Solusi Wire EDM Pioneering untuk Produksi Cetakan & Cetakan Matri Kompleks
Extreme Wire EDM, terletak di Grandville, Michigan, adalah bengkel perkakas yang memiliki kemampuan bubut canggih. Namun, Anda tidak akan menemukan mesin bubut konvensional di fasilitas Midwestern yang bersihnya.
Bengkel spesialis dalam wire electrical discharge machining (EDM) dan membuka pintunya pada tahun 1998. Segera setelahnya, ia mengarahkan perhatiannya pada pekerjaan wire EDM untuk komponen cetak dan cetakan matri besar. Saudara dan pemilik bengkel bersama Karl dan Brian Bernt menyadari bahwa jenis pekerjaan ini mungkin akan tetap di Amerika Serikat, dan terus membeli mesin wire kapasitas besar untuk segmen industri tersebut. Faktanya, Extreme Wire EDM adalah bengkel AS pertama yang memasang Robofil 640CC, mesin wire yang diproduksi oleh AgieCharmilles (Lincolnshire, Illinois) yang menampung benda kerja berat hingga 6.614 pon dan besar hingga 1.300 × 1.000 × 510 mm. Mesin kedua seperti ini saat ini sedang dipesan karena yang pertama sangat sibuk.
Dengan demikian, saudara-saudara itu tidak memiliki pandangan sempit; mereka terus mencari niche pemesinan potensial lain yang teknologi EDM terbaru mungkin memungkinkan mereka untuk mengejar. Akhir-akhir ini, bengkel telah menang pekerjaan bubut kompleks menggunakan teknologi spindel yang dikembangkan khusus untuk wire EDM. Meskipun sebagian pekerjaan itu melengkapi komponen cetakan berat yang melewati bengkel—misalnya pin core dan ejector yang telah mengeras—kemampuan untuk memutar bagian dengan kekerasan virtually apa pun hingga 0,19 inci diameter tanpa tekanan dan panas alat yang terkait dengan bubut mesin bubut telah membuka peluang baru di pasar baru.
Yang menakjubkan adalah bengkel menambahkan kemampuan bubut EDM saat teknologi masih segar dan meskipun tidak ada pekerjaan yang segera ditunggu untuk peralatan. Menambahkan teknologi pemesinan terdepan dengan cara proaktif seperti ini memerlukan sejumlah disiplin dan sedikit keberanian. Itu karena investasi awal yang diperlukan untuk menerapkan teknologi pemesinan baru umumnya tinggi. Biaya sering kemudian menurun seiring dengan semakin banyak bengkel yang mulai menerima dan mengadopsi teknologi. Selain itu, ada kemungkinan peralatan baru yang mahal mungkin menunggu selama beberapa saat sebelum menghasilkan uang karena pelanggan tidak familiar dengan teknologi alternatif dan potensinya untuk aplikasi khusus mereka.
Extreme Wire EDM dapat memjustifikasi hal ini. Dengan mengintegrasikan teknologi baru tanpa memiliki pekerjaan dalam antrean untuknya, bengkel dapat terbiasa dengan kemampuan, nuansa dan keterbatasannya. Waktu "praktik" ini memungkinkan bengkel untuk mendapatkan awal dalam kurva pembelajaran dan menyempurnakan proses sebelum menawarkan kemampuan ini kepada pelanggan.
Bubut EDM High Speed
Bengkel saat ini menawarkan dua proses bubut EDM—bubut melalui rotasi benda kerja berkelanjutan dan teknik "turn-while-burn" AgieCharmilles, yang menyinkronkan indeksasi benda kerja dengan feed wire. Keduanya cocok untuk benda kerja dengan kekerasan virtually apa pun.
Metode pertama menggunakan spindel high speed portabel H80R.MAC dari Hirschmann Engineering USA (Elgin, Illinois) yang dibeli beberapa tahun yang lalu. Spindel ini memutar benda kerja secepat 1.500 rpm sementara wire mesin bergerak di sumbu X dan Y untuk membakar profil bagian yang diinginkan. Spindel tambahan ini dapat digunakan pada salah satu dari enam unit EDM bengkel. Ia dapat memberikan rotasi sumbu A atau B, tergantung apakah diorientasi sejalan dengan sumbu X atau Y mesin.
Terkemuka dalam baja karat, spindel tercelup mengukur 180 × 195 × 98 mm dan memiliki drive AC variabel kecepatan. Ia dibol pada meja mesin dan terhubung ke unit kontrol yang mengatur kecepatan. Extreme Wire EDM menyimpan unit kontrol pada keranjang sehingga dapat digulung ke mesin mana yang membutuhkan spindel. Collet presisi digunakan untuk mengamankan benda kerja untuk bubut.
