Bagaimana transisi mesin CNC mekanis tradisional berukuran ruangan ke mesin desktop (seperti mesin penggilingan CNC desktop alat Bantam dan mesin penggilingan PCB desktop alat Bantam) disebabkan oleh perkembangan komputer pribadi, mikrokontroler, dan komponen peralatan elektronik lainnya. Tanpa perkembangan ini, peralatan mesin CNC yang kuat dan ringkas tidak akan mungkin ada saat ini.
Pada tahun 1980, evolusi teknik kontrol dan jadwal pengembangan dukungan elektronik dan komputer.
Fajar komputer pribadi
Pada tahun 1977, tiga “mikrokomputer” dirilis secara bersamaan – Apple II, pet 2001 dan TRS-80 – pada bulan Januari 1980, majalah byte mengumumkan bahwa “era komputer pribadi siap pakai telah tiba”. Perkembangan komputer pribadi telah meningkat pesat sejak saat itu, ketika persaingan antara Apple dan IBM mengalami pasang surut.
Pada tahun 1984, Apple merilis Macintosh klasik, komputer pribadi berbasis mouse pertama yang diproduksi secara massal dengan antarmuka pengguna grafis (GUI). Macintosh hadir dengan macpaint dan macwrite (yang mempopulerkan aplikasi WYSIWYG WYSIWYG). Tahun berikutnya, melalui kerjasama dengan Adobe, program grafis baru diluncurkan, yang meletakkan dasar bagi desain berbantuan komputer (CAD) dan manufaktur berbantuan komputer (CAM).
Pengembangan program CAD dan cam
Perantara antara komputer dan peralatan mesin CNC adalah dua program dasar: CAD dan cam. Sebelum kita mendalami sejarah singkat keduanya, berikut ulasannya.
Program CAD mendukung pembuatan, modifikasi, dan berbagi objek 2D atau 3D secara digital. Program cam memungkinkan Anda memilih alat, bahan, dan kondisi lain untuk operasi pemotongan. Sebagai seorang insinyur, meskipun Anda telah menyelesaikan semua pekerjaan CAD dan mengetahui tampilan suku cadang yang Anda inginkan, mesin milling tidak mengetahui ukuran atau bentuk pemotong frais yang ingin Anda gunakan, atau detail ukuran material atau jenis.
Program cam menggunakan model yang dibuat oleh Insinyur di CAD untuk menghitung pergerakan pahat di dalam material. Perhitungan gerakan ini, yang disebut jalur pahat, secara otomatis dihasilkan oleh program bubungan untuk mencapai efisiensi maksimum. Beberapa program kamera modern juga dapat melakukan simulasi di layar bagaimana mesin menggunakan alat pilihan Anda untuk memotong bahan. Daripada melakukan pengujian berulang kali pada peralatan mesin sebenarnya, hal ini dapat menghemat keausan pahat, waktu pemrosesan, dan konsumsi material.
Asal usul CAD modern dapat ditelusuri kembali ke tahun 1957. Program bernama Pronto yang dikembangkan oleh ilmuwan komputer Patrick J. Hanratty diakui sebagai bapak cad/cam. Pada tahun 1971, ia juga mengembangkan program Adam yang banyak digunakan, yang merupakan sistem desain grafis, gambar, dan manufaktur interaktif yang ditulis dalam FORTRAN, yang bertujuan untuk mencapai kemahakuasaan lintas platform. “Analis industri memperkirakan bahwa 70% dari semua sistem cad/cam Mekanik 3-D yang tersedia saat ini dapat ditelusuri kembali ke kode asli Hanratty,” kata Universitas California Irvine, tempat dia melakukan penelitian pada saat itu”.
Sekitar tahun 1967, Patrick J. Hanratty mengabdikan dirinya pada komputer desain sirkuit terpadu berbantuan komputer (CADIC).
Pada tahun 1960, program perintis Sketchpad dari Ivan Sutherland dikembangkan di antara dua program Hanratty, yang merupakan program pertama yang menggunakan antarmuka pengguna grafis penuh.
