usura degli utensili, sui tempi di lavorazione e sul consumo di materiale.
L'origine del CAD moderno può essere fatta risalire al 1957. Il programma chiamato Pronto sviluppato dallo scienziato informatico Patrick J. Hanratty è riconosciuto come il padre del cad/cam.Nel 1971, ha anche sviluppato il programma ampiamente utilizzato Adam, che è un sistema interattivo di progettazione grafica, disegno e produzione scritto in FORTRAN, mirato all'onnipotenza multipiattaforma."Gli analisti del settore stimano che il 70% di tutti i sistemi cad/cam meccanici 3D disponibili oggi possono essere ricondotti al codice originale di Hanratty", ha affermato l'Università della California Irvine, dove ha condotto la ricerca in quel momento".
Intorno al 1967, Patrick J. Hanratty si dedicò alla progettazione assistita da computer di computer a circuito integrato (CADIC).
Nel 1960, il programma pionieristico Sketchpad di Ivan Sutherland è stato sviluppato tra i due programmi di Hanratty, che è stato il primo programma a utilizzare un'interfaccia utente grafica completa.
Vale la pena notare che AutoCAD, lanciato da Autodesk nel 1982, è il primo programma CAD 2D specifico per personal computer anziché per computer mainframe.Nel 1994, AutoCAD R13 ha reso il programma compatibile con la progettazione 3D.Nel 1995, SolidWorks è stato rilasciato con il chiaro scopo di rendere la progettazione CAD più semplice per un pubblico più ampio, quindi Autodesk Inventor è stato lanciato nel 1999, che è diventato più intuitivo.
A metà degli anni '80, una popolare demo grafica scalabile di AutoCAD mostrava il nostro sistema solare in 1:1 chilometri.Puoi persino ingrandire la luna e leggere la targa sul lander lunare Apollo.
È impossibile parlare di sviluppo di macchine CNC senza rendere omaggio ai creatori di software che si impegnano a ridurre la soglia di ingresso della progettazione digitale e renderla applicabile a tutti i livelli di abilità.Al momento, Autodesk fusion 360 è in prima linea.(rispetto a software simili come Mastercam, UGNX e PowerMILL, questo potente software cad/cam non è stato aperto in Cina.) è "il primo strumento CAD 3D, cam e CAE del suo genere, in grado di collegare l'intero sviluppo del prodotto processo su una piattaforma basata su cloud adatta per PC, MAC e dispositivi mobili.Questo potente prodotto software è gratuito per studenti, educatori, start-up qualificate e dilettanti.
Le prime macchine utensili CNC compatte
Come uno dei pionieri e antenati delle macchine utensili a controllo numerico compatte, Ted Hall, il fondatore di Shopbot Tools, è stato professore di Neuroscienze alla Duke University.Nel tempo libero gli piace costruire barche in compensato.Ha cercato uno strumento che fosse facile da tagliare il compensato, ma anche il prezzo dell'utilizzo di fresatrici CNC in quel momento superava i $ 50000.Nel 1994 ha mostrato a un gruppo di persone il mulino compatto che ha progettato nella sua officina, iniziando così il percorso dell'azienda.
Dalla fabbrica al desktop: snap MTM
Nel 2001, il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha istituito un nuovo centro bit and atom, che è il laboratorio gemello del MIT Media Laboratory, ed è guidato dal visionario professor Neil Gershenfeld.Gershenfeld è considerato uno dei fondatori del concetto Fab Lab (Manufacturing Laboratory).Con il supporto del premio per la ricerca sulla tecnologia dell'informazione da 13,75 milioni di dollari della National Science Foundation, il Bit and Atom Center (CBA) ha iniziato a cercare aiuto per creare una piccola rete di studi per fornire al pubblico strumenti di produzione digitale personali.
In precedenza, nel 1998, Gershenfeld ha aperto un corso chiamato "come fare (quasi) qualsiasi cosa" presso il Massachusetts Institute of Technology per presentare agli studenti tecnici le costose macchine per la produzione industriale, ma il suo corso ha attirato studenti di diversa estrazione, tra cui arte, design e architettura.Questo è diventato il fondamento della rivoluzione della produzione digitale personale.
