Rafmagnslosunarvinnsla

Hluturinn sem sló í gegn þegar ég lærði það fyrst

Electrical Discharge Machining (EDM í stuttu máli vegna þess að enginn segir allt) notar rafmagn til að skera málm. Ekki snúningsverkfæri. Ekki laser. Bara... neistar.

Örlítið stýrðar eldingar.

Ég veit að þetta hljómar eins og ég sé að búa þetta til en ég sver að það er bókstaflega það sem er að gerast. Þú ert með rafskaut (verkfærið) og vinnustykkið þitt (hluturinn sem þú ert að klippa), og það er örlítið bil á milli þeirra fyllt með rafvökva (venjulega olíu eða afjónað vatn), og þú bara... zappa það. Aftur og aftur. Þúsundir sinnum á sekúndu. Hver neisti gufar upp örlítið af málmi.

Vinnufélagi minn Jake (öðruvísi Jake en allir aðrir Jake sem ég hef nefnt, við eigum bara fullt af Jake greinilega) reyndi að útskýra þetta fyrir mér á öðrum degi mínum og ég hélt að hann væri að plata mig. "Við skerum stál með rafmagni?" Já maður. Villtur.

Hvers vegna er þetta jafnvel til (vegna þess að venjuleg vinnsla virkar fínt ekki satt?)

Svo hér er málið - hefðbundin vinnsla notar snúningsskera. Mills, rennibekkir, allt það dót. Virkar frábærlega fyrir flesta hluti.

En hvað ef þinn þáttur er:

Ofur hart efni (eins og karbíð eða hert verkfærastál)

Virkilega flókin form með þröngum hornum

Þunnir veggir sem myndu sveigjast eða brotna með skurðkrafti

Hefur innri eiginleika sem þú getur ekki náð með snúningsverkfæri

Það er þar sem EDM kemur inn. Vegna þess að það snertir ekki hlutann líkamlega (það er alltaf þetta pínulitla bil), þá er enginn skurðarkraftur. Og vegna þess að það er rafmagns er það sama hversu hart efnið er - ef það leiðir rafmagn geturðu EDM það.

Ég man að við fengum þetta starf til að koma inn, viðskiptavinur vildi þessar örsmáu kælirásir í hertu stálmóti. Eins og 0,020" göng í þvermál sem snúast og snúast. Engin leið að bora það, engin leið að fræsa það. En með EDM? Við gerðum það. Tók eilífð en við gerðum það.

(Jæja, tæknilega séð gerði reyndari strákurinn okkar Steve það. Ég horfði á og reyndi að snerta ekki neitt því þetta var eins og mánuður 2 fyrir mig.)

Tegundir EDM (og já það er meira en einn)

Wire EDM (það sem ég eyði mestum tíma í)

Þetta er eins og... allt í lagi, ímyndaðu þér bandsög, en í staðinn fyrir blað er þunnur koparvír (venjulega 0,010" þvermál, stundum þynnri, stundum þykkari). Og í stað þess að klippa með því að saga, er það að skera með neistaflugi.

Vírinn færist í gegnum hlutann og nærir stöðugt ferskum vír svo þú ert alltaf að klippa með nýju rafskautinu. Notuðum vír er safnað í ruslafötu og þú selur það til ruslmannsins. Við fáum svona $200 á tveggja mánaða fresti fyrir notaðan vír sem er ágætt held ég.

Verslunin okkar er með tvo víra EDM:

Mitsubishi MV2400R (sá á myndinni, keyptur notaður árið 2019 fyrir svona $85k held ég? Kannski $90k)

Sodick AQ327L (nýrri, 2022, kostaði okkur... ég vil segja $180k en ekki vitna í mig um það)

Wire EDM er frábært fyrir:

Í gegnum-skurð (skera alla leið í gegnum hluta)

Kýla og deyja vinna

Nákvæmar hlutar þar sem umburðarlyndi er lítið (við höldum reglulega ±0,0002")

Hlutar þar sem þú þarft virkilega góða yfirborðsáferð

Gallar:

HÆGT. Eins og mjög hægt. Að klippa þykkt hert stál gæti verið 1-2 fertommur á klukkustund.