Perlu dicatat bahwa AutoCAD, diluncurkan oleh Autodesk pada tahun 1982, adalah program CAD 2D pertama yang khusus untuk komputer pribadi dan bukan komputer mainframe. Pada tahun 1994, AutoCAD R13 membuat program tersebut kompatibel dengan desain 3D. Pada tahun 1995, SolidWorks dirilis dengan tujuan yang jelas untuk membuat desain CAD lebih mudah bagi khalayak yang lebih luas, dan kemudian Autodesk Inventor diluncurkan pada tahun 1999, yang menjadi lebih intuitif.
Pada pertengahan 1980-an, demo grafis AutoCAD yang populer dan dapat diskalakan menunjukkan tata surya kita dalam jarak 1:1 kilometer. Anda bahkan dapat memperbesar bulan dan membaca plakat di pendarat bulan Apollo.
Tidak mungkin membicarakan pengembangan mesin CNC tanpa memberikan penghormatan kepada pembuat perangkat lunak yang berkomitmen untuk mengurangi ambang batas masuk desain digital dan menjadikannya dapat diterapkan pada semua tingkat keahlian. Saat ini, Autodesk fusion 360 menjadi yang terdepan. (dibandingkan dengan perangkat lunak serupa seperti Mastercam, UGNX dan PowerMILL, perangkat lunak cad/cam yang kuat ini belum dibuka di Tiongkok.) ini adalah “alat CAD, cam, dan CAE 3D pertama dari jenisnya, yang dapat menghubungkan seluruh pengembangan produk Anda proses ke platform berbasis cloud yang cocok untuk PC, MAC, dan perangkat seluler.” Produk perangkat lunak canggih ini gratis untuk pelajar, pendidik, perusahaan rintisan yang berkualifikasi, dan amatir.
Peralatan mesin CNC kompak awal
Sebagai salah satu pionir dan nenek moyang peralatan mesin CNC kompak, Ted hall, pendiri peralatan shopbot, adalah seorang profesor Neuroscience di Duke University. Di waktu senggangnya, ia suka membuat perahu kayu lapis. Ia mencari alat yang mudah untuk memotong triplek, namun harga menggunakan mesin milling CNC saat itu melebihi $50000. Pada tahun 1994, ia menunjukkan kepada sekelompok orang pabrik kompak yang ia rancang di bengkelnya, sehingga memulai perjalanan perusahaannya.
Dari pabrik ke desktop: MTM snap
Pada tahun 2001, Institut Teknologi Massachusetts (MIT) mendirikan pusat bit dan atom baru, yang merupakan laboratorium saudara dari Laboratorium Media MIT, dan dipimpin oleh Profesor Neil Gershenfeld yang visioner. Gershenfeld dianggap sebagai salah satu pendiri konsep Fab Lab (Laboratorium Manufaktur). Dengan dukungan penghargaan penelitian teknologi informasi senilai US $13,75 juta dari National Science Foundation, Bit and Atom Center (CBA) mulai mencari bantuan untuk membuat jaringan studio kecil untuk menyediakan alat manufaktur digital pribadi kepada masyarakat.
Sebelumnya, pada tahun 1998, Gershenfeld membuka kursus yang disebut “cara membuat (hampir) apa saja” di Institut Teknologi Massachusetts untuk memperkenalkan mahasiswa teknik pada mesin manufaktur industri yang mahal, namun kursusnya menarik mahasiswa dari berbagai latar belakang, termasuk seni, desain. dan arsitektur. Hal ini telah menjadi landasan revolusi manufaktur digital personal.
Salah satu proyek yang lahir dari CBA adalah machine that make (MTM) yang berfokus pada pengembangan prototipe cepat yang dapat digunakan di laboratorium pabrik wafer. Salah satu mesin yang lahir dalam proyek ini adalah mesin milling CNC snap desktop MTM yang dibuat oleh mahasiswa Jonathan Ward, Nadya Peek dan David Mellis pada tahun 2011. Menggunakan plastik HDPE snap tugas berat (dipotong dari talenan dapur) pada CNC shopbot besar mesin penggilingan, mesin penggilingan 3 sumbu ini berjalan pada mikrokontroler Arduino berbiaya rendah, dan dapat secara akurat menggiling segala sesuatu mulai dari PCB hingga busa dan kayu. Pada saat yang sama, ini diinstal pada desktop, portabel dan terjangkau.
