Menjelajahi Niche Dengan Teknologi EDM Baru

Extreme Wire EDM, yang berlokasi di Grandville, Michigan, adalah bengkel mesin yang memiliki kemampuan pembubutan yang canggih. Namun, Anda tidak akan menemukan mesin bubut konvensional di fasilitas Midwestern yang bersih.

Toko ini berspesialisasi dalam pemesinan pelepasan listrik kawat (EDM) dan membuka pintunya pada tahun 1998. Segera setelah itu, toko ini mengarahkan perhatiannya pada pekerjaan EDM kawat untuk komponen cetakan dan cetakan besar. Saudara dan pemilik toko Karl dan Brian Bernt menyadari bahwa jenis pekerjaan ini kemungkinan besar akan tetap ada di Amerika Serikat, dan terus membeli mesin kawat berkapasitas besar untuk segmen industri tersebut. Faktanya, Extreme Wire EDM adalah toko AS pertama yang memasang Robofil 640CC, mesin kawat yang diproduksi oleh AgieCharmilles (Lincolnshire, Illinois) yang menampung benda kerja seberat 6.614 pon dan sebesar 1.300 × 1.000 × 510 mm. Mesin kedua sedang dipesan karena yang pertama sangat sibuk.

Yang mengatakan, saudara tidak memiliki visi terowongan; mereka terus mencari ceruk pemesinan potensial lainnya yang memungkinkan teknologi EDM terbaru untuk mereka kejar. Akhir-akhir ini, toko tersebut telah memenangkan pekerjaan pembubutan yang rumit menggunakan teknologi spindel yang dikembangkan khusus untuk EDM kawat. Sementara beberapa pekerjaan itu melengkapi komponen cetakan besar dan kuat yang melewati toko — inti yang dikeraskan dan pin ejektor, misalnya — kemampuan untuk mengubah bagian dari hampir semua kekerasan menjadi diameter 0,19 inci tanpa tekanan perkakas dan panas yang terkait dengan pembubutan bubut telah membuka peluang baru di pasar baru.

Yang mengesankan adalah bahwa toko tersebut menambahkan kemampuan memutar EDM sementara teknologinya masih baru dan meskipun faktanya tidak berfungsi, segera disiapkan untuk peralatan tersebut. Menambahkan teknologi permesinan terkemuka dengan cara yang begitu proaktif membutuhkan disiplin dan sedikit chutzpah. Itu karena investasi awal yang diperlukan untuk menerapkan teknologi pemesinan baru umumnya tinggi. Biaya seringkali kemudian menurun ketika toko-toko tambahan mulai menerima dan mengadopsi teknologi tersebut. Selain itu, ada kemungkinan bahwa peralatan baru yang mahal akan bertahan beberapa saat sebelum menghasilkan uang karena pelanggan tidak terbiasa dengan teknologi alternatif dan potensinya untuk aplikasi khusus mereka.

Extreme Wire EDM mampu membenarkan hal ini. Dengan mengintegrasikan teknologi baru tanpa harus mengantri untuk itu, toko dapat menjadi akrab dengan kemampuan, nuansa dan keterbatasannya. Waktu "latihan" ini memungkinkan toko untuk memulai kurva pembelajaran dan menyempurnakan proses sebelum menawarkan kemampuan tersebut kepada pelanggannya.

Pemutaran EDM Kecepatan Tinggi

Toko saat ini menawarkan dua proses pembubutan EDM—pembubutan melalui rotasi benda kerja terus menerus dan teknik "putar-saat-bakar" AgieCharmilles, yang menyinkronkan pengindeksan benda kerja dengan umpan kawat. Keduanya cocok untuk benda kerja dengan kekerasan apa pun.

Metode pertama menggunakan spindel kecepatan tinggi H80R.MAC portabel dari Hirschmann Engineering USA (Elgin, Illinois) yang dibeli beberapa tahun lalu. Spindel ini memutar benda kerja secepat 1.500 rpm sementara kawat mesin bergerak pada sumbu X dan Y untuk membakar profil bagian yang diinginkan. Spindle tambahan ini dapat digunakan pada salah satu dari enam unit EDM toko. Ini dapat memberikan rotasi sumbu A atau B, tergantung pada apakah orientasinya sejalan dengan sumbu X atau Y mesin.

Bertempat di baja tahan karat, spindel submersible berukuran 180 × 195 × 98 mm dan memiliki penggerak AC berkecepatan variabel. Ini melesat ke meja mesin dan terhubung ke unit kontrol yang mengatur kecepatan. Extreme Wire EDM menyimpan unit kontrol di gerobak sehingga dapat digerakkan ke mesin mana pun yang membutuhkan spindel. Collet presisi digunakan untuk mengamankan benda kerja agar dapat diputar.

