Изучите 5 ключевых технологий формообразования: подробное руководство

Формы производят литьем под давлением, дутьем, экструзией, литьем под давлением (die casting) или ковкой, плавкой, штамповкой и др. Просто: формы используются для изготовления формованных объектов. Инструмент состоит из нескольких компонентов. Разные формы изготавливаются из разных частей. Знаете ли вы, как делается форма? Каковы технологии формообразования? Статья систематизирует 5 наиболее распространенных методов обработки для изготовления форм, потратьте пять минут на полное чтение.

1. ЭРО (Electrical Discharge Machining — электроэрозионная обработка)

Как работает ЭРО?

ЭРО — специальный метод обработки, использующий электроэрозионный эффект, возникающий при импульсных разрядах между двумя полюсами, погруженными в рабочую жидкость, для эрозии проводящих материалов, также известный как электроэрозионная обработка или электроэрозионная обработка (дубль в оригинале).

ЭРО подходит для обработки сложных деталей: точных малых полостей, узких щелей, желобов, углов. Когда инструменту трудно достичь сложных поверхностей, нужны глубокие резы, особенно высокое соотношение глубины к ширине — ЭРО предпочтительнее фрезеровки.

Для высокотехнологичных деталей повторная электроэрозия фрезеровского электрода повышает успешность, ЭРО более подходит, чем высокая стоимость инструментов. Кроме того, где указана чистовая ЭРО, она используется для получения искрового узора на поверхности. С быстрым развитием высокоскоростной фрезеровки пространство развития ЭРО сжалось. Одновременно высокоскоростная фрезеровка принесла ЭРО технологический прогресс: использование высокоскоростной фрезеровки для электродов резко сократило число проектов электродов благодаря малоплощадной обработке и высококачественным поверхностям. Высокоскоростная фрезеровка электродов повышает производительность на новый уровень, гарантирует высокую точность электродов, улучшая точность ЭРО.

Преимущества ЭРО:

• ЭРО обрабатывает материалы и сложные детали, трудные для обычных режущих методов; нет режущих сил при обработке; нет дефектов: заусенцев, следов инструмента, царапин.
• Материал инструмента-электрода не должен быть тверже материала заготовки; легко автоматизировать прямым использованием электрической энергии.
• ЭРО обрабатывает любые проводящие материалы с высокой прочностью, твердостью, вязкостью, ломкостью, чистотой; нет явных механических сил, подходит для низкоригидных заготовок и микроструктур.

2. Проволочная ЭРО (WEDM — Wire Cut Electrical Discharge Machining)

Как работает проволочная ЭРО?

Используя непрерывно движущуюся тонкую проволоку (называемую электродной проволокой) как электрод, выполняют импульсный искровой разряд на заготовке для удаления металла и резки до формы.

Преимущества проволочной ЭРО:

Помимо базовых свойств ЭРО, проволочная ЭРО имеет иные особенности:

1. Не нужно изготавливать инструменты-электроды сложной формы, можно обрабатывать любую двумерную криволинейную поверхность с прямой линией в качестве образующей;
2. Может резать узкие щели ~0.05 мм;
3. При обработке весь излишний материал не превращается в стружку-отходы, повышая утилизацию энергии и материалов;
4. В низкоскоростной проволочной ЭРО, где электродная проволока не перерабатывается, постоянное обновление проволоки способствует повышению точности и снижению шероховатости;
5. Производительность резания обычно 20–60 мм²/мин, до 300 мм²/мин; точность ±0.01–±0.02 мм, до ±0.004 мм; шероховатость Ra 2.5–1.25 мкм, до Ra 0.63 мкм; толщина резки 40–60 мм, макс. 600 мм.

3. Электрохимическая обработка (Electro-Chemical Machining)

Как работает электрохимическая обработка?

Электрохимическая обработка — технологический метод на основе принципа анодного растворения в процессе электролиза с помощью сформированного катода для обработки заготовки в определенную форму и размеры.

Электрохимическая обработка имеет значительные преимущества для труднобрабатываемых материалов, сложных форм или тонкостенных деталей. Широко применялась: нарезка пульных полей, лопатки, интегральные рабочие колеса, формы, спецотверстия и детали, фасочка и удаление заусенцев. Во многих деталях электролитическая обработка заняла важное и даже незаменимое место.

Преимущества электрохимической обработки

Широкая область обработки. Может обрабатывать почти все проводящие материалы, не ограничена прочностью, твердостью, вязкостью и др. мех./физ. свойствами, металлографическая структура не меняется после обработки. Часто для твердых сплавов, жаропрочных сплавов, закаленной стали, нержавейки.

Ограничения электрохимической обработки

Точность и стабильность обработки невысоки; затраты высоки, чем меньше партия, тем выше накладные расходы на единицу.

4. Ионно-лучевая обработка (Ion Beam Machining)

Как работает ионно-лучевая обработка?

Ионно-лучевая обработка реализует обработку деталей ускорением и фокусировкой ионного тока, генерируемого ионным источником, на поверхности заготовки в вакууме.

Преимущества ионно-лучевой обработки

Так как плотность ионного тока и энергия ионов можно точно контролировать, эффект обработки точно контролируется, реализуя ультраточную обработку на наноуровне или даже молекулярном/атомном уровне.

При ионно-лучевой обработке загрязнение мало, напряжения и деформации обработки экстремально малы, адаптивность к материалу высока, но стоимость высока.

5. Химическое травление (Chemical Etching)

Как работает химическое травление?

Химическое травление — специальный процесс, использующий кислотные, щелочные или соляные растворы для коррозии и растворения материала заготовки для получения желаемой формы, размеров или состояния поверхности.

Преимущества химического травления

1. Может обрабатывать любой металлический материал, поддающийся резке, не ограничен твердостью, прочностью и др. свойствами;
2. Подходит для крупноплощадной обработки, может обрабатывать множество деталей одновременно;
3. Нет напряжений, трещин, заусенцев, шероховатость Ra 1.25–2.5 мкм;
4. Просто в эксплуатации;
5. Не подходит для узких щелей и отверстий;
6. Не рекомендуется для устранения дефектов вроде неровностей и царапин.

Область применения химического травления

Подходит для крупноплощадного уменьшения толщины; подходит для обработки сложных отверстий на тонкостенных деталях.