Stvar, ki me je presunila, ko sem se prvič naučil
Obdelava z električnim praznjenjem (na kratko EDM, ker nihče ne pove vsega) uporablja elektriko za rezanje kovine. Ni orodje za vrtenje. Ne laser. Samo ... iskrice.
Majhne nadzorovane strele.
Vem, da zveni, kot da si izmišljujem, vendar prisežem, da se to dobesedno dogaja. Imate elektrodo (orodje) in obdelovanec (stvar, ki ga režete), med njima pa je majhna vrzel, napolnjena z dielektrično tekočino (običajno oljem ali deionizirano vodo), in jo preprosto ... zaprete. Znova in znova. Tisočkrat na sekundo. Vsaka iskra izhlapi majhen delček kovine.
Moj sodelavec Jake (jake je drugačen od katerega koli drugega Jakea, ki sem ga omenil, samo očitno imamo veliko Jakejev) mi je drugi dan poskušal to razložiti in mislil sem, da me zafrkava. "Jeklo režemo z elektriko?" Ja človek. Divje.
Zakaj to sploh obstaja (ker običajna strojna obdelava dobro deluje, kajne?)
Torej, tukaj je stvar - tradicionalna strojna obdelava uporablja vrteče se rezila. Mlini, stružnice, vse te stvari. Deluje odlično za večino stvari.
Kaj pa, če je vaš del:
Super trd material (kot je karbid ali kaljeno orodno jeklo)
Resnično zapletene oblike z ozkimi vogali
Tanke stene, ki bi se z rezalnimi silami upognile ali zlomile
Ima notranje funkcije, ki jih ne morete doseči z vrtečim se orodjem
Tu pride na vrsto EDM. Ker se dela fizično ne dotika (vedno je tista majhna vrzel), ni rezalne sile. In ker je električen, mu ni vseeno, kako trd je material - če prevaja elektriko, ga lahko EDM.
Spomnim se, da smo dobili to nalogo, stranka je želela te majhne hladilne kanale v kalupu iz utrjenega jekla. Kot prehodi s premerom 0,020 palca, ki se zvijajo in obračajo. Tega ni mogoče izvrtati, ni mogoče rezkati. Ampak z EDM? Uspelo nam je. Trajalo je večno, a nam je uspelo.
(No, tehnično je to uspelo našemu bolj izkušenemu fantu Steveu. Gledal sem in se trudil, da se ničesar ne dotaknem, ker je bilo to zame kot 2. mesec.)
Vrste EDM (in da, obstaja več kot ena)
Žična elektroerozija (za kaj porabim večino svojega časa)
To je kot ... v redu, predstavljajte si tračno žago, toda namesto rezila je tam tanka medeninasta žica (običajno premera 0,010"), včasih tanjša, včasih debelejša). In namesto rezanja z žaganjem, reže z iskrenjem.
Žica se premika skozi del in nenehno dovaja svežo žico, tako da vedno režete z novo elektrodo. Rabljena žica se zbere v zabojniku in jo prodaš tipu za odpad. Vsakih nekaj mesecev dobimo približno 200 dolarjev za rabljeno žico, kar je po mojem mnenju lepo.
Naša trgovina ima dva žična EDM:
Mitsubishi MV2400R (tisti na fotografiji, kupljen rabljen leta 2019 za približno 85.000 $, mislim? Morda 90.000 $)
Sodick AQ327L (novejši, 2022, stal nas je ... Rad bi rekel 180.000 $, vendar me ne navajajte o tem)
Žična EDM je odlična za:
Skozi-rezi (prerez skozi del)
Delo udarca in rezanja
Natančni deli, kjer je toleranca ozka (redno držimo ±0,0002")
Deli, kjer potrebujete res dobro površinsko obdelavo
Slabosti:
POČASI. Res počasi. Rezanje debelega kaljenega jekla je lahko 1-2 kvadratnih centimetrov na uro.
