Электроэрозиялық кесу машинасы: Зергерлік бұйымдарды жасаудағы дәлдікті қайта анықтау

Жүзік жасаудың даму тарихы: Электрразрядтық кесу машиналары қалай сандық дәлдікті қамтамасыз етеді

Дәстүрлі шеберліктен электрразрядтық кесу арқылы сандық өңдеуге дейін

Ескі кезде зергерлер негізінен орамалдар мен балқыту моделдері сияқты қарапайым құралдармен жұмыс істегенді, яғни дизайнерлер физикалық түрде жасай алатын нәрселерге шектелген болатын. Бүгінгі таңда қысқаша EDM деп аталатын Электрразрядтық Кесу (Electrical Discharge Machining) арқасында жағдай өзгерді. Бұл технология адам қолымен мүмкін болатындан анағұрлым жоғары, шамамен 0,02 миллиметрлік дәлдікке жетуге мүмкіндік береді. Дизайнерлер енді сағаттар бойы детальдарды қолмен оюға уақыт жұмсамайды. Оның орнына олар компьютерлік сызбаларын платиналық жіңішке безендірулерге немесе алтын бұйымдарға арналған өте кішкентай ойылған үлгілерге айналдырады. Сандық әдістерге ауысу жоғарғы сапалы зергерлік жасауды нақты түрде өзгертті. Өнер мен ғылым бұрын ешқашан ойлай алмаған жаңа жолдармен қосылып, жасаушылардың шекараларын итеріп, бірақ та сапаның өте жоғары стандарттарын сақтауға мүмкіндік берді.

EDM күрделі металдармен жұмыс істеу үшін байланыссыз өңдеуді қалай қамтамасыз етеді

EDM-де қолданылатын жаншылу әдісі құралдар мен материалдар арасындағы тікелей байланысты толығымен жояды, бұл механикалық кескіштер осындай дәлдікті қамтамасыз ете алмайтын жұқа қабырғалы сақиналар немесе тізбектің медальоны сияқты күрделі нәзік бөлшектерді деформациялаусыз кесуді білдіреді. Сымды EDM құнды тастарды орнату үшін титан арқылы кесу кезінде пайда болатын және дизайнды бүлдіретін микроскопиялық сынаптарды жасамайтындай етіп, кейде 0,1 мм шамасындағы өте нәзік электродтармен жұмыс істейді. Кейбір адамдар нақты 50 зертханада зерттеу жүргізді де EDM-нің 18K алтын қорытпаларын өңдеу кезінде дәстүрлі роторлы құралдармен салыстырғанда қалдықтарды шамамен үштен екіге дейін азайтқанын анықтады. Қазіргі кезде көптеген зергерлер осы технологияға көшуі түсінікті. Аз қалдық — бұл төменгі шығындар мен қанағаттанған тұтынушыларға кемшілсіз өнімдер беру деген сөз.

Зерттеу жағдайы: Жоғары санатты зергерлік студияларда EDM-нің интеграциясы

Bridgeton Atelier бағдарламасы латындық баспалдақты білезіктерді өндіру уақытын 48 сағаттан 9 сағатқа дейін қысқартты, олар полостьтарды детальдау үшін sinker EDM әдісін енгізгеннен кейін. Қолөнерпаздар енді тастарды орнатуға және соңғы өңдеуге назар аударады, ал EDM 950 платинасында 0,5 мм-ден кіші геометриялық үлгілерді дәл өңдейді — бұл сапаның біркелкі болуын қамтамасыз етеді және білікті еңбекті жоғары құнды тапсырмаларға босатады.

Тренд: Қымбат бағалы және өткізгіш металдарды кесудегі EDM-нің қолданылуының өсуі

Зерттеу нәтижесі бойынша, зерттеу қорытқысында (2024 жылғы Goldsmithing Survey), 72%-ден астам ювелирлік өндірушілер палладий мен болаттың гибридті қоспаларын EDM әдісімен өңдейді, бұл әртүрлі металл дизайнына деген сұранысқа байланысты. Жетекші CNC-EDM гибридті жабдықтар лазерлік жүйелерге қарағанда цирконийді кесуде 10 есе жылдам жұмыс істейді және бұл әдіс құрылымдағы жылуға сезімтал тастардың орындарын сақтайды.