Sementara operasi bubut mesin konvensional memerlukan beberapa lepas alat untuk menghapus material, bubut EDM mengerosi semua material yang harus dipotong dengan setiap lepas kasar dan finishing. Biasanya, bengkel akan mengambil satu lepas kasar dan satu atau lebih lepas finishing, tergantung pada permukaan akhir yang diinginkan. Ini berbeda dari operasi wire EDM tipis di mana slugs material padat diukir dari benda kerja. Setelah profil bubut selesai, wire memotong bagian dari stok, dan bagian perlahan tenggelam ke dasar tangki dielectric yang diisi mesin. Bengkel melakukan semua operasi bubut sepenuhnya tercelup untuk memastikan flushing yang efektif.
Mike Wysocki adalah teknisi wire EDM bengkel yang melakukan banyak eksperimen awal dengan spindel high speed. Tn. Wysocki menyarankan bahwa mengoptimalkan operasi bubut EDM miri dengan menentukan kombinasi terbaik dari kecepatan poros dan laju avan untuk mesin bubut CNC konvensional. Misalnya, kecepatan poros yang lebih cepat diperlukan untuk pekerjaan diameter kecil. Dalam sebagian besar kasus, bengkel akan menggunakan perangkat lunak pemrograman PEPS dari Vero International, Inc. (Wixom, Michigan) untuk menguraikan profil bagian dan menghasilkan program bagian dari gambar pelanggan.
Saudara Bernt mengakomi bahwa kadang-kadang sulit untuk membuat pelanggan memahami manfaat dari jenis bubut alternatif ini. Beberapa bengkel fixture, misalnya, percaya mereka dapat membuat komponen yang telah mengeras lebih cepat dan lebih terjangkau internal, meskipun beberapa langkah diperlukan. Mereka biasanya harus memutur stok pada mesin bubut, mengirimkannya untuk perlakuan panas (yang dapat merusak bagian yang diproses), dan kemudian melakukan operasi pemesinan atau penggerindaan tambahan untuk membawa komponen ke ukuran akhir. Wire EDM dapat memutur stok yang telah mengeras dengan akurat dalam satu fixturing, yang tidak hanya mengurangi jumlah kali bengkel harus menyentuh bagian, tetapi juga mengurangi biaya manufaktur keseluruhan.
Bubut wire EDM juga efektif untuk Porcerax II, logam berpori yang memungkinkan gas untuk menembus melalui material untuk memungkinkan ventilasi target area cetakan yang sulit diakses. Pemesinan konvensional atau penggerindaan cenderung mendorong material ke dalam pori, mengurangi kemampuan ventilasi. Ini tidak terjadi dengan EDM.
Bubut dan Pembakaran Simultan
Segera setelah membeli spindel high speed Hirschmann, bengkel berinvestasi pada unit EDM AgieCharmilles Robofil 240 yang dilengkapi dengan fitur opsional "turn-while-burn". Spindel yang digunakan untuk operasi ini menyediakan rotasi indeksan searah jarum jam dan/atau berlawanan jarum jam yang dikontrol servo yang disinkronkan dengan feed wire sumbu X dan Y. Ini memungkinkan mesin untuk menghasilkan geometri helical dan bentuk kompleks lainnya. Mesin dan spindel indeksan dibeli sebagai paket karena servo khusus dan komponen terkait diperlukan untuk memungkinkan mesin menghasilkan gerakan yang tertata dengan hati-hati.
Beberapa contoh ditampilkan di gambar kanan atas, yang mencakup kumpulan komponen dengan geometri helical. Sulit untuk membayangkan bahwa setiap fitur tersebut diciptakan dari wire EDM yang tetap normal terhadap garis tengah benda kerja selama seluruh lepas.
Extreme Wire EDM melakukan sebagian besar pemrograman untuk mesin ini secara manual. Namun, ia telah berkomunikasi dengan Vero International, yang sedang mengembangkan perangkat lunak pemrograman untuk operasi turn-while-burn dalam paket CAM PEPS-nya. Gambar CAD/CAM di kanan menunjukkan dua slot cam lengkung identis di sisi berseberangan yang diproses dari stok tab. Triksnya adalah memutar stok ke depan dan ke belakang sementara wire memotong kedua slot secara simultan (lihat simulasi video di bagian atas halaman ini). Fitur perangkat lunak ini sangat baru. Faktanya, bengkel melakukan tes potong pertama dari bagian cam menggunakan program bagian yang dihasilkan PEPS selama kunjungan saya pada Agustus 2008.