Zlomi žice. O bog, žica se zlomi. Ste na polovici 6-urnega prekinitve insnapžica se zlomi in zdaj jo moraš naviti nazaj in začeti znova (no, ne povsem konec, običajno lahko nadaljuješ, vendar je še vedno moteče kot hudič)
Dielektrični sistem potrebuje stalno vzdrževanje, sicer postane nesposoben
Sinker EDM (Ram EDM, Plunge EDM, kakorkoli že temu rečete)
Tukaj imate oblikovano elektrodo (običajno bakreno ali grafitno) in jo "potopite" v obdelovanec, pri čemer sežge material in ustvari votlino.
V naši trgovini imamo eno grezilo -- starejši Makino EDNC43. Kupljen je bil rabljen, mislim, da je iz leta 2008 ali kaj podobnega. Cena je bila... 35 tisoč dolarjev morda? Deluje dobro, vendar je počasnejši od novejših.
To je tisto, kar uporabljate za:
Kalupne votline
Kompleksne 3D oblike
Slepe luknje in žepi
Graviranje (čeprav zdaj obstajajo boljši načini za to)
Ulov pri grezilu EDM je, da morate najprej izdelati elektrodo. Torej, če morate izdelati zapleteno kalupno votlino, morate najprej obdelati bakreno ali grafitno elektrodo v natančni obliki, ki jo želite (vendar nazaj/obratno), POTEM s to elektrodo vžgete votlino v jeklo.
To je kot ... dodatni koraki. Toda včasih je to edini način, da nekaj naredimo.
Moje prvo delo z grezilom EDM je bilo izdelovanje preprostega kvadratnega žepa. Potreboval sem tri poskuse, ker sem kar naprej zmotil izračun odmika elektrode. Steve me je našel pri stroju, videti sem bil zmeden, in me je vprašal: "Ali si upošteval presežek?" in bil sem kot "kaj?"
Dobri časi. (V resnici ne, počutil sem se kot idiot.)
EDM za majhne luknje (vrtalni EDM)
Teh nimamo, vendar sem jih uporabljal v prejšnjih trgovinah. V bistvu naredi drobne globoke luknje z uporabo vrtljive medeninaste ali bakrene cevi kot elektrode.
Odlično za zagonske luknje (za žično erozijo), hladilne luknje v kalupih, šobe za vbrizgavanje goriva, vse te stvari. Lahko izvrta luknje s premerom 0,008 palca, včasih manjše.
Ti stroji so razmeroma poceni -- približno 30-40 tisoč dolarjev za novega za osnovnega. Vendar ga še nismo potrebovali, ker lahko občasno vrtanje lukenj oddamo zunanjim izvajalcem ceneje kot lastništvo stroja.
Kako hitro je? (Spoiler: Ne zelo)
To je del, ki frustrira stranke, ki ne razumejo EDM.
Grobi rez z žično erozijo v jeklu: morda 10–20 kvadratnih palcev na uro (odvisno od debeline in nastavitev) Posnemalni rezi (končni prehodi za boljšo obdelavo površine): veliko počasneje, na primer 5–10 kvadratnih palcev na uro na prehod, lahko pa naredite 3–4 posnete prehode
Grezilo EDM: zelo spremenljivo, vendar številka 0,5-2 kubičnih palcev na uro za grobo obdelavo
Prejšnji teden me je klicala stranka in me spraševala o delu. "Kako dolgo bo trajalo?"
Jaz: "Približno 18 ur strojnega časa" Stranka: "Za kaj? Dolg je le 4 cm!" jaz:globok vdih"Da, toda to je utrjeno orodno jeklo H13 s štirimi zapletenimi skozi-rezi in želite toleranco 0,0001" in končno obdelavo 8Ra, tako da ... ja. 18 ure.«
Šli so drugam. Vrnili se bodo, ko druga trgovina tega ne bo zmogla. (To se je že zgodilo.)
