PECM --非凡的 EMAG 技術(shù)工藝:是不同檔次壓花工具和模具生產(chǎn)的福音
2016-1-7 來源：EMAG 作者：天甜
對一種成功的產(chǎn)品來說，包裝的重要性怎么被夸大都不為過。 包裝很大程度上影響著許多客戶的購買決策力。包裝很大程度上影響著許多客戶的購買決策力。 因此，許多不同領(lǐng)域的公司對包裝設(shè)計的研發(fā)越來越精心。例如，通過壓花突出包裝的外觀。然而，所需的壓花沖頭的制造卻對工具和模具制造商提出了額外的要求。然而，所需的壓花沖頭的制造卻對工具和模具制造商提出了額外的要求。作用到包裝上的沖頭具有非常精細的浮雕和圖案。同時還必須調(diào)試穩(wěn)定才能使生產(chǎn)的工藝過程具有成本效益。同時還必須調(diào)試穩(wěn)定才能使生產(chǎn)的工藝過程具有成本效益。怎樣有效地生產(chǎn)這些部件呢？位于德國 Gaildorf 的EMAG ECM 有限公司采用電子化學(xué)加工（ECM）的方法，為包裝行業(yè)和其他領(lǐng)域提供一種能夠替代今天最常用的兩種加工方法：研磨雕刻法或 EDM 法的另外一種極具吸引力的方法。這種新型技術(shù)的應(yīng)用將極大地降低各種檔次的生產(chǎn)成本。
只要看看包裝行業(yè)最常使用的壓花工具就會立即明白此類工具要求非同尋常的金屬加工的精度。首先要在沖頭表面需要繪制復(fù)雜的 3D 圖案或文字。每一個細節(jié)都要加工進工具鋼中，加工精度需要達到微米的程度。之后才能使嵌入到紙板箱或包裝紙表面的圖案達到要求的精確細致。然而，除了較軟的包裝材料，對數(shù)以百萬計的筆劃進行非常迅速的處理最終會導(dǎo)致加工工具達到其極限，尤其是使用研磨或電火花加工工具時。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可以在加工方法中找到：銑削加工會導(dǎo)致形成毛刺，因此必須在后續(xù)的加工步驟中去除這些毛刺。如果使用 EDM 法，很高的溫度會對壓花沖頭材料的結(jié)構(gòu)造成影響。這樣就不能避免在模具中產(chǎn)生細微裂紋的風(fēng)險。
提高了工件的穩(wěn)定性
出于這些需要考慮的因素，制造壓花工具、模具、和沖頭的替代方法引起了合同制造商和包裝專家的關(guān)注。精密的電子化學(xué)加工（PECM）在這方面提供了非常好的機會，按照 EMAG ECM 公司執(zhí)行經(jīng)理 Richard Keller 的說法：“多年來，我們一直在使用這種方法，在汽車工業(yè)和航空領(lǐng)域不斷地取得成功，同時我們正在不斷地改進 PECM 方法。通過新的 PTS 系列方法，現(xiàn)在我們開辟了全新的使用空間。即使加工要求嚴(yán)格的 3D 結(jié)構(gòu)，也能在這些機器上順利完成，而刀具幾乎沒有磨損。這樣大大降低了刀具的成本，且生產(chǎn)出的工件的穩(wěn)定性也隨之得到極大提高。”
高品質(zhì)的表面
電化學(xué)工藝以非常溫和的方式去除材料。工件變成正極，而工具變成負極。電解質(zhì)溶液在兩者之間流動，金屬離子從工件中分離出來。由于陰極（工具）是反向繪制的圖案，因此僅在所需的位置去除工件材料。高強度的合金，如鎳基合金和硬質(zhì)材料，通常可以使用 ECM 方法進行加工，不會有任何困難。最終的加工效果就是獲得高品質(zhì)的表面，并且沒有毛刺，不會引起材料結(jié)構(gòu)的變化。EMAG 工程師們已經(jīng)對 PECM（精密電化學(xué)加工）的工藝技術(shù)進行了改進。 例如，電解質(zhì)溶液的流動間隙可以變得異常狹窄。 除此之外，通過振動機械運動，優(yōu)化了電解質(zhì)的輸送。這樣就確保了特別有效和精確地去除材料。
自去年年底以來，正是這些優(yōu)勢，EMAG 為一直使用 PTS 2500 機器制造壓花工具的中國的工具制造商創(chuàng)造了極大的效益。“開始，客戶只是給我們發(fā)送了一個需要進行壓花的黃銅的陰極圖案。我們將其作為 PECM 的實際陰極，使用 PECM 加工第一批壓花成品模具。這使得我們的中國客戶在技術(shù)和經(jīng)濟影響方面有了一個非常準(zhǔn)確的認(rèn)識，這種方法非常適合他們的應(yīng)用領(lǐng)域。 之后他們便對 PTS 2500 青睞有加，” Keller 解釋說。
實踐中的成本利器