Vír slitnar. Ó guð, vírinn slitnar. Þú ert hálfnuð með 6 tíma niðurskurð ogsmellavír slitnar og nú verður þú að þræða hann aftur og byrja upp á nýtt (jæja, ekki alveg yfir, þú getur venjulega haldið áfram, en samt pirrandi eins og helvíti)

Rafmagnskerfið þarf stöðugt viðhald eða það verður angurvært

Sinker EDM (Ram EDM, Plunge EDM, hvað sem þú kallar það)

Þetta er þar sem þú ert með lagað rafskaut (venjulega kopar eða grafít) og þú "sökkur" því í vinnustykkið og brennir efni í burtu til að búa til holrúm.

Við erum með einn vaska í búðinni okkar - eldri Makino EDNC43. Keypti hann notaðan, held að hann sé frá 2008 eða eitthvað. Kostnaður var... $35k kannski? Það virkar fínt en það er hægara en þeir nýrri.

Þetta er það sem þú notar fyrir:

Mygluhol

Flókin 3D form

Blindgöt og vasar

Leturgröftur (þó það séu betri leiðir til að gera þetta núna)

The grípa með sinker EDM er að þú þarft að gera rafskautið fyrst. Þannig að ef þú þarft að búa til flókið moldhol, þá þarftu fyrst að vinna kopar eða grafít rafskaut í nákvæmlega þeirri lögun sem þú vilt (en afturábak/öfugt), SÍÐAN notar þú rafskautið til að brenna holrúmið í stálið.

Það er eins og... auka skref. En stundum er það eina leiðin til að gera eitthvað.

Fyrsta sinker EDM starfið mitt var að búa til einfalda ferningavasa. Tók mig 3 tilraunir vegna þess að ég hélt áfram að klúðra útreikningi á rafskautajöfnun. Steve fann mig við vélina og leit ringlaður út og var eins og "varstu gerð grein fyrir yfirskurðinum?" og ég var eins og "hvað?"

Góðar stundir. (Ekki í alvöru, mér leið eins og hálfviti.)

Lítil holu EDM (borun EDM)

Við eigum ekki svona en ég hef notað þær í fyrri búðum. Gerir í grundvallaratriðum örsmá djúp göt með því að nota snúnings kopar- eða koparrör sem rafskaut.

Frábært fyrir startgöt (fyrir vír EDM), kæligöt í mótum, eldsneytissprautustúta, allt það dót. Getur borað göt allt að 0,008" þvermál, stundum minni.

Þessar vélar eru tiltölulega ódýrar -- eins og $ 30-40 þúsund nýjar fyrir einfalda vél. En við höfum ekki þurft slíkan ennþá vegna þess að við getum útvistað einstaka holuborunarvinnu fyrir ódýrara en að eiga vélina.

Hversu hratt er það? (Spoiler: Ekki mjög)

Þetta er sá hluti sem pirrar viðskiptavini sem skilja ekki EDM.

Vír EDM gróft skorið í stáli: kannski 10-20 fertommur á klukkustund (fer eftir þykkt og stillingum) Skurðskurður (klára fer fyrir betri yfirborðsáferð): mun hægar, eins og 5-10 fertommur á klukkustund á hverri leið, og þú gætir gert 3-4 undanrennsli

Sinker EDM: mjög breytilegt, en tala 0,5-2 rúmtommur á klukkustund fyrir grófgerð

Það var hringt í mig í síðustu viku og spurt um hluta. "Hversu langan tíma mun það taka?"

Ég: "Um 18 klst vélartími" Viðskiptavinur: "Til hvers? Hann er aðeins 4 tommur á lengd!" Ég:djúpt andann"Já, en þetta er hert H13 verkfærastál með fjórum flóknum gegnum-skurðum og þú vilt 0,0001" umburðarlyndi og 8Ra frágang svo... já. 18 klukkustundir."

Þeir fóru eitthvað annað. Þeir koma aftur þegar hin búðin getur það ekki. (Þetta hefur gerst áður.)

Uppsetningartími er þar sem þú tapar raunverulega peningum

Raunveruleg klipping gæti verið 18 klukkustundir, en uppsetning? Það geta verið 4-6 klukkustundir í viðbót.