Spindel yang digunakan pada mesin turn-while-burn juga dapat digunakan untuk indeksan diskrit. Insert cetak persegi panjang dalam gambar yang disebut di atas adalah contoh bagaimana hal ini dapat digunakan untuk menciptakan bagian prismatik dari stok bundar padat. Setelah menunjuk stok yang terpasang pada spindel, mesin memotong sisi berseberangan dan kemudian mengindeks benda kerja 90 derajat untuk memotong dua sisi lainnya. Ini menghilangkan kebutuhan untuk menunjuk bagian beberapa kali, yang akan diperlukan dengan spindel yang tidak memiliki kemampuan indeksan. Indeksan juga membantu dalam menciptakan cetakan atau fitur datar lainnya pada bagian yang dibubut dalam satu setup.
Dikatakan Hirschmann sedang mengembangkan spindel high speed yang juga dapat digunakan untuk pekerjaan indeksan seperti ini. Salah satu pesanan collet mendatang bengkel adalah kandidat yang sempurna untuk ini. Bengkel akan dapat memutar profil collet dan menggunakan indeksan untuk menciptakan slot collet yang berjarak merata dalam satu setup.
Menjaga Sumber Daya Tersedia dan Siap Pakai
Bengkel berinvestasi besar untuk menyimpan alat dan bahan konsumsi EDM yang diperlukan. Misalnya, ia menyimpan beberapa jenis wire dengan ukuran mulai dari 0,01 hingga 0,013 inci. Dengan menghilangkan waktu untuk memesan item-item ini, bengkel dapat menyelesaikan pekerjaan untuk pelanggan lebih cepat. Mesin bor lubang EDM-nya juga telah dilengkapi dengan panduan rod universal untuk menghilangkan kebutuhan untuk membeli banyak panduan khusus untuk diameter rod tertentu. Panduan universal menyesuaikan berbagai ukuran rod, memungkinkan bengkel untuk menyimpan 40 diameter rod yang berbeda, tetapi tidak 40 panduan yang berbeda. Meskipun panduan universal awalnya mahal, ini sangat berguna untuk mempercepat operasi pembuatan lubang bagi bengkel.
Dan meski mesin bengkel jelas merupakan sumber daya yang mahal, saudara Bernt tidak keberanian memiliki satu atau dua yang sedang idle. Pelanggan sering memesan secara tiba-tiba, jadi mesin idle dapat diatur untuk menjalankan pekerjaan tersebut segera. Itu karena pekerjaan panas ini bahwa Tn. Wysocki biasanya bekerja shift malam. Dengan cara itu, pekerjaan yang masuk pada pukul 5 sore dapat diatur untuk berjalan selama malam dan siap besok pagi. Karena bekerja shift malam tidak menyenangkan bagi sebagian besar orang, saudara Bernt membiarkan Tn. Wysocki bekerja empat hari seminggu sehingga dapat diberi akhir pekan tiga hari.
Apa Selanjutnya?
Meskipun beberapa benda kerja yang diterima bengkel memiliki lubang awal, bengkel mempromosikan kemampuan bor lubangnya sebagai layanan untuk pelanggan. Bengkel terus menang pekerjaan sangat tinggi, dan mesin bor lubang EDM yang ada hampir tidak memiliki kapasitas untuk menerima benda kerja tersebut. Untuk saat ini, blok riser custom 6 inci telah ditambahkan untuk mengangkat kolom mesin bor lubang sehingga dapat membuat lubang awal untuk bagian tinggi hingga 20 inci. Namun, bengkel kemungkinan akan menambahkan mesin bor lubang meja tetap yang lebih besar.
Dan meski wire EDM adalah spesialisasi mereka, saudara juga memandang peralatan pembuatan chip. Sesuai dengan keinginan mereka untuk mengintegrasikan teknologi canggih, mereka mempertimbangkan untuk menambahkan mesin perkakas yang dapat melakukan pemesinan lima sumbu secara simultan karena tidak semua bengkel menawarkan kemampuan ini. Jika itu terjadi, kami mungkin akan mengunjungi bengkel ini kembali pada suatu titik di masa depan untuk memprofil keberhasilan mereka dalam menerapkan teknik pemesinan canggih lainnya.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang suplai tambahan, klik di sini: Advantage Engineering Inc. dan GF Machining Solutions LLC