Sementara operasi pembubutan bubut konvensional memerlukan beberapa lintasan pahat untuk membuang material, pembubutan EDM mengikis semua material yang harus dipotong dengan setiap lintasan kasar dan penyelesaian akhir. Biasanya, bengkel akan mengambil satu roughing pass dan satu atau lebih finishing pass, tergantung pada permukaan akhir yang diinginkan. Ini berbeda dari operasi EDM kawat biasa di mana siput dari bahan padat diukir dari benda kerja. Setelah profil yang diputar selesai, kawat memotong bagian dari stok, dan bagian itu dengan lembut tenggelam ke bagian bawah tangki berisi dielektrik mesin. Toko melakukan semua operasi pembubutan sepenuhnya terendam untuk memastikan pembilasan yang efektif.

Mike Wysocki adalah teknisi EDM kawat toko yang melakukan banyak eksperimen awal dengan spindel kecepatan tinggi. Wysocki menyarankan bahwa mengoptimalkan operasi pembubutan EDM serupa dengan menentukan kombinasi terbaik dari kecepatan spindel dan laju umpan untuk mesin bubut CNC konvensional. Misalnya, kecepatan spindel yang lebih cepat diperlukan untuk pekerjaan berdiameter kecil. Dalam kebanyakan kasus, toko akan menggunakan perangkat lunak pemrograman PEPS dari Vero International, Inc. (Wixom, Michigan) untuk menguraikan profil bagian dan menghasilkan program bagian dari gambar pelanggan.

Bert bersaudara mengakui bahwa terkadang sulit untuk membuat pelanggan memahami manfaat dari jenis belokan alternatif ini. Beberapa toko perlengkapan, misalnya, percaya bahwa mereka dapat membuat komponen yang diperkeras lebih cepat dan lebih terjangkau di rumah, terlepas dari kenyataan bahwa beberapa langkah diperlukan. Mereka umumnya harus menyalakan mesin bubut, mengirimkannya untuk perlakuan panas (yang dapat merusak bagian mesin), dan kemudian melakukan operasi pemesinan atau penggilingan tambahan untuk membawa komponen ke ukuran akhir. Wire EDM dapat secara akurat mengubah stok yang mengeras dalam satu pemasangan, yang tidak hanya mengurangi berapa kali toko harus menyentuh bagian, tetapi juga mengurangi biaya produksi secara keseluruhan.

Pembubutan kawat EDM juga efektif untuk Porcerax II, logam berpori yang memungkinkan gas meresap melalui material untuk memungkinkan ventilasi yang ditargetkan pada area cetakan yang sulit diakses. Pemesinan atau penggilingan konvensional cenderung mendorong material ke dalam pori-pori, mengurangi kemampuan ventilasi. Ini tidak terjadi dengan EDM.

Pembalikan Dan Pembakaran Secara Bersamaan

Segera setelah membeli spindel kecepatan tinggi Hirschmann, toko tersebut berinvestasi dalam unit EDM AgieCharmilles Robofil 240 yang dilengkapi dengan fitur opsional "putar-saat-bakar". Spindel yang digunakan untuk operasi ini menyediakan rotasi pengindeksan yang dikontrol servo, searah jarum jam dan/atau berlawanan arah jarum jam yang disinkronkan dengan umpan kawat sumbu X dan Y. Hal ini memungkinkan mesin untuk menghasilkan geometri heliks dan bentuk kompleks lainnya. Mesin dan spindel pengindeksan dibeli sebagai satu paket karena servos khusus dan komponen terkait diperlukan agar mesin dapat menghasilkan gerakan koreografinya yang cermat.

Beberapa contoh ditunjukkan pada gambar kanan atas, yang mencakup kumpulan komponen dengan geometri heliks. Sulit membayangkan bahwa setiap fitur tersebut dibuat dari kabel EDM yang tetap normal ke garis tengah benda kerja untuk seluruh lintasan.

Extreme Wire EDM melakukan sebagian besar pemrograman untuk mesin ini secara manual. Namun, telah berkomunikasi dengan Vero International, yang sedang mengembangkan perangkat lunak pemrograman untuk operasi turn-sement-burn dalam paket PEPS CAM-nya. Gambar CAD/CAM di sebelah kanan menunjukkan dua slot cam melengkung yang identik di sisi berlawanan yang dikerjakan dari stok tabung. Caranya adalah dengan memutar stok ke depan dan ke belakang sementara kawat memotong kedua slot secara bersamaan (lihat simulasi video di bagian atas halaman ini). Fitur perangkat lunak ini sangat baru. Faktanya, toko tersebut melakukan uji potong suku cadang pertama menggunakan program suku cadang yang dihasilkan PEPS selama kunjungan saya pada Agustus 2008.