Намыссыз дәлдік: Ювелир бұйымдардағы EDM сымының кесу шектері мен бетінің өңделуін түсіну

Ювелир бөлшектерінде 0,02 мм дәлдікке жету

Бүгінгі EDM машиналары дұрыс бақыланатын ортада жұмыс істегенде ±0,002 мм шамасындағы керемет өлшемдік дәлдікті қамтамасыз ете алады. Бұл басқаша болуы мүмкін емес зейнетхана тістеулері мен күрделі гравюралар сияқты өте кішкентай детальдарды жасау мүмкіндігін ашады. Бұл дәлдіктің сырі температураның тербелісін шамамен ±1°C шеңберінде ұстайтын алдыңғы қатарлы температура бақылау жүйелерінде және тербелістерді жұту үшін арнайы негіздерде жатыр. Бұл ерекшеліктер жылу өзгерістері мен механикалық қозғалыстардан туындайтын мәселелерді минималдандыру үшін бірге жұмыс істейді. Күрделі бір-біріне иілген бөлшектері бар сәнге толы конус тәрізді ілуіштерге назар аударыңыз — оларда жиі бүкіл бойына 0,02 мм шамасында біркелкі саңылаулар болады. Миниатюрализацияланған допусстар ең маңызды болып табылатын жоғарғы санаттағы өндірістік қолданбаларда EDM-дің негізгі таңдауына айналуына қарамастан, дәстүрлі фрезерлеу әдістері осындай біркелкілікті қамтамасыз ете алмайды.

Ұсақ және күрделі дизайндар үшін дұрыс сым диаметрін таңдау

Сым диаметрі дәлдік пен өнімділікті теңестіруде маңызды рөл атқарады:

• 0,1–0,3 мм мыс сымдар : Сақиналар мен тізбектерді кесудің жалпы мақсаты үшін ең жақсысы
• 0,02–0,1 мм вольфрам сымдар : Филигрань мен торшаның иірімдерін микрокесуге ең қолайлы

Жұқа сымдар керфтің енін 60% дейін азайтады, осылайша әр онсасы 740 доллар құрайтын қымбат платина қоспаларын үнемдейді. Алайда, олар кесу жылдамдығының төмендеуін талап етеді, бірақ тәжірибелі операторлар өткізу өнімділігін сақтап, бірақ егжей-тегжейлерді құртпай оптимизациялау үшін бейімделуші импульсті жиілік басқаруын қолданады.

Электроэрозиялық өңдеу арқылы жасалған бұйымдарда бетінің тегістігі мен егжей-тегжейлерді теңестіру

Электрлік разрядтық өңдеу, әдетте, 0,15-0,2 мкм Ra аралығындағы беттік өңдеу сапасын қамтамасыз етеді, бұл көптеген зергерлерге күрделі тағаналардың ішіндегі немесе құлыпшалардың аймақтарын мүлдем әшекейлеп жылтыратудың қосымша сатысын өткізбей-ақ өтуге мүмкіндік береді. Электрлік разрядтық құрылғылармен жұмыс істегенде, шамамен 2-ден 6 амперге дейінгі пиктік токтың орнатуларын өзгерту шеберлерге кез келген уақытта ең маңыздысын шешуге мүмкіндік береді. Жоғары токтар күрделі детальдарды жасайды, бірақ бетінің тегіс еместігін қалдырады, ал төменгі токтар ірі детальдардың есебінен тегіс нәтиже береді. Кейбір зерттеулер импульстың ұзақтығын шамамен 50 микросекундтан 10 микросекундқа дейін қысқарту өлшемдік дәлдікті, әдетте, ұсақ ою үшін ±0,005 мм шеңберінде сақтай отырып, беттің тегіс еместігін шамамен 40 пайызға дейін азайтатынын көрсетеді. Мұндай икемділік зергерлерге бұйымдардың сыртқы көрінісі мен киімде болған кездегі қызметіне нақты бақылау жасауға мүмкіндік береді.

