Қазіргі өндірістік процестердегі сымдық электроэрозиялық өңдеу станогінің артықшылығы

Жоғары дәлдікті өңдеуде бәсекаға тұрмайтын дәлдік пен әдемілік

Қазіргі өндірісте субмикрондық дәлдікке деген сұраныс

Әуе әрі ғарыш саласы мен медициналық құрылғылар жасайтын компаниялар қазіргі кезде өте қатаң техникалық талаптар мен қауіпсіздік ережелерін сақтау үшін кез келген өлшемнің 0,0001 дюйм немесе одан да аз болуын талап ететін бөлшектерге барынша қажеттілік сезінуде. Стандарттық CNC машиналары қиын материалдарды немесе жұқа қабырғалы күрделі пішінді бөлшектерді өңдеу кезінде қызу соғып түзілген бұрмаланулар мен құралдың иілуі сияқты мәселелерге шешім табуда қиындық көреді. Мысалы, турбина жапырақтарының беті Ra 0,4 микроннан төмен болатын өте тегіс беттерге ие болуы тиіс, әйтпесе уақыт өткен сайын кернеуден бұзылуы мүмкін. Сол сияқты имплантат түрінде пайдаланылатын жамбас бөлшектерінің бетінде кішігірім ақаулар болса да адам ағзасында кейін проблемалар туғызуы мүмкін.

Сымды электроэрозиялық өңдеу (Wire EDM) қалай ең жоғары дәлдік пен нақтылыққа қол жеткізеді

Сымдық EDM қатты материалдармен, мысалы, қатты болат немесе титанмен жұмыс істеген кезде де ±0,0001 дюймге дейінгі нақтылықпен жан-жақты дәлдікке жол ашатын басқарылатын жылулық ылдиын қолданып, осындай қатты механикалық кесу күштерін жояды. Бір мезгілде сым керілуін шамамен 8-ден 12 Ньютонға дейін, диэлектрлік тазалау қысымын шамамен 0,5 мегапаскальдан 1,2 МПа-ға дейін және 5-тен 15 микрометрге дейінгі оталдық саңылау өлшемін бақылау сияқты бірнеше маңызды факторларды қамтамасыз ететін жоғары дәлдікті CNC жүйелері осы дәлдікті қамтамасыз етеді. Бұл реттеулер күрделі көп осьті кесу кезінде бәрін дұрыс туралауға көмектеседі. Бұл әдіс - байланыссыз әдіс болғандықтан, дәстүрлі өңдеу тәсілдеріне тән құралдың тозуына қатты қабыныңыз келмейді. Өндірушілер сериялы шығару кезінде нәтижелердің 99,9% дейінгі қайталануын бақылау туралы хабарлайды. Дәлдіктің осындай дәрежесі EDM сымдық жүйесін дәлдіктің ең маңызды болып табылатын үлкен көлемдегі тапсырыстармен айналысатын цехтар үшін тартымды таңдауға айналдырады.

Зерттеу жағдайы: бұрандалы EDM қолданып әуе-кеңістік компоненттерін шығару

Қазіргі әуе-кеңістік өндіруші Inconel 718 компоненттері үшін EDM-ге ауысқаннан кейін отын саптамасының жоққа шығарылуын 72%-ға дейін азайтты. Разрядтық энергияны (120–150 µJ) және 0,006 дюймдік қоймалар сымды пайдалану арқылы олар шүмектің әрбір 316 салқындату тесігінде 0,0002 дюйм дәлдікке жетті. Бұл әдіс екінші реттік өңдеу операцияларын болдырмаған және ұшу үшін маңызды бөлшектер бойынша AS9100 сәйкестігін сақтаған.