Spindle yang digunakan pada mesin turn-while-burn juga dapat digunakan untuk pengindeksan diskrit. Sisipan cetakan persegi panjang pada gambar yang disebutkan di atas adalah contoh yang baik tentang bagaimana ini dapat digunakan untuk membuat bagian prismatik dari stok bulat padat. Setelah menunjukkan stok yang dipasang di spindel, mesin mengiris sisi yang berlawanan dan kemudian mengindeks benda kerja 90 derajat untuk memotong dua sisi lainnya. Ini menghilangkan kebutuhan untuk menunjukkan bagian beberapa kali, yang akan diperlukan dengan spindel yang tidak memiliki kemampuan pengindeksan. Pengindeksan juga berguna dalam membuat takik atau fitur datar lainnya di bagian yang diputar dalam satu penyiapan.

Hirschmann dikatakan sedang mengembangkan spindel berkecepatan tinggi yang juga dapat digunakan untuk pekerjaan pengindeksan tersebut. Salah satu pesanan collet toko yang akan datang adalah kandidat yang sempurna untuk ini. Toko akan dapat mengubah profil collet dan menggunakan pengindeksan untuk membuat slot collet dengan jarak yang sama dalam satu penyiapan.

Menjaga Sumber Daya Tetap Tersedia Dan Selalu Ada

Toko ini berinvestasi besar-besaran untuk menyimpan peralatan EDM dan bahan habis pakai yang diperlukan. Misalnya, ia menyediakan berbagai jenis kawat dalam ukuran mulai dari 0,01 hingga 0,013 inci. Dengan menghilangkan waktu untuk memesan barang-barang tersebut, toko dapat mengubah pekerjaan bagi pelanggannya lebih cepat. Bor lubang EDM-nya juga telah dilengkapi dengan panduan batang universal untuk menghilangkan kebutuhan untuk membeli banyak panduan khusus untuk diameter batang tertentu. Panduan universal menyesuaikan dengan berbagai ukuran batang, memungkinkan toko untuk menyimpan 40 diameter batang yang berbeda, tetapi tidak 40 panduan yang berbeda. Meskipun panduan universal pada awalnya mahal, panduan ini benar-benar berguna untuk mempercepat operasi pembuatan lubang untuk toko.

Dan sementara mesin toko jelas merupakan sumber daya yang mahal, Bernt bersaudara tidak keberatan memiliki satu atau dua orang yang menganggur. Pelanggan akan sering memesan secara tiba-tiba, sehingga mesin yang menganggur dapat diatur untuk menjalankan pekerjaan tersebut secara langsung. Karena pekerjaan panas inilah Pak Wysocki biasanya bekerja shift malam. Dengan begitu, pekerjaan yang masuk jam 5 sore. dapat diatur untuk berjalan pada malam hari dan siap keesokan paginya. Karena bekerja pada shift malam tidak terlalu menyenangkan bagi kebanyakan orang, Bernt bersaudara mengizinkan Mr. Wysocki bekerja empat hari seminggu sehingga dia dapat diberi hadiah tiga hari di akhir pekan.

Apa Selanjutnya?

Meskipun beberapa benda kerja yang diterima toko memiliki lubang awal, toko mempromosikan kemampuan pengeboran lubangnya sebagai layanan kepada pelanggannya. Toko terus memenangkan pekerjaan yang sangat tinggi, dan bor lubang EDM yang ada hampir tidak memiliki kapasitas untuk menerima benda kerja seperti itu. Untuk saat ini, blok riser 6 inci khusus telah ditambahkan untuk menaikkan kolom bor lubang sehingga dapat membuat lubang awal untuk bagian setinggi 20 inci. Namun, toko kemungkinan akan menambahkan bor lubang meja tetap yang lebih besar.

Dan sementara kawat EDM adalah spesialisasi mereka, saudara-saudara juga mengincar peralatan pembuatan chip. Sesuai dengan keinginan mereka untuk mengintegrasikan teknologi canggih, mereka mempertimbangkan untuk menambahkan peralatan mesin yang dapat melakukan pemesinan lima sumbu secara simultan karena tidak semua toko menawarkan kemampuan tersebut. Jika itu terjadi, kami mungkin akan mengunjungi kembali toko ini di masa mendatang untuk mengetahui keberhasilan mereka dalam menerapkan teknik pemesinan canggih lainnya.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pemasok tambahan, klik di sini:Advantage Engineering Inc. dan GF Machining Solutions LLC