Сымдық кесу және шайқау арқылы электр-эрозиялық өңдеу технологиясын пайдаланып күрделі бұйымдар жасау

Микро дәлдікті бөлшектер мен күрделі үлгілер үшін сымдық кесу арқылы электр-эрозиялық өңдеу

Сымдық кесу арқылы электр-эрозиялық өңдеу жұмыс бетінде физикалық түйіспе болмайтындай етіп, жұмыс беті арқылы өтетін жіңішке мырыш немесе мыс сымын (0,05–0,35 мм қалыңдықта) беру арқылы материалды алып тастайды. Бұл әдіс кейде плюс-минус 0,001 мм-ге дейінгі өте аз ауытқуларды талап ететін бөлшектерді жасау үшін өте қолайлы. Мысалы, күрделі бұйымдардың үлгілері, сағаттар үшін өте кішкентай тістіктер немесе әуежаңдар компоненттерінде қолданылатын жіңішке торлы құрылымдар. Кесу кезінде құралдардан түсетін қысым мүлдем болмағандықтан, алтын мен платина сияқты бағалы металдардағы ең сезімтал детальдар түгелдей сақталып қалады. Саланың деректері бойынша, бұл машиналар Ra 0,8 микронға дейінгі тегіс беттер алуға мүмкіндік береді, яғни цехтар күрделі пішіндерді механикалық өңдегеннен кейін полировкалауға шамамен 40% аз уақыт жұмсайды. Көптеген бұйымдар шеберлері мен медициналық құрылғылар өндірушілері осы артықшылықтарына байланысты дәл осы әдіске көшті.

Егжей-тегжейлі ойықтар, мәтіндер және үш өлшемді пішіндер үшін шегелейтін ЭҚК

Шегелейтін ЭҚК процесі кәдімгі кесу құралдарының жетпейтін терең ойықтар, күрделі мәтіндер мен күрделі үш өлшемді рельефтерді жасау үшін арнайы пішінделген графит электродтарын қолдануға негізделген. Ювелирлер нақтылы тиектерді гравировкалау, күрделі мәтінді сілтеме сақиналар және дәлдік ең маңызды болатын күрделі көп деңгейлі асыл тастарды орнату сияқты заттар үшін бұл әдісті қолдануды ұнатады. Әртүрлі салалық есеп берулерге сәйкес, өндірушілер ескі мектептің қолмен гравировкалау әдістерімен салыстырғанда мәтінді беттерді жасауда шамамен 60% өндіріс уақытын азайтуда. Сонымен қатар, олар әртүрлі өндіріс жүргізулері арасында шамамен 0,02 мм дәлдікте тұрақты нәтижелерге ие болады. Шегелейтін ЭҚК-нің шынымен бағалы болуы — бастапқы үлгілерді қаншалықты жақсы көшіруінде, бұл шектеулі тираждағы коллекцияның әрбір бөлігі жеке жасалғанына қарамастан бір-бірімен дәлме-дәл бірдей болатындығын білдіреді.

Дизайнның еркіндігі мен материалдың бүтіндігі: Жұқа құрылымдардағы күрделілікті басқару

Электроэрозиялық өңдеу (EDM) конструкторларға таңғажайып икемділік береді, бірақ заттардың құрылымдық беріктігін сақтау әлі де қиындық туғызады. Мысалы, сымды электроэрозиялық кесу платина сақиналарды 0,1 мм қалыңдыққа дейін кесе алады, бірақ жұмыртқа саңылауы дұрыс орнатылмаса, кернеу жиналатын жерлерде ұсақ трещиндер пайда болуы мүмкін. Ең жақсы цехтар бұл мәселені CAM модельдеулерін қайталап, жұмсақ EDM өңдеу және регулярлы түрде аннеалдау өңдеуі арқылы шешеді. Бұл әдістер күрделі конструкциялардағы беріктікті сақтауға көмектеседі. 2024 жылғы соңғы зерттеулерге сәйкес, металл қасиеттері бойынша сезімтал бөлшектердегі бүлінулерді дәстүрлі әдістермен салыстырғанда шамамен 35% азайтады.