Максималды дәлдік пен қайталану үшін параметрлерді тиімді пайдалану

Ең жақсы EDM машиналары адаптивті импульсты бақылау және сым мен өңделінетін бет арасындағы саңылауды қадағалайтын жасанды интеллект сияқты мүмкіндіктермен жабдықталған. Материалдар толық біркелкі болмаған кезде осындай ақылды жүйелер автоматты түрде баптаулар жасайды. Бұл машиналарда қолданылатын импульстық сигналдар өздері нақты уақытта сезінетін нәріге байланысты разряд уақытын жарты микросекундтан екі микросекундқа дейін өзгерте алады. Бұл өндірістің ұзақ смендалары бойы кесу енінің өте тұрақты болып қалуына көмектеседі, тәулік бойы жұмыс істесе де оның ауытқуы бес онмыңнан бір дюймнен аспайды. Дәл осындай дәлдік деңгейі арқасында өндірушілер медициналық құрылғылардың кішігірім бөлшектерін немесе жартылай өткізгіштерді шығару үшін қажет болатын өте күрделі компоненттерді түнде қадағаламай-ақ осындай машиналармен шығаруға мүмкіндік алады, өйткені мұнда өлшемдердің тіпті ең кіші өзгерістерінің өзі маңызды болып табылады.

Жоғары дәлдікпен күрделі пішіндерді өндіру

Медициналық және автомобиль компоненттеріндегі күрделену үрдісі

Бүгінгі күні әлемдегі өндіріс бөліктерінің пішіндеріне қажеттілік туындап отыр, олардың пішіндері бірнеше жыл бұрын мүмкін емес болып саналатын еді. Мысалы, әсіресе имплантаттардың сүйекке бекінуіне көмектесетін ерекше құрылымды беттері бар құрылғыларды алып қарастырайық. Автокөліктің отын жібергіштері туралы да айтпақшы, олардың шығарылатын газдарына қатаң талаптарды орындау үшін микрон деңгейінде қатты дәл шүмектер қажет. 2023 жылы Аддитивті өндіру зерттеу институтының зерттеуіне сәйкес, өндірушілердің әрбір төрттен үш бөлігі 50 микроннан кіші сипаттамалары бар бөліктерді шығарады. Бұл 2018 жылы осындай дәлдік әлі тараған жоқ кезде болған көрсеткіштен үш есе артық.

Температураны Қадағалау Құрылғысы Қатты Дәл Бөліктерді Әзірлеуге Мүмкіндік Береді

Сымды электроэрозиялық өңдеу (Wire EDM) құралдарға қысым түсірмей-ақ кесіп тастайды, сондықтан оны титан фольгалары мен керамикалық композиттер сияқты өте сезімтал материалдармен жұмыс істеуге пайдалануға болады, оларды бүзбей-ақ. Дәстүрлі CNC фрезерлеу жұқа қабырғаларды механикалық күштер әсерінен бұрмалауға бейім. Алайда, сымды электроэрозиялық өңдеу кезінде материалды буландыратын бақыланатын электрлік отындар туралы айтып жатырмыз. Нәтижесінде бөлшектердің ішкі бұрыштары өте дәл болып шығады, кейде 0,05 мм радиусқа дейінгі дәлдікпен және қатты әсер ететін тереңдік-ені қатынастары да болады. Біз турбина жапырақтары үшін өте кіші салқындату каналдарында 50:1 қатынасқа жететін аспектілік қатынастарды көрдік, бұл көптеген басқа әдістер шеше алмайтын қиын жұмыс.

Тәжірибелік мысал: Сымды электроэрозиялық өңдеу арқылы турбина жапырағын жасау

Аэроғарыш саласының ірі өндірушісі жапалақтарды өндіру уақытын 40%-ға қысқартты және ±2 мкм өлшемді дәлдікке қол жеткізді. Олардың сымды электроэрозиялық өңдеу процесінің нәтижесінде Inconel 718 құймадан жасалған әрбір жапалақта 1200 суыту тесігі өңделді, ал қабырғаның қалыңдығы 0,1 мм тең болып сақталды. Өңдеуден кейінгі тексеру 99,8% AS9100 аэроғарыш стандарттарына сәйкестігін көрсетті, бұл қолмен түзету қажеттілігін жояды.

Дәл көшірме алу үшін CNC және AI-Driven Path Planning технологияларын пайдалану

Ең соңғы EDM технологиясы CNC басқару жүйелері мен өңдеу кезінде пайда болатын жылуға байланысты деформацияларды алдын ала болжай алатын ақылды оқу жүйелерін біріктіреді. Өткен жылы бір құрметті өндіріс журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, белгілі бір модель үш өлшемді күрделі өшіріп алу пішіндерімен жұмыс істеген кезде орналасу қателерін шамамен 60% азайтты. Бұл ақылды жүйелер өңдеу барысында 8-ден 20 Ньютонға дейінгі сым керілуін реттеуді жалғастырып, сонымен қатар жуу қысымын басқарады. Ересек өндіріс циклдарының жүздеген рет қайталануы, кейде 500-нан астам цикл орындалуы кезінде дәлдігін 0,005 мм/кгс шамасында тұрақты сақтауы ерекше әсер қалдырады.