Uno dei progetti nati da CBA è macchine che fanno (MTM), che si concentra sullo sviluppo di prototipi rapidi che possono essere utilizzati nei laboratori delle fabbriche di wafer.Una delle macchine nate in questo progetto è la fresatrice CNC desktop MTM snap creata dagli studenti Jonathan Ward, Nadya peek e David Mellis nel 2011. Utilizzando plastica HDPE a scatto per impieghi gravosi (tagliata dal tagliere della cucina) su un grande shopbot CNC fresatrice, questa fresatrice a 3 assi funziona su un microcontrollore Arduino a basso costo e può fresare con precisione qualsiasi cosa, dal PCB alla schiuma e al legno.Allo stesso tempo, è installato sul desktop, portatile e conveniente.
A quel tempo, sebbene alcuni produttori di fresatrici CNC come shopbot ed epilog stessero cercando di rilasciare versioni desktop più piccole ed economiche delle fresatrici, erano comunque piuttosto costose.
Lo snap MTM sembra un giocattolo, ma ha completamente cambiato la fresatura del desktop.
Nello spirito di un vero Fab Lab, il team di snap MTM ha persino condiviso la propria distinta base in modo che tu possa realizzarla da solo.
Poco dopo la creazione di MTM snap, il membro del team Jonathan Ward ha lavorato con gli ingegneri Mike Estee e Forrest Green e la scienziata dei materiali Danielle applestone per realizzare un progetto finanziato dalla DARPA chiamato mentor (esperimento di produzione e promozione) per "servire il 21° secolo".
Il team ha lavorato presso l'otherlab di San Francisco, ha ricombinato e riesaminato il design della macchina utensile a scatto MTM, con l'obiettivo di produrre una fresatrice CNC desktop con un prezzo ragionevole, precisione e facilità d'uso.Lo hanno chiamato othermill, che è il predecessore della fresatrice PCB desktop Bantam Tools.
Evoluzione di tre generazioni di othermill
A maggio 2013, il team di other machine Co. ha lanciato con successo un'attività di crowdfunding.Un mese dopo, a giugno, shopbot tools ha lanciato una campagna (anch'essa di successo) per una macchina CNC portatile chiamata handibot, progettata per essere utilizzata direttamente sul sito web del lavoro.La qualità principale di queste due macchine è che il software di accompagnamento, otherplan e fabmo, è progettato per diventare rispettivamente programmi WYSIWYG intuitivi e facili da usare, in modo che un vasto pubblico possa utilizzare la lavorazione CNC.Ovviamente, come dimostra il supporto di questi due progetti, la community è pronta per questo tipo di innovazione.
L'iconica maniglia giallo brillante di Handibot ne annuncia la portabilità.
Trend continuo dalla fabbrica al desktop
Da quando la prima macchina è stata messa in uso commerciale nel 2013, il movimento di produzione digitale desktop è stato aggiornato.Le fresatrici CNC ora includono tutti i tipi di macchine CNC, dalle fabbriche ai desktop, dalle macchine piegafili alle macchine per maglieria, macchine per formatura sottovuoto, macchine per il taglio a getto d'acqua, macchine per il taglio laser, ecc.
I tipi di macchine utensili CNC trasferite dalle officine di fabbrica ai desktop sono in costante crescita.
L'obiettivo di sviluppo del laboratorio Fab, originariamente nato al MIT, è quello di rendere popolari macchine di produzione digitale potenti ma costose, armare menti intelligenti con strumenti e portare le loro idee nel mondo fisico.Solo persone esperte possono ottenere professionisti del passato con questi strumenti.Ora, la rivoluzione della produzione desktop sta facendo avanzare ulteriormente questo approccio, dai laboratori Fab alle officine personali, riducendo significativamente i costi pur mantenendo l'accuratezza professionale.
Mentre questa traiettoria continua, ci sono nuovi entusiasmanti sviluppi nell'integrazione dell'intelligenza artificiale (AI) nella produzione desktop e nella progettazione digitale.Resta da vedere come questi sviluppi continuino a influenzare la produzione e l'innovazione, ma abbiamo fatto molta strada dall'era dei computer delle dimensioni di una stanza e dei potenti strumenti di produzione completamente legati a grandi istituzioni e aziende.Il potere è ora nelle nostre mani.
Tempo di pubblicazione: 19-luglio-2022