Þú verður að:

Festu hlutinn (og það er betra að vera ferningur og jafnur eða vikmörk þín eru ristað brauð)

Hlaða forritinu (ef þú ert jafnvel með eitt, stundum ertu að skrifa það frá grunni)

Stilltu núllpunkta og viðmið

Athugaðu vírspennu og leiðsögumenn

Gakktu úr skugga um að rafgeymirinn sé hreinn og með rétta viðnám

Prófaðu horn til að ganga úr skugga um að allt sé þar sem þú heldur að það sé

Ég klúðraði $3.000 efni einu sinni vegna þess að ég setti Y-núllið rangt á 0,100". Hluturinn var rusl. Mér leið illa. Boss var... ekki ánægður. En hann var svalur með það því ég hafði bara verið þarna í 6 mánuði og við gerum öll mistök.

(Hugsaðu samt stundum um þann þátt. Þrír þúsundir. Úff.)

Staðan í rafvökva

Svo manstu hvernig ég sagði að það væri vökvi í bilinu? Það er kallað dielectric vökvi. Það er ofur mikilvægt.

Fyrir vír EDM notum við afjónað vatn með sérstökum aukefnum. Það þarf að halda réttu viðnáminu -- of leiðandi og þú færð bogastuttbuxur, ekki nógu leiðandi og neistarnir myndast ekki rétt.

Við erum með þetta DI kerfi (afjónunarkerfi) sem síar og heldur vatni stöðugt. Kostaði um 8 þúsund dollara þegar við keyptum hann. Þarfnast plastefnabreytinga á 6-12 mánaða fresti á $400 á popp.

Vatnið lyktar undarlega. Ekki slæmt, bara... skrítið. Og það er kalt vegna þess að vélin er með kælivél til að halda henni við svona 68 gráður F. Á sumrin þegar það er 95 gráður F úti og verslunin okkar AC getur varla fylgst með, það er frekar sniðugt að stinga hendinni í rafmagnstankinn.

Fyrir sinker EDM notum við olíu-undirstaða raforku. Lyktar hræðilega, kemst alls staðar, kviknar ef ekki er að gáð (hefur ekki gerst hjá okkur ennþá, bankaðu á við, en ég hef heyrt sögur).

Nákvæmni og yfirborðsfrágangur (Reyndar flotti hlutinn)

Þetta er þar sem EDM skín virkilega.

Wire EDM getur auðveldlega haldið ±0,0002" (það er 0,005 mm fyrir ykkur metra fólk). Á góðum degi með allt sem hringt er inn? Við höfum slegið ±0,0001" sem er geðveikt.

Yfirborðsfrágangur fer eftir stillingum - - gróft skurður gæti verið 125Ra eða verri, en eftir 3-4 skim-passa geturðu farið niður í 8Ra eða betur. Það er þetta undarlega næstum glerlíkt yfirborð sem er virkilega ánægjulegt að horfa á.

Sinker EDM getur gert enn betri yfirborðsáferð ef þú þarft virkilega á því að halda - ég hef séð 4Ra áferð sem lítur út eins og speglar. En það tekur eilífð.

Nákvæmnin stafar af því að það er engin sveigjanleiki verkfæra (vegna þess að það er enginn skurðkraftur), ekkert slit á verkfærum í hefðbundnum skilningi og nútíma vélar hafa mjög góða servóstýringu.

Víragerðir og stillingar (að verða nörd í eina sekúndu)

Venjulegur vír er kopar -- venjulega 0,010" þvermál fyrir flesta vinnu. En það er líka:

0,008" vír fyrir þéttari horn

0,012" vír til að grófa þykka hluta hraðar

Húðaðir vírar (sink- eða wolframhúðaðir) fyrir tiltekin notkun

Mólýbdenvír fyrir sérstök tilfelli (við höfum þetta ekki á lager, of dýrt)

Við förum í gegnum kannski 20-30 spólur af vír á mánuði? Hver spóla kostar um $80-120 eftir tegund og hvaðan við kaupum. Það bætist við.