Материалдық артықшылықтар: Алтын, күміс және платина қорытпаларын дәлме-дәл өңдеу

Қатты және қымбат бағалы өткізгіш металдарды өңдеуде EDM неге үстемдік қылады

Электрлік разрядтық өңдеу алтын, күміс және платина сияқты бағалы металдардың өткізгіш қасиеттерін пайдалану арқылы жұмыс істейді. Бұл процесс дәстүрлі кесу құралдары 45 HRC қаттылық деңгейінен жоғары қорытпалармен жұмыс істей алмайтын жағдайларда материалды тозуға әкелетін өте кішкентай искралар туғызады. Өткен жылғы Материалдардың өнімділігі туралы есепке сәйкес, бұл әдіс 18 карраттық алтын бөлшектерді өңдеген кезде шамамен ±0,01 мм дәлдікке жетеді. Нақты гравировка жұмыстарын орындау немесе сезімтал гемстоундардың тіреуіштерін орнату кезінде мұндай нақты бақылау өте маңызды болып табылады. Алайда EDM-нің негізгі артықшылығы — жылу әсерінен қажетсіз жұмсаруды тудырмайтындығында. Бұл температура өзгерістеріне сезімтал металдар, мысалы, Аргентиум күмісі өңдеу кезінде құрылымдық бүтіндігін жоғалтпай, дәл сол күйінде қалатынын білдіреді.

Температура Әсерінен Туындайтын Жұмсарудың Болмауы

Платина материалдарымен жұмыс істеген кезде стандартты фрезерлеу құралдары тез тозады, кейде 8-10 бөлшек өңдегеннен кейін жаңа баспалар қажет болуы мүмкін. Алайда EDM әдісі 2023 жылғы Advanced Manufacturing зерттеуіне сәйкес жүздеген операция кезінде дәлдікті сақтайтын контактіксіз әдіспен жұмыс істейді. Процесс кезінде толығымен физикалық контакті болмауы аса жіңішке 0,3 мм алтын тізбектің буындары немесе күрделі паве бекітулері сияқты сезімтал заттардың пішінін ешқандай бұрмаланусыз сақтап тұрады. Саланың мамандары CNC фрезерлеу әдістерімен салыстырғанда шикізаттың шығыны шамамен үштен бірге дейін азайғанын байқады. Бұл өндіріс процесінде қымбат металдардың кесілуінің азаюы мен сақталуына байланысты, осы технологияға көшкен зергерлерге шикізат бойынша нақты ақша үнемдеуге әкеледі.

CAD/CAM және EDM синергиясы: Тапсырышты зергерлік өнімдерді өндіруді жеңілдету

CAD/CAM интеграциясы арқылы дизайннан өндіруге дейінгі жұмыс үдерісін ыңғайластыру

Қазіргі кезде көптеген зергерлік шеберханалар EDM машиналарымен жұмыс істеуге арналған нұсқауларға дәл осындай қараңғы 3D-жобаларды айналдыру үшін CAD және CAM технологияларын қолдануды бастады. Бұл тәсілдің ең жақсы жағы — өндіру кезінде осы шағын детальдардың барлығы сақталуы. Сақинадағы жіңішке филигран жұмысын немесе шынтақтардың дәл пішінін елестетіңіз — енді ештеңе аударылмай қалмайды. CAM бағдарламасы да артқы жоспарда қатты оптимизация жасайды. Ол сымдар үшін ең жақсы траекторияны анықтап, жұлдызша параметрлерін дұрыс реттейді, бұл қолмен жасағанға қарағанда материалдарды шығындауды шамамен 30 пайызға дейін азайтады. Сонымен қатар автоматты тексерулер мен құрал траекторияларын автоматты түрде генерациялау туралы да ұмытпау керек. Бұл мүмкіндіктер арқасында жобалардың көбісі бірінші рет 90%-дан астам жағдайда жұмыс істейді, бұрынғы апталарға созылатын жұмыс енді ең көп дегенде бірнеше күн ішінде орындалады.