Pada saat itu, meskipun beberapa produsen mesin penggilingan CNC seperti shopbot dan epilog mencoba merilis mesin penggilingan versi desktop yang lebih kecil dan lebih murah, harganya masih cukup mahal.
Snap MTM terlihat seperti mainan, tetapi telah sepenuhnya mengubah penggilingan desktop.
Dalam semangat Fab Lab yang sesungguhnya, tim snap MTM bahkan membagikan bill of material mereka sehingga Anda dapat membuatnya sendiri.
Tak lama setelah pembuatan snap MTM, anggota tim Jonathan Ward bekerja dengan insinyur Mike Estee dan Forrest Green dan ilmuwan material Danielle Applestone untuk melaksanakan proyek yang didanai DARPA yang disebut mentor (eksperimen manufaktur dan promosi) untuk “melayani abad ke-21.”
Tim bekerja di laboratorium lain di San Francisco, menggabungkan kembali dan memeriksa kembali desain peralatan mesin snap MTM, dengan tujuan membuat mesin penggilingan CNC desktop dengan harga yang wajar, akurasi dan kemudahan penggunaan. Mereka menamakannya othermill, yang merupakan pendahulu dari mesin penggilingan PCB desktop alat Bantam.
Evolusi tiga generasi pabrik lainnya
Pada bulan Mei 2013, tim mesin lain Co. berhasil meluncurkan aktivitas crowdfunding. Sebulan kemudian, pada bulan Juni, alat shopbot meluncurkan kampanye (juga berhasil) untuk mesin CNC portabel yang disebut handibot, yang dirancang untuk digunakan langsung di situs kerja. Kualitas utama dari kedua mesin ini adalah perangkat lunak yang menyertainya – otherplan dan fabmo – masing-masing dirancang untuk menjadi program WYSIWYG yang intuitif dan mudah digunakan, sehingga khalayak luas dapat menggunakan pemrosesan CNC. Tentu saja, dengan dukungan kedua proyek ini, masyarakat siap dengan inovasi semacam ini.
Gagang kuning cerah ikonik Handibot mengumumkan portabilitasnya.
Tren berkelanjutan dari pabrik ke desktop
Sejak mesin pertama digunakan secara komersial pada tahun 2013, gerakan manufaktur digital desktop telah ditingkatkan. Mesin penggilingan CNC kini mencakup semua jenis mesin CNC dari pabrik hingga desktop, mulai dari mesin pembengkok kawat hingga mesin rajut, mesin pembentuk vakum, mesin pemotong jet air, mesin pemotong laser, dll.
Jenis peralatan mesin CNC yang dipindahkan dari bengkel pabrik ke desktop terus berkembang.
Tujuan pengembangan laboratorium Fab, yang awalnya lahir di MIT, adalah untuk mempopulerkan mesin manufaktur digital yang canggih namun mahal, mempersenjatai pikiran cerdas dengan peralatan, dan mewujudkan ide-ide mereka ke dunia fisik. Hanya orang berpengalaman yang bisa mendapatkan profesional masa lalu dengan alat ini. Kini, revolusi manufaktur desktop semakin memajukan pendekatan ini, mulai dari laboratorium Fab hingga bengkel pribadi, dengan mengurangi biaya secara signifikan sekaligus menjaga akurasi profesional.
Seiring dengan berlanjutnya tren ini, terdapat perkembangan baru yang menarik dalam mengintegrasikan kecerdasan buatan (AI) ke dalam manufaktur desktop dan desain digital. Bagaimana perkembangan ini terus mempengaruhi manufaktur dan inovasi masih harus dilihat, namun kita telah menempuh perjalanan jauh dari era komputer berukuran ruangan dan peralatan manufaktur canggih yang sepenuhnya terikat pada institusi dan perusahaan besar. Kekuasaan kini ada di tangan kita.
Waktu posting: 19 Juli-2022