Stillingar eru allt þetta svarta list af magnara, á-tíma, slökkt-tíma, spennu, vírspennu, skolþrýstingi... það eru eins og 20+ breytur sem þú getur lagfært. Nýrri vélar eru með sjálfvirkar-stillingar sem virka vel, en fyrir erfið störf þarftu að fara handvirkt.

Steve er með minnisbók - bókstaflega pappírsglósubók - með öllum uppáhalds stillingum hans fyrir mismunandi efni. Hann er búinn að vera að þessu í 25 ár og bara... veit. Ég er enn að læra. Ég er með stillingar sem virka en þær eru ekki fínstilltar eins og hann er.

Kostnaður (AKA hvers vegna við rukkum $150/klst. verslunargjald)

Vélgreiðsla: ~$2.800/mánuði (fyrir nýrri Sodick er Mitsubishi greiddur upp) Vír: ~$2.000/mánuði
Síur/resin/viðhald: ~$800/mánuði. Rafmagnsnotkun: líklega $400-500/mánuði bara fyrir EDMs DI kerfið: $400-500/ári í plastefni Ýmis rekstrarvörur (leiðsögumenn, aflstraumar osfrv.): $1.200/ári

Auk, þú veist, húsaleiga, launin mín, laun Steve, tryggingar, allt það dót.

Svo þegar við vitnum í $ 150/klst fyrir vír EDM tíma, erum við ekki að verða rík. Það er bara... hvað það kostar að keyra þetta dót.

Fékk viðskiptavin að rífast við mig um verðið einu sinni. "Ég get fengið CNC fræsun fyrir $85/klst.!"

Já félagi, en CNC-myllan þín getur ekki skorið hert verkfærastál niður í 0,0002" umburðarlyndi með núllskurðarkrafti svo... epli og appelsínur.

Algeng vandamál (sem fá mig til að vilja öskra)

Vír slitnar-- Búinn að nefna þetta en það þarf að endurtaka það. Ekkert verra en að koma til baka úr hádeginu til að finna að vélin stöðvaðist með vírbroti 4 tíma í 10 tíma klippingu. Nýrri Sodick er með sjálfvirkri þræðingu sem hjálpar, en Mitsubishi verður að þræða handvirkt. Skemmtilegt efni.

Rafmagnsmengun-- Ef tankurinn verður óhreinn (málmagnir, olíur, hvað sem er) fara skurðgæði þín til fjandans. Við eigum að þrífa tankinn vikulega. Gerum við það? Ehh... meira svona á 2-3 vikna fresti ef við eigum að vera hreinskilin. Ætti líklega að gera það meira.

Servó villur-- Stundum heldur vélin að það sé stutt þegar það er ekki, eða öfugt, og þú færð þessar undarlegu servóvillur. 90% af þeim tíma sem endurræsing lagar það. Hin 10% kallarðu tæknina.

Mjókunarmál- Vír EDM getur skorið beint eða með mjókkandi (hyrndum veggjum). Stundum vill maður mjókka, stundum ekki. Það er ... flókið að fá taper bæturnar nákvæmlega rétt. Ég klúðraði þessu einu sinni á teygjusetti og hlutarnir myndu ekki setjast saman. Þurfti að skera þá aftur. Þetta var slæmur dagur.

Rafskautsslit(sinker EDM) - Kopar- eða grafít rafskautið þitt slitnar þegar þú notar það. Þú verður að bæta fyrir þetta. Stundum býrðu til mörg rafskaut fyrir eitt verk vegna þess að það fyrsta slitist hálfa leið. Það er pirrandi.

Forrit hrynur-- Tapaði einu sinni 12 tíma forriti vegna PC hruns. Hef ekki sparað nógu mikið nýlega. Þurfti að endurskapa 3 tíma vinnu. Nú spara ég þráhyggju. Ctrl+S er vöðvaminni.

Er það þess virði að læra?

klikkar í hnúum því ég er augljóslega hlutdrægur hérna

Sko, EDM er sesskunnátta. Það eru ekki allar búðir með þessar vélar. En búðirnar sem gera það? Þeir geta rukkað yfirverð vegna þess að það geta ekki allir unnið þessa vinnu.

