Technologia precyzyjnej obróbki elektrochemicznej (PECM) oferowana przez Kennametal Precision Surface Solutions® zapewnia nowe możliwości w produkcji części o złożonych kształtach

Niekonwencjonalna technologia obróbki w pytaniach i odpowiedziach

Precyzyjna obróbka elektrochemiczna (PECM) to niekonwencjonalny proces obróbczy, który może realnie pomóc w wydajnym dostarczaniu wysokiej jakości komponentów. O szczegółach dotyczących procesu opowiada Patrick Matt, menedżer produktu Kennametal Precision Surface Solutions.

Czym jest technologia PECM?

-Precyzyjna obróbka elektrochemiczna (PECM) to elektrochemiczny proces erozyjny oparty o stosowanie oscylujących elektrod i regulowanej szczeliny roboczej. Wykorzystuje on pulsowanie prądu stałego pomiędzy elektrodą a elementem obrabianym. Element eroduje anodowo zgodnie z geometrią elektrody. Pozwala to na tworzenie złożonych kształtów w praktycznie wszystkich metalach przewodzących prąd m.in. w stali hartowanej, stali łożyskowej, stali z proszków metali czy w super stopach. PECM pozwala na realizację zadań, które w przeszłości praktycznie nie mogły być wykonane w sposób zadowalający (o ile w ogóle było to możliwe).

Kształtowanie, wiercenie czy tworzenie mikrostruktur na zewnętrznych lub wewnętrznych obszarach to typowe aplikacje, w których technologia PECM sprawdza się doskonale. Proces jest w stanie zachować tolerancje w zakresie od 2 od 5 um. Obróbka zgrubna, wykańczająca oraz polerowanie są zwykle połączone w jednej operacji. Osiągana dokładność wykończenia powierzchni sięga rzędu 0,05 um. Wartość posuwu katody mieści się pomiędzy 0,1 mm/min a 2 mm/min (w zależności od aplikacji). Zwykle w jednym cyklu obrabia się wiele części, aby osiągnąć atrakcyjny koszt przypadający na jeden element.

Jaka jest geneza tej technologii?

– Historycznie parząc, technologia PECM po raz pierwszy pojawiła się w latach 90′ ubiegłego wieku i była powiązana wyłącznie z dodawaniem drobnych detali w produkcji ostrzy żyletek. Maszyny pojawiły się na rynku w 2006 r., a przez trzy ostatnie lata firmy Kennametal Precision Surface Solutions i PEMTEC stały się partnerami otwierającymi centra technologii PECM w wielu regionach świata, włączając w to Chiny.

kennametal_PECM

Co dokładnie oferuje Kennametal Precision Surface Solutions w zakresie technologii PECM?

W zależności od regionu Kennametal Precision Surface Solutions zapewnia klientom wyposażenie (maszyny oraz specyficzne oprzyrządowanie i systemy post procesowe). Dodatkowo firma zapewnia wsparcie rozwoju procesu i podwykonawstwo w zakresie wsparcia testowania czy przyspieszenia produkcji i prostych działań kontraktowych.

Jakie kluczowe cechy przemawiają za wdrożeniem technologii PECM?

  • Niższy koszt przypadający na część
  • Krótsze cykle czasu operacji ze względu na obróbkę wielu elementów w trakcie jednego cyklu (typowo 4-60 sztuk/cykl)
  • Nie występowanie prawie żadnego zużycia elektrody- co zapewnia bardzo atrakcyjne koszty eksploatacji
  • Niezależność przebiegu procesu od twardości materiału
  • Ograniczenie ilości etapów procesu – (kształtowanie, wykończenie powierzchni do 0,05 um i gratowanie przebiega w jednej operacji).

Swoboda konstrukcji

Gdy zostanie stworzony negatywowy kształt w obrębie elektrody każda kolejna uformowana część wygląda dokładnie tak samo. Prawie wszystkie kształty i obiekty, których nie da się zrealizować w konwencjonalnej obróbce można ekonomicznie obrobić za pomocą technologii PECM.

Wydajność części

Obrobione części są wolne od wszelkich naprężeń, ponadto żadne mechaniczne i termiczne obciążenia nie są przenoszone na elementy obrabiane, dzięki czemu jakość części i ich wytrzymałość zmęczeniowa wzrasta. Wykończone powierzchnie są generowane bez żadnych niepożądanych struktur.

Jakie są korzyści z wykorzystywania PECM w porównaniu do konwencjonalnych procesów obróbczych?

  • Ograniczenie ilości etapów procesu – technologia PECM zapewnia gotowe elementy, takie jak złożone kształty i otwory wolne od zadziorów w jednym kroku produkcyjnym.
  • Doskonałe wykończenie powierzchni do wartości 0,05 um przy tolerancji 2-5 um
  • Części są wolne od wszelkich warstw tlenkowych oraz pozbawione napięć.
  • Ponieważ elektroda nie dotyka części, przebieg procesu nie zależy od własności materiałowych (twardość, sztywność itd.) i dlatego zapewnia on możliwości nieosiągalne w innych procesach.
  • Koszty eksploatacji są bardzo atrakcyjne
  • Atrakcyjne cykle czasu procesu: wiele części jest obrabianych w jednym cyklu

Jakie są kluczowe kryteria produkcyjne i ograniczenia w stosowaniu metody PECM?

  • Złożone kształty i grubość elementów sprzyja stosowaniu metody PECM
  • Wysoka wydajność i duży wolumen produkcji to silne przesłanki za stosowaniem technologii PECM
  • Zakres wymiarów rozumiany jako maksymalna powierzchnia obrabiana jednocześnie musi zawierać się obszarze 100 cm

Jaki jest potencjał technologii PECM na rynku?

Rozwiązanie PECM ma szansę zostać czymś więcej niż tylko technologią niszową, ponieważ dostarcza precyzyjne produkty praktycznie bez konieczności stosowania obróbki końcowej (gratowanie, wykańczanie) niezależnie od twardości materiału, co stanowi podstawę dla bardziej ekonomicznej produkcji części w porównaniu do konwencjonalnej obróbki.

Istnieje oczywiście rynkowy popyt na tego typu technologie dla trudno obrabialnych materiałów, a poza tym presja kosztów wymusza na rynku rozwijanie takich innowacji. Ponieważ większość rynków szuka wyższej wydajności, widać pojawiająca się coraz większą ilość zaawansowanych technologicznie części

(mniejszych, bardziej precyzyjnych, przenoszących większe naprężenia, wykonanych z egzotycznych, trudno obrabialnych materiałów). W przypadku produkcji tego typu elementów technologia PECM może stać się kluczowym procesem, ponieważ zapewnia użytkownikom ekonomiczną przewagę konkurencyjną na rynku globalnym.

Kennametal Precision Surface Solutions zapewnia więcej informacji poprzez Centrum Doskonalenia Precison Surface Solutions PECM pod adresem k-hlzg.information@kennametal.com