Қатты және экзотикалық материалдарды тиімді өңдеу

Авиация мен құрал-сайман өндірісіндегі суперқорытпалар мен қатты болаттардың өсуі

Авиация және құрылғылар саласында енді 63% жоғары кернеу әсер ететін бөлшектерде (Materials Today 2023) Inconel 718 суперқорытпалары қолданылуда, олардың қолданылуы жылуға төзімділік пен ұзақ мерзімділікті қажет етеді. 60 HRC асатын қатты болаттар кесу құралдарының 45% қолданысын басым көрсетіп отыр, бірақ дәстүрлі CNC өңдеу осындай материалдарды өңдеуде құралдың тез тозуы мен жылулық деформациясына байланысты қиындық туғызады.

Жылулық эрозия материал қаттылығының шектеулерін жеңіп өтеді

Сымдық EDM әдісі - бұл метал шикізаты мен жұқа сым арасында бақыланатын электр оттарын жіберу арқылы жұмыс істейді, дәстүрлі әдістер сияқты кесу емес, әсіресе материалды балқытып жібереді. Бұл процессте пайда болатын жылу өте күшті болады, кейде кесу нүктесінде 12 000 градус Цельсийге дейін жетеді. Мұндай жылу тиімділігі өндірушілердің титан қорытпалары мен вольфрам карбиді сияқты өте қатты материалдарды кесуге мүмкіндік береді, олардың қаншалықты қатты екеніне қарамастан. Мысалы, карбидті аспаптар Inconel сияқты тұрақты материалмен жұмыс істегенде әдетте 15 минут ішінде тозып кетеді. Алайда, сымдық EDM бұл мәселеге ие емес. Ұзақ өндірістік жұмыстар кезінде де ол тұрақты түрде жұмыс істей береді, сонымен қатар аспаптың қызмет ету мерзімі маңызды болып табылатын кейбір өнеркәсіптік қолданулар үшін одан да тиімді екенін көрсетеді.

Жағдайлық зерттеу: Inconel компоненттерін сымдық EDM арқылы өңдеу

Соңғы өнеркәсіптік зерттеу Inconel 718 турбиналық дискіні өңдеу әдістерін салыстырды:

Сымды ЭЭМ 70% қосымша өңдеу еңбек сыйымдылығын азайтты және әуе ғарыш саласындағы AS9100 дәлдік талаптарын орындады.

Қатты материалдарда тезірек және таза кесу үшін импульсты бақылау инновациялары

Жетілдірілген генераторлар импульстың ұзақтығын 2 наносекундқа дейін түзетіп, материалдың қасиеттеріне сәйкес энергия беруді тиімді етеді. Бұл жаңалық вольфрам карбидін кесу жылдамдығын 40% арттырса, сонымен қатар суб-5 мкм дәлдікті сақтайды. i-Groove технологиясымен бірнеше өтпелі стратегиялар бетінің өңделуін Ra 0,25 мкм дейін жақсартып, медициналық имплантаттар стандартына сәйкес келетін және қолмен жылтырату қажеттілігін жояды.

Жоғары сапалы бет өңдеу және соңғы өңдеу талаптарының азаюы

Таза пішінді бөлшектердің сұранысы соңғы өңдеудің қажеттілігін азайтады

Медициналық құрылғылар мен аэроғарыш салалары өндірістен кейінгі қосымша жұмысты аз қажет ететін дәл өлшемді бөлшектерді бағалайды. Сымды электроэрозиялық өңдеу (Wire EDM) Ra 0,16-0,4 микрометр аралығындағы өте тегіс беттерді қамтамасыз етеді, бұл имплантаттар мен турбина бөлшектерін қолмен жылтыратпай-ақ жарамды етеді. 2025 жылғы соңғы өнеркәсіп сараптамасына сәйкес, қиын өңделетін материалдарды, мысалы, Инконель немесе титан өңдеуге басылған сымды электроэрозиялық өңдеуді пайдаланып жатқан компаниялардың шамамен 42 пайызы қосалқы өңдеу шығындарын жартысынан артық азайтты. Осындай үнемдеу әр тиын маңызды болып табылатын бәсекелестік нарықтарда үлкен айырмашылық жасайды.

