Неліктен EDM машинасы дәлме-дәл өңдеу зауыттарында міндетті болып табылады

Күрделі өндіріс талаптары үшін EDM машиналарының басшылық етпейтін дәлдігі

Сымдық және микроскопиялық EDM қалай микрон деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз етеді

Электрлік искерлер материалды бір атомнан біртіндеп ыдырататындықтан, EDM машиналары орналасуы бойынша ±2 микронға жақын нәтиже көрсете алады. EDM-ді қалайтын кесу құралдарынан ерекшелейтін не? Физикалық контакт болмағандықтан, біз құралдың ығысуы мәселесіне қатысты емесбіз. Сондықтан Advanced Manufacturing Journal журналының 2023 жылғы хабарлауынша, сымдық EDM 300 мм-ден қалыңдау бөлшектермен жұмыс істегенде де 0,005 мм-ден төменгі дәлдікті сақтай алады. Ал микротаспа EDM жүйелері бұл шектерді одан әрі жылжытады. Бұл дамыған орнатулар заманауи технологияның негізі болып табылатын күрделі жартылай өткізгіш формалары мен сезімтал оптикалық компоненттерді жасау үшін өте маңызды болып табылатын 5 микрон шамасындағы өте кішкентай элементтерді өңдей алады.

CNC-басқарылатын EDM көмегімен қатаң дәлдік пен күрделі геометрияларды қол жеткізу

Бүгінгі CNC жүйелері өздерінің осьтерін 0,1 микронға дейін дәл баптай алады, бұл сымның кадралуы мен жылулық ұлғаю салдарынан болатын өзгерістерді ескеру қажеттігін қарастырғанда өте тамаша нәтиже. Осындай дәлдік деңгейі EDM технологиясына әртүрлі күрделі пішіндерді жасау мүмкіндігін береді. Мысалы, турбина жапырақшалары – өндірушілер өндіріс сериясы бойынша ±0,008 мм шеңберінде тұрақты қабырғалары бар күрделі гексагоналды суыту каналдарын жасай алады. Медициналық құрылғылар да пайда көреді, әсіресе резьба дәлдігі 0,02 мм қадамда дәлме-дәл болуы қажет болатын сүйек бұрандаларында. Тіпті одан да таңғажайып заттар – отын бүркулері, олардың бетінің әрбір шаршы сантиметріне жүздеген микроскопиялық бүрку тесіктерімен толтырылған өте кішкентай саңылаулары бар. Бұл мүмкіндіктер өндірістің күрделілігінде нақтылы жаңа сатыға шыққанын көрсетеді.

Зерттеу жағдайы: Медициналық құрылғылар өндірісіндегі жоғары дәлдікті компоненттер

Имплантаттардың жетекші өндірушісі кобальт-хромды тізе имплантаттарын дайындауда сымдық ЭҚК-ге ауысу арқасында механоөңдеуден кейінгі қалыпты емес өнімдердің мөлшерін 12%-дан 0,3%-ға дейін төмендетті. Бұл технология маңызды жақсартуларға әкелді:

Бетінің жоғары сапасы, нақтырақ допусстар мен цикл уақытының қысқаруы ЭҚК-нің медициналық өндірістегі жоғары талаптарға сай болуының маңызын көрсетеді.

Авиация және автомобиль өнеркәсібінде нөлдік төзімділікті механоөңдеуге деген өсіп отыратын сұраныс

Әуе-ғарыш өнеркәсібі бүгінгі күнге дейін EDM әдісімен жасалған маңызды бөлшектерді өндіру кезінде AS9100 стандарттарына 100% сәйкестікті талап етеді. Біз турбиналық диск ойықтары мен қанаттың арқау элементтері сияқты, онда ең шағын ауытқу да апатқа әкелуі мүмкін нәрселер туралы сөйлесіп отырмыз. Автомобиль өнеркәсібінде соңғы кезде 48 В электр жүйелеріне қарай ынталандыру байқалуда. Бұл тенденция EDM әдісімен жасалған өте жұқа мыс шиноларға сұранысты арттырып отыр. Бұл шиналардың қалыңдығы дәл 0,2 мм болуы керек, жазықтық допусы ±0,003 мм құрайды. Сонымен қатар, матрицалау немесе лазерлік кесу сияқты дәстүрлі әдістер осындай дәлдікті қамтамасыз ете алмайды. Өнеркәсіп негізінен осы қолданбалар үшін EDM технологиясын қажет етеді, себебі басқа ешбір әдіс осы сипаттамаларға жақын бола алмайды.