Čas nastavitve je čas, kjer resnično izgubite denar
Dejansko rezanje lahko traja 18 ur, a nastavitev? To je lahko še 4-6 ur enostavno.
Moraš:
Pritrdite del (in bolje, da je kvadraten in raven, ali pa so vaše tolerance pražene)
Naložite program (če ga sploh imate, ga včasih pišete iz nič)
Nastavite ničelne točke in referenčne točke
Preverite napetost žice in vodila
Prepričajte se, da je dielektrični rezervoar čist in ima pravo upornost
Preskusite, da se prepričate, da je vse tam, kjer mislite, da je
Enkrat sem zamočil material v vrednosti 3000 $, ker sem svojo Y-ničlo nastavil narobe za 0,100". Del je bil odpadek. Slabo mi je bilo. Šef je bil ... nezadovoljen. Vendar je bil glede tega kul, ker sem bil tam šele 6 mesecev in vsi delamo napake.
(Včasih še vedno pomislite na ta del. Tri tisočake. Uf.)
Stanje dielektrične tekočine
Torej se spomniš, kako sem rekel, da je v vrzeli tekočina? To se imenuje dielektrična tekočina. Zelo pomembno je.
Za žično erozijo uporabljamo deionizirano vodo s posebnimi dodatki. Ohranjati ga je treba na pravi upornosti -- preveč prevodno in dobite kratke stike obloka, premalo prevodno in iskre se ne oblikujejo pravilno.
Imamo ta sistem DI (deionizacijski sistem), ki nenehno filtrira in vzdržuje vodo. Ko smo ga kupili, je stal okoli 8 tisoč dolarjev. Potrebuje menjavo smole vsakih 6-12 mesecev po ceni 400 USD.
Voda čudno diši. Ni slabo, samo ... čudno. In mrzlo je, ker ima stroj hladilnik, ki ga vzdržuje pri 68 stopinjah F. Poleti, ko je zunaj 95 stopinj F in klima v naši trgovini komaj dohaja, je vtakniti roko v dielektrično posodo pravzaprav prijetno.
Za grezilo EDM uporabljamo dielektrik-na osnovi olja. Grozno smrdi, pride povsod, se vname, če nisi previden (pri nas se še ni zgodilo, potrkam na les, vendar sem slišal zgodbe).
Natančnost in površinska obdelava (pravzaprav kul del)
Tukaj EDM resnično sije.
Žična elektroerozija z lahkoto zdrži ±0,0002" (to je 0,005 mm za vas, metrične ljudi). Na dober dan z vsem vnesenim? Dosegli smo ±0,0001" kar je noro.
Površinska končna obdelava je odvisna od nastavitev -- grobi rez je lahko 125Ra ali slabši, vendar po 3-4 posnetkih lahko dosežete 8Ra ali več. To je ta nenavadna, skoraj steklu podobna površina, na katero je res prijetno gledati.
Grezilo EDM lahko naredi še boljšo površinsko obdelavo, če jo res potrebujete -- videl sem zaključke 4Ra, ki izgledajo kot ogledala. Ampak to traja večno.
Natančnost izhaja iz dejstva, da ni upogiba orodja (ker ni rezalne sile), ni obrabe orodja v tradicionalnem smislu in sodobni stroji imajo res dober servo nadzor.
Vrste in nastavitve žic (za trenutek postanete piflarski)
Standardna žica je medenina -- običajno premera 0,010" za večino del. Obstaja pa tudi:
Žica 0,008" za tesnejše vogale
Žica 0,012" za hitrejše grobo obdelavo debelih delov
Prevlečene žice (prevlečene s cinkom ali volframom) za posebne namene
Žica iz molibdena za posebne primere (tega nimamo na zalogi, predraga)
Gremo skozi morda 20-30 kolutov žice na mesec? Vsaka tuljava je okoli 80-120 USD, odvisno od vrste in od kod kupujemo. Sešteje se.
