На сегодняшний день электроэрозионная обработка, высокоскоростное фрезерование, а может, и генеративные технологии, могут органично дополнять друг друга. Все чаще технический прогресс становится причиной взаимоисключения различных технологий. Именно по этой причине особенно интересно сравнение потенциалов вышеперечисленных технологий:
- высокоскоростной металлообработки (фрезерование);
- электроэрозионной копировально-прошивочной обработки (вырезка, прошивка);
- лазерного сплавления/спекания металлов (изготовление штампов, пресс-форм, сложных инструментов).
Отличия данных технологий очевидны изначально: процессы высокоскоростной обработки предполагают снятие металла, а вот лазерное сплавление/спекание (DMLS) — наращивание металла. При этом определяющее значение имеет объем снимаемого/наращиваемого металла, а не скорость выполнения данных процессов, как может показаться. К примеру, генеративная технология наиболее производительна при больших значениях снимаемого металлического слоя.
Что характерно, для получения готовой детали методом электроэрозионной либо высокоскоростной обработки требуется заготовка, в то время как DMLS предполагает выращивание готового изделия из специального металлического порошка. Вместе с тем, копировальная прошивка характеризуется формой получаемой детали, являющейся копией используемого инструмента, а при высокоскоростном фрезеровании и DMLS применяется инструменты с нейтральной конструкцией. Они создают заданную геометрию при помощи определенных перемещений исполнительных органов станка либо посредством оптики.
Влияет ли выбор обрабатываемого материала на эффективность методов обработки?
Сопоставляя методы обработки, следует рассматривать их эффективность относительно следующих параметров:
1. свойства обрабатываемых материалов. В этом случае наиболее выгодно проявляются достоинства электроэрозионной технологии: независимость от таких показателей обрабатываемого металла, как вязкость и твердость. При обработке твердых изделий на высоких скоростях, режущий инструмент быстрее изнашивается (предел экономической эффективности — 63 HRC). Посредством генеративных технологий можно получить детали, твердость которых не превышает 42 HRC. Следовательно, чтобы упрочнить такие изделия потребуется дополнительная термическая или физико-химическая обработка. Причем, лазерное спекание металла приводит к уменьшению плотности металла на 2-8 %;
2. точность и качество обрабатываемой поверхности. Тут очевидные преимущества принадлежат электроэрозионным и высокоскоростным типам обработки. В процессе 5-координатного фрезерования точность обработки составляет 15,3 мкм, при электроэрозионной прошивке — 20 мкм, а при вырезке — 4,6 мкм. Точность готовой детали, полученной в результате применения генеративной технологии, составляет 0,1 мм. Практически такая же ситуация и с качеством обрабатываемой поверхности: у электроэрозионной и высокоскоростной обработки Ra 0,2 мкм, а у DMLS без последующей обработки Ra 10 мкм.
Геометрия заготовок: воздействие на способ металлообработки
Процессы изготовления штампов и пресс-форм, характеризующиеся определенными геометрическими параметрами используемых заготовок, накладывают свой отпечаток на ту или иную технологию металлообработки.
К примеру, выполнение внутренних радиусов посредством высокоскоростного фрезерования напрямую зависит от наличия требуемого диаметра фрезы. На сегодняшний день выпускают режущий инструмент диаметром 0,2 мм. Однако производительность данного вида обработки ограничивается соотношение между вылетом фрезы и диаметром инструмента. Чем больше это отношение, тем хуже протекает обработка.
Такая же зависимость наблюдается в отношении глубины полостей, нуждающихся в металлообработке.
Наиболее подходящий вариант для глубоких пазов — электроэрозионная обработка. Только здесь есть важный момент: радиусы углов не должны превышать значение искрового промежутка между заготовкой и инструментом. Такие пазы можно выполнить и при помощи генеративной технологии, но тогда их точность будет соответствовать точности детали (0,1 мм).
В плане сложности обрабатываемых контуров DMLS может справиться с задачей любого уровня, в то время как возможности копировальной прошивки строго ограничены.
Перейти к списку статей >>