Қабатты разрядты механизм жоғары сапалы беттік өңдеу нәтижелерін береді

Сымдық электроэрозиялық өңдеу дәстүрлі үйкелісті әдістерден өзгеше жұмыс істейді. Үйкеліс арқылы материалды тозуға және қиылып шығаруға болмайды, сонымен қатар өте жұқа қабаттарда бақыланатын жылу қолданылады, яғни жұмыс бетінде кейіннен кішігірім трещиналар пайда болуы мүмкін механикалық кернеу жинақталмайды. Операторлар жанартау аралығын 0,02-ден 0,05 миллиметрге дейінгі дәлдікпен дұрыс ұстап, деиондалған сумен таза ұстаса, қатты болатты кәдімгі фрезерлеу процесстерін қолданған кезде пайда болатын зақымдарға қарағанда шамамен 90 пайызға аз зақым алуға болады. Көптеген автомобиль саласындағы кәсіпорындар үшін бұл нақты үнемдеуге аударылады. Көптеген кәсіпорындар өз өндіріс циклдерін шамамен 30 пайызға үдетіп, ISO 2768-mK стандартына сәйкес келетін дәлдікке жетісті, өйткені жабысқақ шеттер мен соңғы өңдеу жұмыстарына кететін уақыт аз болады.

Зерттеу жағдайы: Аз зақымдалған медициналық имплантаттарды өндіру

Бір ірі құрсақ-сустау құрылғылары компаниясы соңғы кезде кобальт-хромды тізе имплантаттарын шығару үшін стандартталған сымдық электрразрядты өңдеу әдістеріне ауысты. Нәтижесінде олар өңдеуден шыққан беттің тегістігінде ұдайылықты байқады, Ra 0,2 микронға жетіп, қосымша өңдеу қажет болмады. Жалынамалықта шығарылған «Медициналық өндіріс журналында» жарияланған зерттеулерге сәйкес, бұл өзгеріс қолмен қайрау процесстерін толық жоятынын және ақаулы өнімдердің пайызын 12%-тен 0,5%-ға дейін азайтатынын көрсетті. FDA нормативтерімен жұмыс жасайтын адамдар үшін мұндай жақсартулар өте маңызды. 5 микроннан асатын бет ақаулары келісім шартты бекіту мерзімін ұзақтыруы мүмкін, сондықтан алғашқы өңдеу сатысын дұрыс орындау нормативті талаптарға сәйкес келу үшін аса маңызды.

Оптикалық соңғы өңдеу үшін көп өтпелі әдістер мен i-Groove технологиясы

Қазіргі заманғы EDM сымды машиналар біз бәріміз жақсы білетін қажымайтын тербелістер мен қате көлбеулерді азайтуға көмектесетін бірнеше жұқа кесулер мен ақылды i-Groove сым бағыттауыштарын қамтиды. Вольфрам карбиді өшірмесімен жұмыс істегенде екі рет кесу әлдеқайда жақсы нәтиже береді. Бетінің тегістігі 1,6 микрон Ra-дан 0,4 микрон Ra-ға дейін төмендейді, сонымен қатар өлшемдік дәлдік плюс немесе минус 2 микрон ішінде сақталады. Құрал жасаушылар үшін өз орындарында тұрақты жұмыс істейтін осындай өнімділік ерекше маңызды. Көптеген кәсіпорындар түнде қадағаламастан жұмыс істейтін машиналарға тәуелді болғандықтан, өнімділік үшін бірінші реттік нәтижеден дәл жауап алу өте маңызды.