顯而易見，在生產(chǎn)成本和生產(chǎn)質(zhì)量方面具有決定性的優(yōu)勢：在 PECM 加工過程中幾乎不涉及陰 極磨損，所以與銑削加工或 EDM 加工相比成本大幅度降低。因此幾乎不需要更換加工工具（陰極）。同時，生產(chǎn)出的壓花工具、模具和沖頭的穩(wěn)定性和質(zhì)量也大大提高，這是因為加工出的所有零部件都具有很高的表面品質(zhì)，沒有毛刺，不會改變材料結(jié)構(gòu)。 PECM 法比較而言速度也很快，對于中國制造商來說，PTS 2500 對材料的去除率達到每秒 0.15 到 0.2 毫米。“對此類應(yīng)用來說，這是一個巨大的數(shù)字，” Keller 說。“一定記住，電化學(xué)在加工時，整個表面的材料同時被均勻地去除掉。另一方面，雕刻銑刀需要一行一行地清除材料，因此完成這個作業(yè)需要的時間相對較長。”
模塊化概念提供了更多的可能性
在 AMB 2014 展會上，來自 EMAG ECM 公司的專家們第一次向公眾展出了 PTS平臺。 隨后，該系 列產(chǎn)品繼續(xù)在各個領(lǐng)域續(xù)寫成功的故事。EMAG 集團的綜合機械專業(yè)知識已經(jīng)在市場上確立了決定性的優(yōu)勢。其優(yōu)勢表現(xiàn)在產(chǎn)品創(chuàng)新，如Mineralit 機身、智能軟件和硬件接口以及高效的自動化系統(tǒng)中。另外在許多應(yīng)用領(lǐng)域，高性能的刀具進給裝置：高達四軸的配置，可同時并列加工 20 至 30 個零件等都卓顯其超群的技術(shù)特性。 這樣使成本效益從中級單位數(shù)量提高到高級單位數(shù)量。“總而言之，我們對目前的發(fā)展很滿意，” Keller 針對目前的情況總結(jié)說。“自從 AMB 以來，我們已經(jīng)售出了六臺機器，需求量仍在增加。 特別是在飛機制造業(yè)中，我們的技術(shù)已被多家著名的 OEM 商所使用。 同時我們正在向新的市場領(lǐng)域邁進，其中包裝行業(yè)就是一個例證。我們期待未來幾年繼續(xù)在這條道路上走下去。”
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圖片文件： C739_PTS_2500.
PTS 2500 的標(biāo)配為一個 Z 軸，也可以根據(jù)應(yīng)用要求配置 X 軸、Y 軸和 C 軸。 應(yīng)用于汽車工業(yè)中的部件生產(chǎn)已經(jīng)可以使用 24 把刀具同時進行加工。
圖片： Matrize_Muenze
包裝行業(yè)的壓花工具: 采用 PECM，用工具鋼制成的圖片的每一個細節(jié)精度都達到微米。 此處顯示的是一枚硬幣的沖頭： 1. 客戶提供的黃銅模板，2. 用 PECM 加工正面印記， 3. 壓花沖頭—用 PECM 在高強度材料（INOX）中加工背面印記。
圖片： Vergleich ECM – EDM.
EDM利于加工樣品，因為它涉及的機械設(shè)備較為簡單并且鉆機和電極復(fù)雜性較低。
由于單位數(shù)量增加，ECM 方法因其對工具的磨損較低并能產(chǎn)生較長的使用壽命而具有顯著的優(yōu)勢。
圖片： P1010347_Richard Keller
Richard Keller，EMAG ECM 公司執(zhí)行經(jīng)理
關(guān)于埃馬克
逆向思維的創(chuàng)新加工技術(shù)創(chuàng)立了埃馬克公司的行業(yè)領(lǐng)先地位。1992 年埃馬克公司匠心獨具，首次推出構(gòu)思巧妙的倒立式車床，大獲成功。此后，埃馬克公司再接再厲，又研發(fā)出了新的倒立式多功能生產(chǎn)中心。如今，埃馬克已名符其實成為世界上倒立式機床舉足輕重的制造商。埃馬克集團總部設(shè)在德國薩拉赫市，傳統(tǒng)悠久，機床制造經(jīng)驗豐富。其工藝技術(shù)全面而完善，能為用戶提供加工盤類件、軸類件和箱體類零件的機床和生產(chǎn)系統(tǒng)。不管是車床，還是磨床、滾齒機、激光焊接機、熱套裝配設(shè)備、電化學(xué)加工設(shè)備或是感應(yīng)加熱設(shè)備——埃馬克集團幾乎能為所有的應(yīng)用提供最佳的生產(chǎn)方案。
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