Қиын кесілетін материалдарды өңдеуде EDM-нің артықшылықтары

Титан, қатайтылған болат және Инконель қорытпаларын EDM әдісімен тиімді пайдалану

EDM дәстүрлі механикалық өңдеу әдістері еңбекті материалдармен, мысалы, ұшқыштық өнеркәсібінде қолданылатын титан (6Al-4V түрі), HRC 70 деңгейіне дейін қатайтылған құрал болаттары және никель негізіндегі Inconel қоспалары сияқты материалдармен жұмыс істегенде өте жақсы нәтиже береді. EDM жұмыс істейтін себебі — материалды күшпен емес, жылу арқылы бүлдіреді. Бұл практикада EDM өңделетін бөлшектің қаттылығына тәуелсіз түрде материалды шамамен бірдей жылдамдықпен алып тастайтынын білдіреді. Соңғы зерттеулер EDM осындай қиын материалдармен жұмыс істегенде дәлдікті плюс-минус 2 микрон шеңберінде ұстап тұратынын көрсетті, бұл дәстүрлі фрезерлеу станоктары мен токарлық станоктар жеткізе алмайтын нәтиже.

Жанаспайтын Бүліну Процесі Механикалық Кедергіні Айналып Өтеді

Жанасу жоқ болғандықтан, материалдың қатайып қатаруы мен құралдың бүгілуі сияқты мәселелер болмайды. Электрлік разрядтар 8,000–12,000°C температурада материалды будырып, қатайтылған бөлшектерге термиялық кернеудің зиянды әсерін тудырмай-ақ күрделі пішіндер береді. Бұл әдіс механикалық өңдеуге қарағанда дәлме-дәл құю қалыбы өндіруде қалдықтардың пайда болу деңгейін 27% азайтады (Precision Manufacturing Journal, 2023).

Зерттеу жағдайы: Электр-эрозиялық өңдеу әдісін қолданып, әуежағдай турбина жапырақшаларын шығару

Известный производитель двигателей внедрил проволочный ЭЭО для лопаток турбины из Inconel 718, сократив время обработки охлаждающих отверстий на 40%. Процесс обеспечил постоянство диаметра 0,005 мм на 15 000 лопастях и устранил дефекты перекристаллизованного слоя, часто возникающие при лазерном сверлении.

Салыстыру: Қатайтылған материалдар үшін ЭЭӨ мен дәстүрлі өңдеу

Кесу күштерінен EDM-нің тәуелсіздігі механикалық әдістер жиі сәтсіз аяқталатын жіңішке қабырғалы құрылымдар (<0,5 мм) және микросипаттамалар (<0,1 мм) үшін оны идеалды етеді.

Сымдық EDM-де иректен таза беттік өңдеулер мен сапаны арттыру

EDM-нен жоғары беттік сапа алу арқылы қосымша өңдеуді болдырмау

Сымдық EDM бұл контактісіз жылулық эрозия әдісі арқасындамақтау пайда болмайтын, тегіс беттерді жасайды. Бұл дегеніміз, енді кесуден кейін қосымша шлифтеу немесе полирлеу қажет болмайды. Нақты күштер қолданылмайтындықтан, материалдар деформацияланбай немесе құралдармен белгіленбей өз бастапқы күйін сақтайды. Бұл EDM-ді медициналық имплантаттар немесе әуежаңғы тығыздықтар үшін қажетті жоғары дәлдікті бөлшектерге өте сәйкес етеді. Қазіргі заманғы көптеген станоктар бірінші өңдеу кезінде беткі қабаттың тегіс болуын 0,4-0,8 микрон шамасында қамтамасыз ете алады. Бұл бұрынғы қолмен жеткізілген нәтижелермен салыстырғанда өте тамаша. Сонымен қоса, циклдық уақыт 40%-дан 60% дейін қысқарады, бұл өндірістік процестерде уақыт пен ақша үнемдеуге мүмкіндік береді.

Дәл импульс бақылау арқылы беткі қабат тегістігін (Ra) оптимизациялау

Дамытылған генераторлар разрядтың ұзақтығын (0,1–200 мкс), ток күшін (0,5–32 А) және импульс аралықтарын микрон деңгейінде реттеуге мүмкіндік береді. Көп сатылы шайқау өткізулері гидравликалық жүйелер мен жоғары дәлдіктегі подшипниктердің функционалды беттері үшін ISO 25178 стандартындағы Ra-ді ≤0,25 мкм-ге дейін жеткізеді, бір өткізу сайын тек 5–20 мкм ғана алады.