3D модельден дайын бұйымға дейін: Қазіргі заманғы студиялардағы тиімділік артуы

Жетекші зергерлік өндірушілер жаңа әдістерді пайдалану арқасында бүкіл өндірістік циклды енді тек үш күн ішінде аяқтай алады, бұл ескі әдістермен салыстырғанда шамамен екі үштен бірге дейін қысқару болып табылады. Олар бұны компьютерлік жобалау симуляцияларын электрлік разрядтық өңдеу әдістерімен интеграциялау арқылы жүзеге асырады. Жүйелер пайда болған соқтығысуларды уақытылы анықтайды және материалдардың қалай эрозияланатынын модельдейді, бұл қымбатқа түсетін сынақ бөлшектердің санын азайтады. Мыңдаған бірдей бұйымдар жасалған кезде де автоматтандырылған дәл реттеу өлшемдерді 0,01 миллиметрге дейін дәл сақтайды. Мұндай қатаң бақылау платина қорытпаларынан миллиметрден кіші өлшемдегі тастардың орындарын жасауға мүмкіндік береді — бұл неғұрлым эстетикалық тартымдылықты сақтап қана қоймайды, сонымен қатар күнделікті пайдалануға да жақсы шыдайды.

Электрлік разрядтық өңдеу арқылы массалық персонализация мен бірегей дизайндарды іске асыру

CAD/CAM жүйелері EDM технологиясымен бірге жұмыс істегенде, масштабталатын тиесілі әшекейлерді өндірудің барлық үрдісін түбегейлі өзгертеді. Мысалы, кішігірім бір ателье аптасына шамамен 200 дәлме-дәл жеке мөр сақиналарды жасап шығады, олардың әрқайсысында өзіндік ерекше гравировка детальдары бар, бірақ бұл кезде де әуежаңғы өндіріспен байланыстырылатын өте аз ауытқу шектеріне жетеді. Соңғы нарықтық зерттеулерге сәйкес, бүгінгі күні әрбір үштен екі лукс тұтынушы сатып алған затына белгілі бір дерлік өзгертуді қосуды талап етеді. Дәл осы жерде EDM технологиясы өзінің сандық икемділігі арқылы өзгеріп отыратын сұранысқа тез бейімделуге мүмкіндік береді. Тәуелсіз әшекейшілер үшін бұл сапа стандарттарын сақтай отырып, жеке тапсырыстардан ұқсас дизайндардың шағын серияларын шығаруға жеңіл ауысу мүмкіндігін білдіреді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Әшекей өнеркәсібіндегі EDM деген не?

Электрлік разрядтық өңдеу (EDM) — бұл металл жұмыс беттерінен материалды электрлік жарылымдар көмегімен алып тастауға негізделген және дәл кесуді, сонымен қатар контактілі емес өңдеуді қамтамасыз ететін бұйымдар шығаруда қолданылатын технология.

Неліктен зергерлер дәстүрлі әдістерге қарағанда EDM-ді ұнатады?

EDM дәлдігі басшылыққа алынбайды, материалдардың қалдығын азайтады, әдемі бөлшектердің деформациялануын болдырмастан, дәстүрлі механикалық кесу құралдары орындай алмайтын күрделі дизайндарды жасауға мүмкіндік береді.

EDM барлық түрлі металдармен жұмыс істей ала ма?

EDM әсіресе алтын, күміс және платина сияқты қымбат бағалы және өткізгіш металдар үшін тиімді, бірақ қатты металдар мен күрделі қорытпалар үшін де қолданылуы мүмкін.

EDM зергерлік бұйымдардың дизайнына қалай әсер етеді?

EDM дизайнерлерге күрделі, дәл өңдеуге мүмкіндік беру арқылы шығармашылық шекараларын кеңейтуге мүмкіндік береді. Ол тұрақты сапа мен нақтырақ допусстармен күрделі конструкцияларды жасауға ыңғайлық жасайды.

EDM зергерлік бұйымдарды өндіруде CAD/САМ рөлі қандай?

CAD/CAM технологиялары EDM машиналарымен интеграцияланады, бұл дизайннан өндіруге дейінгі жұмыс үдерісін жеңілдетеді және нақты дизайндарды дәл аяқталған өнімдерге аударуға кепілдік береді.