Почему электроэрозионная обработка ускоряет авиационное производство: ключевые преимущества и инновации

Отношения между электроэрозионной обработкой (ЭЭО) и авиапромышленностью восходят к десятилетиям. Все началось с проекта «Меркурий» (1958–1963), который вывел американцев в космос. Современные станки ЭЭО претерпели серьезные изменения по сравнению с предшественниками. Сейчас детальные испытания показали, что станок ЭЭО не оставляет измеримой термически затронутой зоны и образует переплавленный слой толщиной менее 0.01 мм. Микротрещины практически отсутствуют. Эти станки могут производить детали с шероховатостью поверхности 0.5 мкм Ry, допусками в субмикронном диапазоне и практически не повреждать поверхность никаких деталей. Сегодня ЭЭО вновь представлена как жизнеспособный производственный процесс.

Как известно, электроэрозионная обработка — популярная вспомогательная технология обработки, широко применяемая в обработке алюминиевых деталей и позволяющая реализовать обработку сложных деталей в быстром производстве.

Смотрели ли вы это видео? Кто-то соединяет две детали, и они идеально стыкуются, выглядя как компонент без видимых разделительных линий. Хотите узнать, как достичь такой идеальной точности? Ну, скажу вам: это делается электроэрозионной обработкой (ЭЭО). Это относительно новый неконвенциональный высокоскоростной процесс обработки, который открывает нам множество новых технологических возможностей.

Введение в технологию электроэрозионной обработки

Как вы можете ожидать, физическая основа ЭЭО — электроэрозия. Когда две проводящие детали разделены диэлектрической жидкостью и находятся в состоянии высокого напряжения, ток накапливается и разряжается в определенный момент. Из-за этого разряда небольшая часть «положительной» детали сильно нагревается до точки испарения. Вот и всё. Как вы могли догадаться, заготовка подключена к положительному заряду, а электрод — к отрицательному. Умножьте количество разрядов на миллион раз, чтобы создать ЭЭО. Конечно, материалы и жидкости, параметры ЭЭО и нюансы разные, но основной принцип очень прост.

Виды электроэрозионной обработки

• Протяжная ЭЭО (Sinking EDM)
• Проволочная ЭЭО (Wire EDM)
• Фрезерная ЭЭО (EDM Milling)

Протяжная ЭЭО

Включает использование предварительно обработанных электродов с желаемой геометрией. Они погружаются в заготовку и формируют полость или специфическое отверстие.

Проволочная ЭЭО

Это распространенный метод ЭЭО. Мы используем удлиненный провод между двумя соплами. Два сопла расположены сверху и снизу от заготовки, затем двигают провод вдоль требуемой траектории, чтобы можно было вырезать любую форму на заготовке. Нам нужна только одна входная точка.

Фрезерная ЭЭО

Фрезерная ЭЭО — новый метод, похожий на обычное фрезерование. Он включает вращающий инструмент, который следует по заложенному в ЧПУ-станок ЭЭО пути. У него цилиндрическая форма, поэтому у него нет острых краев. Сначала мы подключаем цилиндр к высокому напряжению, а затем нагреваем его. Это вызывает испарение металла заготовки вдоль пути цилиндра.

Преимущества ЭЭО

Теперь, когда мы знаем, как работает процесс, давайте обсудим, чем этот неконвенциональный метод удаления материала на самом деле полезен? Факты доказали, что этот метод очень полезен и имеет много преимуществ. Перечислим некоторые из них, и на основе этих преимуществ сформируем основные отрасли, где компоненты ЭЭО могут найти наилучшее применение.

Твердость и обрабатываемость материала детали не важны. Это одно из сильнейших преимуществ ЭЭО, потому что она может обрабатывать даже самые твердые и сложные сплавы. Лучшие примеры — никелевые и титановые сплавы, используемые в авиапромышленности. Если вы хотите их фрезеровать, это будет мучительно, но ЭЭО-обработка относительно легка.

Точность и качество поверхности выдающиеся. Это правда, потому что конечное качество детали зависит от качества электрода протяжной ЭЭО и качества провода проволочной ЭЭО. Оба могут быть сделаны очень тонкими, потому что они в основном сделаны из мягких, но проводящих материалов.

Нет теплового перехода в материале. Тепло, генерируемое во время разряда, очень точно, но площадь очень мала. Оно охлаждается изоляционной жидкостью вокруг деталей в течение нескольких секунд, поэтому при обработке практически не генерируется тепло. Следовательно, нет термической деформации или избыточного углерода на поверхности материала.

Нет остаточных напряжений. Материал испаряется. Он не будет срезан или выдавлен в желаемую конфигурацию. Это означает, что нет никакой режущей силы, что устраняет любую форму внутренних напряжений, которые всегда существуют после конвенциональной обработки. Без этих напряжений детали не будут гнуться после обработки, и их точность и качество будут выше.

Огромный потенциал для автоматизации и упаковочной обработки. Легко запрограммировать провода с помощью ЧПУ-станков ЭЭО. Вы даже можете вращать и наклонять обрабатываемую деталь. Если требуется несколько деталей, заготовки можно сварить друг с другом, а затем вырезать их вместе с проводами.

ЭЭО в авиапромышленности

Преимущества ЭЭО делают её очень подходящей для авиапромышленности. Ракета и самолеты известны своими высокими температурами и сложными деталями. Авиационные детали также требуют экстремально высокой точности и отличной шероховатости поверхности. Итак, что можно сделать с ЭЭО?

1. Во-первых, рабочее колесо компрессора. Это сложная деталь с тонкостенными особенностями. Вы можете использовать проволочную ЭЭО или протяжную ЭЭО практически любого материала для обработки.
2. Турбинный диск ротора. Это еще одна деталь, которую авиапромышленность обычно требует. У нее естьfir-образное отверстие, в которое может войти лопатка. Ее сложная форма делает ее очень подходящей для штружевания. Штружевание — дорогой метод, реализуемый только в массовом производстве. К счастью, ЭЭО-обработка возможна для мелкосерийного производства.
3. Статорные детали. Статор — важная деталь газового турбинного двигателя. Они требуют сложных колец с определенными каналами для топлива и газа. Обычно для их изготовления используют труднобрабатываемые никелевые сплавы. К счастью, ЭЭО-обработка является важной частью авиапромышленности.
4. Турбинные лопатки. Мы можем использовать ЭЭО-обработку для их формирования. Через ЭЭО мы можем получить первоклассную шероховатость поверхности. Это экономит нам много времени и энергии. Иногда мы не можем производить лопатки профиля через ЭЭО. К счастью, их корень может быть обработан ЭЭО в 90% случаев.

Услуги ЭЭО в SANS Machining

Для услуг ЭЭО мы специализируемся на этих основных процессах:

Проволочная ЭЭО, Протяжная/Рамная ЭЭО, ЭЭО малых отверстий, Выбивание малых отверстий, Быстрое ЭЭО отверстий, Микро-ЭЭО отверстий, Серийная и прототипная проволочная ЭЭО и др. Когда вам абсолютно нужны высокоточные детали или индивидуальное изготовление, SANS — ваш лучший источник. Это часть нашего общего обязательства по обслуживанию клиентов.

SANS Machining концентрируется на производстве ЧПУ-обработки, прототипировании, мелкосерийном производстве, металлообработке и услугах отделки деталей, предоставляя вам лучшую поддержку и услуги. Отправьте запрос сейчас.