Nastavitve so vsa ta črna umetnost ojačevalnika, vklop-časa, izklopa-časa, napetosti, napetosti žice, tlaka splakovanja ... obstaja kot 20+ parametrov, ki jih lahko prilagodite. Novejši stroji imajo samodejne-nastavitve, ki delujejo v redu, toda za zapletena opravila morate iti ročno.
Steve ima zvezek -- dobesedno papirnati zvezek -- z vsemi svojimi najljubšimi nastavitvami za različne materiale. To počne že 25 let in enostavno... ve. Še vedno se učim. Imam nastavitve, ki delujejo, vendar niso optimizirane kot njegove.
Stroški (tudi zakaj zaračunavamo 150 USD/uro trgovine)
Strojno plačilo: ~2.800 $/mesec (za novejši Sodick se Mitsubishi odplača) Nakazilo: ~2.000 $/mesec
Filtri/smola/vzdrževanje: ~800 USD/mesec Poraba energije: verjetno 400-500 USD/mesec samo za EDMs DI sistem: 400-500 USD/leto v smoli Razni potrošni material (vodila, napajalniki itd.): 1200 USD/leto
Plus, veš, najemnina za stavbo, moja plača, Stevova plača, zavarovanje, vse te stvari.
Torej, ko navajamo 150 $/uro za čas žične elektroerozije, ne obogatimo. Samo... koliko stane vodenje te stvari.
Nekoč se je stranka prepirala z mano glede cene. "CNC rezkanje lahko dobim za 85 $/uro!"
Ja, prijatelj, ampak tvoj CNC rezkar ne more rezati kaljenega orodnega jekla do tolerance 0,0002" z ničelno rezalno silo, tako da... jabolka in pomaranče.
Pogoste težave (zaradi katerih želim kričati)
Zlomi žice-- To je že omenjeno, vendar je vredno ponoviti. Nič hujšega kot ob vrnitvi s kosila ugotoviti, da je stroj ustavljen s pretrgano žico 4 ure v 10 urah rezanja. Novejši Sodick ima samodejno ponovno navijanje navojev, kar pomaga, pri Mitsubishiju pa morate ročno naviti navoj. Zabavne stvari.
Dielektrična kontaminacija-- Če se rezervoar umaže (kovinski delci, olja, karkoli), gre vaša kakovost reza k vragu. Rezervoar bi morali čistiti tedensko. Ali mi? Eh... bolj vsake 2-3 tedne, če smo iskreni. Verjetno bi morali to narediti več.
Servo napake-- Včasih stroj misli, da je prišlo do kratkega stika, čeprav ga ni, ali obratno, in dobiš te čudne napake servo. 90 % časa, ko vnovičen zagon odpravi. Ostalih 10% kličeš tehniko.
Težave s zožitvijo-- Žična EDM lahko reže ravno ali s zožitvijo (kotne stene). Včasih želite zožitev, včasih ne. Doseganje pravilne kompenzacije stožca je ... težavno. Enkrat sem to zamočil na matrice in se deli niso hoteli sestaviti. Moral sem jih prerezati. To je bil slab dan.
Obraba elektrod(grezilo EDM) -- Vaša bakrena ali grafitna elektroda se med uporabo obrabi. To moraš nadomestiti. Včasih naredite več elektrod za eno delo, ker se prva na polovici obrabi. To je nadležno.
Program se zruši-- Enkrat izgubljen 12-urni program zaradi zrušitve računalnika. Pred kratkim nisem dovolj shranjeval. Poustvariti sem moral 3 ure dela. Zdaj obsesivno varčujem. Ctrl+S je mišični spomin.
Se je vredno učiti?
poka s členki, ker sem tukaj očitno pristranski
Poglejte, EDM je nišna veščina. Vsaka trgovina nima teh strojev. Toda trgovine, ki to počnejo? Lahko zaračunavajo premijske stopnje, ker tega dela ne more opravljati vsak.
