nuevas herramientas cad/cam en el canal de experiencias

CANAL
DE
EXPERIENCIAS
HIDRODINÁMICAS,
EL
PARDO
Publicación núm. 193
NUEVAS HERRAMIENTAS CAD/CAM EN EL
CANAL DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS DE
EL PARDO (CEHIPAR)
POR
J. VALLE
Ministerio
de Defensa
MADRID
ENERO 2006
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NUEVAS HERRAMIENTAS CAD/CAM EN EL
CANAL DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS DE
EL PARDO (CEHIPAR)
POR
J. VALLE
Publicado en el número 121 de la revista Infomarine
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Nuevas herramientas CAD/CAM en el Canal de
Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo
(CEHIPAR)
Desde su origen, en el año 1.928, el Canal de Experiencias
Hidrodinámicas de El Pardo, CEHIPAR, ha contado con equipos
y herramientas avanzadas para el proyecto, construcción, y
mecanizado de sus modelos (carenas, propulsores, apéndices, ...),
acorde con la tecnología de cada época. La evolución de la
electrónica y la informática en las últimas décadas ha conllevado
la sustitución de las tradicionales herramientas puramente
mecánicas por las nuevas herramientas mecánico/electrónicas
basadas en control numérico (CNC). Fiel a su filosofía
innovadora el CEHIPAR ha actualizado sus equipos y adquirido
nuevas herramientas de última generación.
U
no de los mayores avances en
las técnicas de proyectos de
buques y artefactos ha sido la
definición numérica de sus superficies
utilizando NURBS, técnica que ha
permitido pasar de modelos de
alambre (basados en líneas) a
modelos de superficies continuas,
facilitando la definición y el posterior
alisado de carenas, propulsores,
apéndices, etc. En el CEHIPAR se
usan para este fin aplicaciones
informáticas de desarrollo propio y
otros programas comerciales como
Microstation©, Maxsurf© y Solidworks©,
empleando para la interconexión entre
ellos archivos de formato IGES.
Proyecto y optimización de formas
El uso de la nueva metodología de
definición de superficies descrita ha
permitido
introducir
variaciones
sustanciales en el concepto de
proyecto y definición de modelos antes
de ser ensayados. La definición
matemática
de
las
carenas,
propulsores y apéndices permite
enlazar de forma sencilla los sistemas
de CAD con las aplicaciones para la
optimización de formas basadas en
cálculos
hidrodinámicos
por
ordenador, comúnmente denominados
CFD (Computacional Fluid Dynamics).
Dentro de este tipo de aplicaciones el
CEHIPAR ha adquirido recientemente
el programa CFX© con el que se
pueden realizar cálculos de flujo
viscoso tanto de carenas como de
cualquier otro cuerpo, con y sin
superficie
libre.
Este
programa
complementa a los ya existentes,
Rapid© y Shipflow©, para carenas, y al
software para el diseño, cálculo y
optimización de hélices desarrollados
en base a un consorcio con la
Universidad de Texas (EEUU).
Una vez optimizado el diseño los
datos
obtenidos
pueden
ser
transferidos al ya mencionado formato
IGES para ser remitidos al cliente, que
lo puede incluir automáticamente en
sus sistemas de CAD para su
evaluación.
CAM
Con
el
archivo
definitivo
es
prácticamente inmediata la generación
de los ficheros de control numérico
mediante el uso del programa
Mastercam© y los post-procesadores
desarrollados por los fabricantes del
software de las máquinas de control
numérico
en
colaboración
con
personal del CEHIPAR.
Para el proceso de fabricación de
modelos, tanto de carenas, como
hélices
y
apéndices
(timones,
arbotantes, ...) se dispone de un taller
mecánico, dotado con las máquinas
herramientas habituales en este tipo
de instalaciones, y de equipos
específicos como tres fresadoras y un
torno, todos ellos de control numérico.
Este formato normalizado permite así
mismo el intercambio de información
entre este primer nivel de tratamiento
de los datos y el resto de aplicaciones
existentes en el CEHIPAR, entre las
que destacan las herramientas de
diseño y optimización (CFD) y las de
producción
propiamente
dichas
(CAM).
-1-
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Fresadora de 5 ejes
De la casa BERMAQ modelo SG-174
con capacidad para mecanizar piezas
de:
Dada su capacidad es utilizada
habitualmente para el mecanizado de
carenas de modelos, aunque puede
ser empleada en el fresado de
apéndices de gran tamaño.
- Largo .... 10950 mm.
- Ancho ..... 2500 mm.
- Alto ......... 1200 mm.
Con un control numérico SIEMENS,
SINUMERIK 840D, una potencia de
12kW, velocidad de desplazamiento
de hasta 40000 mm/min, velocidad de
giro del cabezal de hasta 6000 º/min y
una velocidad de giro de la
herramienta entre 1000 y 20000 rpm,
permite el mecanizado de piezas
fabricadas en distintos materiales
como aluminio, bronce, madera,
parafina, poliestirenos, espumas de
PVC, poliuretanos y otros materiales
compuestos.
Dada su capacidad es utilizada
habitualmente para el mecanizado de
carenas de modelos, aunque también
puede ser empleada en el fresado de
cualquier tipo de apéndices.
Torno de CNC
De la casa GILDEMEISTER modelo
NEF-320
con
las
siguientes
características principales:
Fresadora de 4 ejes
De la casa LAGUN modelo FTV-5CNC
con capacidad para mecanizar piezas
de:
- Largo........ 720 mm.
- Ancho....... 400 mm.
- Alto........... 150 mm.
-
Diámetro de volteo....... >300 mm.
Distancia puntos .......... >700 mm.
Velocidad............ hasta 4000 rpm
Potencia............................... 8 kW
Su uso permite la fabricación de
piezas como ejes, núcleos de hélices,
trompetillas, tapones, etc.
Con un control numérico FAGOR y
velocidad de desplazamiento de hasta
6000 mm/min y una velocidad de giro
de la herramienta de hasta 4000 rpm,
permite el mecanizado de piezas
fabricadas en aluminio, bronce, otros
metales, madera, parafina, plásticos
técnicos, poliestirenos, espumas de
PVC, poliuretanos y otros materiales
compuestos.
Conclusión
Dada su capacidad es utilizada
habitualmente para el mecanizado de
propulsores y apéndices.
Fresadora de 3 ejes
De la casa KEMPF&REMMERS
modelo B-15 con capacidad para
mecanizar piezas de:
- Largo .... 10000 mm.
- Ancho ..... 1800 mm.
- Alto ........... 860 mm.
Con un control numérico SIEMENS,
SINUMERIK 840D, velocidad de
mecanizado de hasta 3000 mm/min y
una velocidad de giro de la
herramienta de hasta 3000 rpm,
permite el mecanizado de piezas
fabricadas en distintos materiales
como madera, parafina, poliestirenos,
espumas de PVC, poliuretanos y otros
materiales compuestos.
-2-
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La implantación de nuevos equipos ha
permitido mejorar los plazos de
fabricación de los modelos así como
garantizar un estándar de acabado
muy superior al exigido por las normas
aplicables para ensayos con modelos
recomendadas por la Internacional
Towing Tank Conference (ITTC),
referencia de todos los laboratorios
hidrodinámicos.