Өте жіңішке беттерді алу: Жіңішке кесу параметрлерімен 0,1 мкм-ден төменгі Ra

Арнайы жіңішке кесу режимдері жіңішке сымдарды (≤0,1 мм диаметрі) төменгі қуатты параметрлермен қосып, оптикалық сападағы беттерді алуға мүмкіндік береді:

Әуе-ғарыш саласындағы клапан өндіру бойынша зерттеулер көрсеткендей, бұл протоколдар фрезерленген беттермен салыстырғанда сұйықтың 92% азаюына әкеледі және өлшемдік дәлдікті ±2 µм шегінде сақтайды.

ЭҚК-ның тиімділігі мен автоматтандыруын арттыратын негізгі технологиялық жаңалықтар

Сымды ЭҚК-дегі жаңалықтар: жіңішке сымдар, көпосьті басқару және жоғары жылдамдықты өңдеу

Бүгінгі сымдық EDM машиналары 0,02-ден 0,1 мм дейінгі қалыңдықтағы өте жұқа мырыш қоспасы бар сымдармен жұмыс істейді және күрделі бөлшектерде лазерлік дәлдікті ±1,5 микрометрге жеткізетін 7 осьті CNC басқару жүйелерімен жабдықталған. Импульсті генератор технологиясындағы соңғы жаңартулар 2020 жылдары байқалғаннан әлдеқайда 20% жылдам кесуге мүмкіндік берді, әсіресе карбид аспаптарды өңдеу кезінде бұл ерекше байқалады. Тағы бір үлкен артықшылық – автоматтандырылған сым тарту жүйелері, олар ыңғайсыз орнату үзілістерін шамамен үштен екіге дейін қысқартады. Бұл әр минуты өндіріс жүрісінде маңызды болып табылатын турбина жапырақтарын өндіру сияқты бөлшектерді жылдам өндіру қажет болатын орындарда үлкен айырмашылық жасайды.

AI, IoT және болжамды техникалық қызмет көрсетудің ақылды EDM жүйелеріне интеграциясы

Өнеркәсіп 4.0 стандарттарына сәйкес EDM жүйелері әр секунд сайын шамамен он мың әртүрлі жұмыс факторларын өңдейді. Оған жиектегі кернеулер мен диэлектрик сұйықтың жұмыс істеу кезінде қаншалықты таза қалып қала беретіндігі сияқты факторлар жатады, барлығы шекаралық есептеу технологиясы арқылы өңделеді. Мұнда қолданылатын машиналық оқыту алгоритмдері электродтардың тозуын алдын ала болжауда ондағы тоғыз рет дәл нәтиже көрсетеді. Орташа кәсіпорындар үшін бұл тек қана ауыстыруларға жылына шамамен он сегіз мың доллар үнемдеу дегенді білдіреді. IoT арқылы байланысқан жүйелер материал қаттылығы туралы координаталық өлшеу машиналары берген мәліметке байланысты қуат шығысын автоматты түрде реттейді. Тестер әртүрлі өндірістік орталарда осындай реттеулер энергияны пайдалануды жалпы алғанда 25-30 пайызға дейін азайтатынын көрсетті.

Роботтық жүктеу мен автоматтандыруды қолданып, адамның қатысуынсыз жұмыс істеуді іске қосу

Жетілдірілген паллетті ауыстыру жүйелеріне байланысты, заманауи роботталған ЭЭМ ұяшықтары бір мезгілде 48 немесе одан да көп детальдармен жұмыс істей отырып, 140 сағаттан аса тоқтамай жұмыс істеуі мүмкін. Бұл машиналар массасы жарты килограмнан 150 килограмға дейінгі бөлшектерді басқаруға қабілетті көруі бар роботтарға негізделген. Сонымен қатар олар автоматты түрде саңылауларды қажет болған кезде түзететін нақты уақыттағы искраларды бақылау жүйелерімен жабдықталған. Мичигандық әуе-кеңістік өнеркәсібінің бір шаруашылығы отын бүркулерін жасау үшін автоматтандырылған ЭЭМ желілеріне өткеннен кейін елеулі нәтижелерге қол жеткізді. Еңбекақы шығындары шамамен 83% төмендеді және тәуліктің 24 сағатында өндіріс жүргізіліп тұрғанына қарамастан Ra 0,25 микрометрлік өте жылтыр бет бетін сақтап қалуға қол жеткізілді. Тұрақтылық ең маңызды болып табылатын критикалық компоненттер үшін бұл сияқты жетістіктерге байланысты көптеген өндірушілер автоматтандыруға көңіл бөлуде.

