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【腾讯天富娱乐app】新型电火花线切割机床面世:专为3D打印零件制造

GF机械加工解决方案发现,它不得不对电火花线切割机床的每个方面都进行修改,以有效应对从模板中去除3D打印零件的挑战。尽管这是一种完全满足金属增材制造需求的机床。

线切割机是从模板中去除增材制造零件的常见选择,但是传统的线切割机会带来许多挑战。GF机械加工解决方案公司开发了CUT AM 500,这是一种专为该任务而设计的电火花线切割机床。从而,很好地解决了上述问题,让切割不再难么难!

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在CUT AM线EDM中用3D打印的零件构建板

金属增材制造(AM)用户从将零件印刷到其上的结构板上取下零件时,有两个主要选择:使用带锯进行锯切和进行电火花加工(EDM)。因为这些机器都不是专门为从构建板上卸下零件而开发的,所以每个机器都有其自身的优缺点。

作为EDM设备的供应商,GF机械加工解决方案希望了解更多有关制造商如何使用线EDM切割成型板上的金属增材制造零件的信息,因此它开始吸引那些使用该公司EDM机器进行此应用的人。“我们对这些客户进行了调查,询问他们使用EDM的主要问题是什么。我们从中收集了很多数据。” GF机械加工解决方案业务开发主管Eric Ostini说。

利用这项调查的结果,该公司开发了专门用于拆卸模板的EDM机。CUT AM 500于2019年末发布,只要该材料具有导电性,就可以处理通过任何粉末床融合工艺制成的零件。在开发机器时,GF机械加工解决方案发现它不得不修改传统线切割机床的几乎各个方面,以应对这一单一应用的挑战。

调查结果突出显示了使用传统的立式电火花线切割机从建筑板上卸下零件时遇到的许多问题。据Ostini称,客户引起公司注意的主要问题之一是难以将装配板安装在立式线切割机上。由于这些机器的方向,必须将构建板装入机器并相对于它们在增材制造机器中的固定方式基本上保持在一端。这些构建板通常是10英寸乘10英寸厚的钢板,厚度在1英寸至1英寸半之间,因此它们自己很重。他说:“马上,仅靠搭建板就难以侧向固定,将其夹在桌子上也很尴尬。更不用说,您已经将某些东西附着到了构建板上,您已经成长了,这样就甩掉了零件的重心,使它更难于垂直而不是水平地放入机器中。客户报告说,他们使用桥式起重机来装载机器,并使用多种方法(包括C型夹)将模板固定在适当的位置。这不仅耗时,而且还带来安全问题。而且,随着构建板变得越来越大和越来越重,这些问题只会增加。”

另一个主要问题涉及在垂直线EDM中零件如何从构建板上分离。当电线切断时,电介质液的冲洗会导致零件摆动并接触电线,或开始弹起。如果零件在导线上弹起,则机器将采取保护策略,以减慢切割速度。如果零件与电线接触,则机器最终会短路。用户可能会降低切割速度,以防止出现这些问题。

立式线切割放电加工机中构建板的方向还意味着具有精细特征的零件(例如薄壁)在分离时易于损坏。零件可能会相互掉落或撞到机器油箱的底部。Ostini说:“用户会考虑如何在构建板上交错零件,以便当它们掉落时,它们会落在零件之间,而不是彼此重叠。 一些用户还报告说用磁铁固定易碎的零件,或将橡皮筋粘在零件上,这样当它们从构建板上掉下时,它们不会撞到机器的下臂。”

用户可以将装配板正面朝上安装到CUT AM 500中,然后机器将装配板上下颠倒以用水平导线将其卸下。这有助于保护用户,机器和零件。

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观察用户在调查中报告的问题,在GF机械加工解决方案公司看来,卧式电火花线切割机床似乎很自然地适合从模板切割零件。Ostini解释说:“用水平线切割时,零件会从线上掉下来。它们不会短路,您不必采取那些保护策略,因此可以更快地削减成本。”

但是,这将需要将组装板倒置安装在机器中。根据Ostini的说法,这被证明是开发CUT AM 500的最大挑战。

该公司最终开发了用于安装的系统。用户将印版正面朝上放置在机器的工作台上,并使用将其固定在加料机上的相同螺钉,脚趾夹,卡盘或其他夹紧系统将其向下夹紧。将板夹到工作台后,机器将转动工作台以将其上下翻转。Ostini说:“就健康和安全而言,这非常简单。”

将工作台倒置,金属丝移动到位,并从正面到背面水平地横切模板。从构建板上切下零件,然后用重力将其拉下,远离电线。Ostini表示,大多数客户不需要将零件从支撑板上分离下来,因此让用户将零件掉入水箱底部的情况更为普遍。为了捕获易碎零件,该公司开发了可根据应用定制的篮子。用户可以使用定位螺钉将零件固定在篮上,以防止它们完全掉落。篮筐还可以配置有通道以分离零件。然后,篮子就像酒箱一样工作,并带有板条,以防止部件接触。

布局并不是使机器与传统的线切割机区别开的唯一功能。由于各种原因,它也更快。使零件从导线上掉下来而不会反弹或接触,这意味着用户不再需要降低切割速度来防止这些问题。并且由于计算机没有遇到这些问题,因此它不会自动进入保护模式。