Сымды EDM жұмыстарында автоматтандыру мен адамсыз өндіріс

Автокөлік және әуе-космостық өнеркәсібінде түнде өндіріске ауысу

Автокөлік және әуе-кеңістіктік өнеркәсіп салалары қазіргі кезде 24/7 өндірістік ойынды шынымен арттырып отыр. 2024 жылғы MFG Tech Report хабарлауынша, бірінші деңгейдегі жабдықтаушылардың шамамен екі үштен бөлігі түнде өндіру әдістерін толық қолдануға көшті. Телімдердің көзіне түсетін жабдықтар – бұл түнде немесе қызмет кезегінде ешкім қарамайтын кезде жұмыс істейтін жабдықтар. Бұл жабдықтар ешкімнің қарамайтыны есепшілер мен турбина бөлшектерін өте дәл кесіп шыға алады. Нәтижесінде компаниялар еңбек шығындарын 40 пайызға дейін үнемдейді, сапаны төмендетпей-ақ. Бірнеше қызмет кезегін бірінен соң бірін орындағаннан кейін де бір микрометрден артық емес дәлдікпен сәйкес келіп отырады.

CNC және Роботтарды интеграциялау автоматтандыруды жеңілдетеді

Бүгінгі EDM машиналары материалдармен жұмыс істеу үшін компьютерлік бақылаумен қозғалысты және роботтық қолдарды үйлестіреді, соның нәтижесінде көліктерге арналған өлшемдерді жасау кезінде шамамен 98,5% жұмыс уақытын қамтамасыз етеді. Алты осьті роботтар сонымен қатар барлық ауыр жұмысты орындайды - олар түпнұсқа материалдарды орындарына қояды және дайын бөлшектерді қолмен кірістіруді қажет етпейді. Бір уақытта ақылды электр жүйелері материалдардың сол уақыттағы өткізгіштігіне қарай жанартау саңылауындағы баптауларды түзетіп отырады. Әдетте ұзақ мерзімді дайындықты талап ететін әуе қозғалтқыштарын жасау бойынша келісімшарттар бойынша жұмыс жасайтын компаниялар үшін бұл жетістіктер дайындық жұмыстарын едәуір қысқартып береді. Бұрын сағаттың тоғанын алатын жұмыс екі минуттан аспайтын уақытта орындалып үлгереді, бұл жоғары сапа көрсеткіштерін сақтау қажеттілігі және мерзімдердің қысқаруы жағдайында үлкен айырмашылық жасайды.

Үздіксіз, қатысу қажет етпейтін жұмыс процесстерін жобалау

Автоматтандырылған EDM өндірісінің сәтті орындалуы үшін қажет:

• Разрядтық энергияның тұрақтылығы үшін импульстық генератордың тиімді пайдаланылуы
• Тербеліс сенсорларын пайдаланатын сымның үзілуін болдырмау алгоритмдері
• Диэлектрикті сүзгі автоматты түрде 5 мкм бөлшектер деңгейінде ұстап тұрады

Бұл протоколдарды пайдаланатын басым өндірушілер жөндеу аралықтары арасында 300 сағаттан астам үздіксіз жұмыс істейтіндігін хабарлайды. Қазіргі заманғы сымды ЭЭҚ машиналары жүйенің тоқтауын болдырмау үшін 50-ден астам жұмыс параметрлерін талдау арқылы интернетке қосылған болжамды жөндеуді енгізеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Сымды ЭЭҚ дегеніміз не және ол әдеттегі өңдеуден қалай ерекшеленеді?

Сымды ЭЭҚ (Электрразрядты өңдеу) – бұл құралдың тозуынсыз жоғары дәлдік пен күрделі пішіндерді қамтамасыз ететін электрлік оттарды пайдаланып материалды алып тастайтын контактілі емес өңдеу процесі, оған қарсы әрекет күштеріне сүйенетін әдеттегі өңдеуден өзгеше.

Сымды ЭЭҚ неліктен әуежай және медициналық өнеркәсіп үшін маңызды?

Сымды ЭЭҚ әуежай және медициналық өнеркәсіп үшін турбина жапырақтары мен медициналық имплантаттар сияқты жоғары дәлдік пен қауіпсіздікті талап ететін бөлшектер үшін қажетті субмикрондық дәлдікті қамтамасыз ететіндіктен маңызды.

Can Wire EDM қатты материалдарды, мысалы Inconel мен титанды өңдей алады ма?

Иә, Wire EDM электр жанары арқылы қатты жылу шығару арқылы Inconel және титан сияқты қатты материалдарды тиімді өңдей алады, сондықтан құралдың тозуы мен материал қаттылығына байланысты дәстүрлі өңдеу қиындықтарын жеңіп шығады.