Жоғары технологиялық өнеркәсіп салаларындағы ЭЭМ машиналарының маңызды қолданылуы

Әуе-космостық: Күрделі ішкі элементтері бар отын бүркулері мен двигатель бөлшектерін жасау

Электрлік разрядтық өңдеу (EDM) турбина және отын бүрку сияқты ұшақтардың қозғалтқыштарының бөлшектерін жасауда маңызды рөл атқарады. EDM-дің пайдалылығы тіпті титан мен никельдің суперсеріктері сияқты қиын материалдармен жұмыс істеу қабілетінде, олар жану камерасының ішіндегі күрделі суыту жолдары мен күрделі пішіндерді жасау үшін қажет. Бұл процесс әуежаңғы өнеркәсібінің барлық жерінде қолданылатын қатаң AS9100 стандартына сай келеді және турбина дискілерінде ойықтар кесу немесе суыту желдеткіштері үшін ұсақ тесіктер тесу кезінде шамамен 2 микрон дәлдікке жетеді. Дәстүрлі өңдеу әдістері кезінде жылулық деформация туындататын мәселелерден құтылу үшін бес ось бойынша бір уақытта қозғалуы қажет болатын күрделі отын саптамаларымен жұмыс істейтін өндірушілерге компьютерлік жүйемен басқарылатын EDM сенімді шешім ұсынады.

Медициналық: Биоүйлесімді имплантаттар мен хирургиялық құралдарды дәлдікпен жасау

Медициналық құрал-жабдықтар жасаушылар иық протездері мен ми хирургиясы үшін қажетті Ra 0,2-ден 0,4 микрометрге дейінгі өте жылтыр беттерді алу үшін EDM технологиясына сүйенеді. Бұл түйіспейтін әдіс болғандықтан, хирургиялық құралдарда қолданылатын 5-сыныпты титан немесе кобальт-хром қорытпаларының материалдық қасиеттеріне әсер етпейді, бұл FDA стандарттарына сәйкес дене ішінде қауіпсіз болуы қажет құрылғылар туралы сөз болғанда өте маңызды. Кішкентай заттарды жасау туралы болса, микро EDM қондырғылары 50-ден 100 микрометрге дейінгі қабырғалары бар кардиоваскулярлық стенттермен жұмыс істей алады және ISO 13485 сапа стандарттарымен өнеркәсіп бойынша талап етілетін 8-ден 12 микрометрге дейінгі дәлме-дәл тістерді дәлме-дәл алуға мүмкіндік береді.

Автомобиль: Тістегіштерде, сенсорларда және қауіпсіздікті қамтамасыз ететін компоненттерде тұрақтылықты қамтамасыз ету

Көптеген автомобиль бөлшектерін жасаушы компаниялар ISO/TS 16949 стандарттарына сәйкес келетін трансмиссиялық берілістерді және алдын ала қозғалыс қауіпсіздігі жүйелері үшін үй-жай блоктарын жасау үшін EDM технологиясына сүйенеді. Бұл процестің маңызы, ол 60-тан 65 HRC-ге дейінгі қатты болатпен жұмыс істеген кезде де EV аккумуляторының контактілік пластиналары мен өте кішкентай отын бүрку форсункалары сияқты материалдарда +/- 3 микрон шамасындағы өте нақты допусстарды сақтай алуы. Жаңа көпбасты EDM орнатулары өндірістік тиімділікті де қатты арттырды, қалдықтардың мөлшері ABS сақиналы берілістер мен басқару бағанасының әртүрлі бөлшектері үшін 0,5 пайыздан төмен деңгейге дейін төмендеді. Мұндай дәлдік тек қана шығындарды бақылау үшін ғана емес, қазіргі заманғы автомобильдердің жобаларында барған сайын маңызы арта түскен қатаң ASIL-D қауіпсіздік стандарттарын сақтау үшін де маңызды рөл атқарады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

EDM дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді?

EDM немесе электрразрядтық өңдеу материалды физикалық түйіспеусіз эрозиялау үшін бақыланатын электрлік жарқылдарды қолданады, бұл жоғары дәлдікті өндіруді мүмкіндік береді.

Күрделі өндіру үшін EDM неге дәстүрлі механикалық өңдеу әдістеріне қарағанда артықшылық береді?

EDM-ді күрделі геометрияны дәстүрлі әдістермен жетуге болмайтындай етіп, қиын кесілетін материалдармен жұмыс істеуге, құралдың тозуынсыз жоғары дәлдікке жетуге мүмкіндік бергендіктен артықшылық береді.

EDM қалай осындай жоғары дәлдікке жетеді?

EDM 0,1 микронға дейін осьтерді туралауға қабілетті CNC жүйелерін және құралдың ауытқуын болдырмау үшін түйіспеусіз эрозиялауды қолдану арқылы жоғары дәлдікке жетеді.

EDM қай салаларда кеңінен қолданылады?

EDM туындатылатын кернеулер мен күрделі геометрияларға жету қабілетіне байланысты әуежаңғырық, автомобильжәне медициналық салаларда кеңінен қолданылады.