Ég græði um $28/klst núna sem EDM rekstraraðili/forritari. Steve þénar nær $38/klst. vegna þess að hann hefur miklu meiri reynslu og ræður við mjög flókið efni. Það er... þokkalegt? Ekki ótrúlegt, en betra en almennt vinnsluhlutfall á okkar svæði sem er meira eins og $20-22/klst.

Atvinnuöryggi virðist nokkuð gott. Við erum alltaf upptekin. Mygluverslanir, flugrými, lækningatæki, verkfæri og deyja - allar þessar atvinnugreinar þurfa EDM vinnu.

Að bera það saman við aðra ferla

VS. CNC mölun:

EDM: Engir skurðarkraftar, vinnur á hörðum efnum, getur gert flóknar form

CNC: Hraðari, ódýrari á klukkustund, fjölhæfari fyrir mjúk efni

Hvenær á að nota EDM: Harð efni, engin sveigja leyfð, flóknir innri eiginleikar

VS. Laserskurður:

EDM: Betri nákvæmni, ekkert svæði sem hefur áhrif á hita, getur gert þykk efni

Laser: MIKLU hraðari, góður fyrir þunn blöð, ódýrari fyrir einfalda 2D skurð

Hvenær á að nota EDM: Þykkt efni, þröng vikmörk, 3D eiginleikar

VS. Vatnsstraumur:

EDM: Betri nákvæmni og frágangur, virkar eingöngu á leiðandi efni

Vatnsstraumur: Hraðari, virkar á hvað sem er (jafnvel gler eða stein), þykkara efni

Hvenær á að nota EDM: Þarftu nákvæmni, vilt góða frágang, efni leiðir rafmagn

Þeir eiga allir sinn stað. Ég hef séð búðir með öllum þremur.

Framtíð þessa efnis

Nýrri vélar verða hraðari með betri rafala og stjórnkerfi. Sodick sem við keyptum árið 2022 er um 30% hraðskreiðari en Mitsubishi í sömu vinnu.

Það er líka meiri sjálfvirkni - sjálfvirk vírþráður, sjálfvirk mæling, sjálfvirk breyting á verkfærum fyrir EDM í vaski. Gerir lífið auðveldara.

Sumar verslanir eru að fara í sjálfvirkni með vélmennum sem hlaða og afferma hluta. Við erum ekki þarna ennþá (of lítil), en ég gæti séð það á endanum.

Gervigreind-aðstoðuð forritun er líka farin að vera eitthvað sem er... áhugavert? Svolítið skelfilegt fyrir atvinnuöryggi en gæti líka gert forritun auðveldari. Dómnefnd er enn úti.

Svo hver er niðurstaðan?

hallar sér aftur á bak og áttar sig á því að þetta varð mjög langt aftur

EDM er þetta ofur gagnlega en sérhæfða ferli sem flestir hugsa aldrei um. En síminn sem þú ert með? Sennilega eru íhlutir framleiddir með EDM. Bíllinn sem þú keyrir? EDM var notað til að búa til nokkur af mótunum fyrir plasthluta. Læknisígræðslur? EDM.

Það er alls staðar, bara falið.

Ef þú ert að hugsa um að fara í framleiðslu er EDM kunnátta dýrmæt. Það er ekki eins líkamlega krefjandi og handvirk vinnsla, borgar sig ágætlega og það er alltaf vinna.

Ef þú ert verslunareigandi og ert að hugsa um að kaupa EDM... gerðu rannsóknir þínar. Þeir eru dýrir, þeir eru hægir, en fyrir ákveðna vinnu eru þeir óbætanlegar. Við myndum líklega ekki lifa af án okkar.

Ef þú ert bara forvitinn hvað í fjandanum EDM er... jæja, nú veistu það. Það er stýrðar eldingar sem skera málm. Flott, ekki satt?

Ef þú ert forvitinn umsinker EDMeftir að hafa lesið þetta allt? Maður, það er þar sem það verður mjög áhugavert-að horfa á rafskaut brenna hægt holrúm í hertu stáli er eins og... dáleiðandi. Þú ættir algjörlega að heimsækja búð og sjá hana í eigin persónu einhvern tíma. Miklu svalari en ég að röfla um það hér.