Trenutno zaslužim približno 28 USD/uro kot operater/programer EDM. Steve zasluži blizu 38 $/uro, ker ima veliko več izkušenj in se zna spopasti z res zapletenimi stvarmi. To je ... spodobno? Ni neverjetno, a boljše od splošnih cen strojne obdelave na našem območju, ki so približno 20–22 USD/uro.
Varnost zaposlitve se zdi precej dobra. Vedno smo zaposleni. Prodajalne kalupov, vesoljska industrija, medicinske naprave, orodja in matrice -- vse te industrije potrebujejo EDM delo.
Primerjava z drugimi procesi
VS. CNC rezkanje:
EDM: brez rezalnih sil, deluje na trdih materialih, lahko naredi zapletene oblike
CNC: hitrejši, cenejši na uro, bolj vsestranski za mehke materiale
Kdaj uporabiti EDM: Trdi materiali, upogibanje ni dovoljeno, zapletene notranje značilnosti
VS. Lasersko rezanje:
EDM: Boljša natančnost, brez toplotno prizadetega območja, lahko dela debelejše materiale
Laser: VELIKO hitrejši, dober za tanke liste, cenejši za preproste 2D reze
Kdaj uporabiti EDM: Debeli materiali, majhne tolerance, 3D funkcije
VS. Vodni curek:
EDM: boljša natančnost in končna obdelava, deluje samo na prevodnih materialih
Vodni curek: hitrejši, deluje na karkoli (tudi na steklu ali kamnu), zmogljivost debelejšega materiala
Kdaj uporabiti EDM: potrebujete natančnost, želite dober zaključek, material prevaja elektriko
Vsi imajo svoje mesto. Videl sem trgovine z vsemi tremi.
Prihodnost teh stvari
Novejši stroji postajajo hitrejši z boljšimi generatorji in krmilnimi sistemi. Sodick, ki smo ga kupili leta 2022, je približno 30 % hitrejši od Mitsubishija za isto delo.
Obstaja tudi več avtomatizacije -- samodejno navijanje žice, samodejno merjenje, samodejna menjava orodja za grezilo EDM. Olajša življenje.
Nekatere trgovine se avtomatizirajo z roboti, ki nakladajo in razkladajo dele. Nisva še tam (premajhna), ampak bi lahko videla sčasoma.
Tudi programiranje s pomočjo umetne inteligence- je vse bolj razširjeno, kar je ... zanimivo? Nekako strašljivo za varnost zaposlitve, lahko pa tudi olajša programiranje. Žirija je še zunaj.
Kaj je torej bistvo?
se nagne nazaj in spozna, da je to spet res dolgo
EDM je ta super uporaben, a specializiran postopek, o katerem večina ljudi sploh ne razmišlja. Ampak tisti telefon, ki ga držiš? Verjetno ima dele izdelane z EDM. Avto, ki ga voziš? EDM je bil uporabljen za izdelavo nekaterih kalupov za plastične dele. Medicinski vsadki? EDM.
Povsod je, samo skrito.
Če razmišljate o tem, da bi se lotili proizvodnje, so spretnosti EDM dragocene. Fizično ni tako zahtevna kot ročna obdelava, plača se spodobno, delo je vedno.
Če ste lastnik trgovine in razmišljate o nakupu EDM ... naredite raziskavo. So dragi, počasni, a za določena dela nenadomestljivi. Brez našega verjetno ne bi preživeli.
Če vas le zanima, kaj za vraga je EDM ... no, zdaj veste. To je nadzorovana strela, ki reže kovino. Kul, kajne?
Če vas zanimagrezilo EDMpo branju vsega tega? Človek, tukaj postane res zanimivo-gledati, kako elektroda počasi žge votlino v kaljenem jeklu, je kot ... očarljivo. Vsekakor bi morali obiskati trgovino in si jo kdaj osebno ogledati. Precej bolj kul kot jaz, ki sem o tem razpredal tukaj.