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CUT AM 500使用直径为0.008英寸的钼丝。它比传统的EDM线更细,可为AM零件提供较小的“牺牲区域”,而线则更坚固,可实现更快的切割速度。

电线的选择还有助于提高切割速度。该机器使用直径为0.008英寸的钼丝,比传统的EDM丝更坚固。根据Ostini的说法,它不太容易断裂,用户可以向其中添加更多动力,从而提高切割速度。

电介质还专门为提高速度而设计。CUT AM 500不再使用传统EDM机器中常用的电介质蒸馏水,而是使用蒸馏水和添加剂来提高电导率。Ostini说,尽管标准线EDM应用的电介质电导率通常在每厘米20至5微西门子之间,但CUT AM 500的电介质电导率却在每厘米近2,000微西门子。他说:“我们比标准的电火花线切割机床高数千倍。这增加了在机器中快速切割的能力。 这使机器能够以每秒20米的线速度使用,这比传统的线EDM(以每分钟13米的速度移动)的线速度快得多。该速度对于切割至关重要。

Ostini解释说:“我们不使用像标准电火花线切割机床那样进行冲洗。” 这是因为从构建板上卸下零件时,很难将电介质冲洗到切口中。同时发生多个切口,这些零件可能会阻塞喷嘴,使喷嘴无法冲向某些切口。无效的冲洗会减慢EDM的速度并使其更容易断线。但是,GF机械加工解决方案确定,通过大幅提高线速度,线会将新鲜的电介质拖入切口中,从而产生冲洗作用。由于避免了这种减慢,我们所看到的不仅快一点,而且与许多其他电火花线切割机床相比,我们的切削速度要快将近300%,”

“我们看到的不仅速度快了一点,而且比许多其他线切割EDM机器快了将近300%。”

在开发用于增材制造的机床时,GF机械加工解决方案知道不仅与立式电火花线切割机床竞争。该机器还必须能够与带锯竞争,这是从构建板上卸下零件的另一种常见选择。

通常,EDM优于带锯可以从构建板上卸下零件的优势在于,EDM需要较小的“牺牲区域”。当金属AM零件在构建板上生长时,附着在构建板上的零件的最底部被视为牺牲品,因为从该零件上卸下该零件时,它的底部被切掉了。此牺牲区域的大小取决于移除零件的方法。传统的电火花线切割机使用的线径为0.010到0.012英寸,因此牺牲面积需要稍微大于0.014英寸的范围。

尽管带锯的切割速度比EDM切割机快,但精度较低。刀片在切割时会变钝,并且并非总是沿直线切割。根据Ostini的说法,这意味着用带锯从构建板上卸下的零件需要较大的牺牲区域,通常在0.030到0.060英寸之间。较大的牺牲区域可能会增加AM机器的循环时间。他说:“您要增加制造时间,以便用带锯更快地切割。那是没有道理的。”

由于CUT AM 500使用的直径为0.008英寸的线材比传统的线切割机更细,因此它需要较小的牺牲区域,通常为0.010或0.012英寸。Ostini解释说:“您正在减少在增材制造机中制造零件所需的时间,是的,它不如带锯机那么快,但是由于牺牲品需要额外的增长,建筑面积超过了它。”

Ostini指出,随着装配板的变大,带锯的精度优势将增加。“在乐队开始向中央弯曲之前,您只能在乐队上施加太大的张力。这意味着牺牲的构建面积必须更大,以防止带锯的刀片在切入时切入您的零件。”他解释说:“在使用电火花线切割机的情况下,线非常轻,只需要一点张力就可以使线在切割时保持美观和笔直。”

该公司还开发了该机器,使其在成本上更接近带锯。与传统线切割机床上的四个轴相比,CUT AM 500仅具有两个轴(y轴,因此可以前后移动,z轴可以上下移动)。由于机器重新使用电线,因此耗材成本也很低。当导线穿过零件时,它从一个线轴转到另一个线轴,在此线轴被反转并再次穿过该零件。Ostini表示:“与典型的EDM机器不同,该机器只使用一次金属丝,然后将其扔进篮子进行回收,实际上,我们来回地重复使用金属丝,就像用刀切面包一样。 增加的切割速度也减少了导线的使用量,从而进一步降低了成本。”

设计未来的机器

增材制造技术正在迅速发展,因此该公司开发了可与下一代设备一起使用的机器。例如,尽管大多数增材制造机使用10×10英寸的底板,但CUT AM 500可以处理20×20英寸(具体为500×500毫米)的钢板。Ostini说:“我们已经知道下一版的建筑板材将要达到18至20英寸的尺寸,因此我们为不久的将来建造了该机器,这是我们在调查中从添加剂中看到的。当然,随着行业生产更大的机器,我们有能力使其变得更大。”

即使还没有粉末床AM,该机器也可以进行全自动控制。根据Ostini的说法,机器人还没有能力进入AM机器并抓住所有松散的粉末来抓住模板。同时,CUT AM 500可以并入Ostini所谓的“半自动过程”中。此过程使用System 3R(GF机械加工解决方案的一部分)中的工具。该工具系统由较小的正方形组成,这些正方形位于构建板的顶部,并充当微型构建板,在其上生长零件。当这些“微型构建板”上的零件从热处理中恢复过来时,它们可以固定在托盘上,从而易于装载以进行包括EDM在内的二次加工。

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