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PECM --非凡的 EMAG 技術工藝:是不同檔次壓花工具和模具生產的福音

2016-1-7 來源：EMAG 作者：天甜

對（duì）一種成功的產品來說，包裝的重要性怎麽被誇大（dà）都不為過。包裝（zhuāng）很大程（chéng）度上影響著許多客戶的（de）購買決策力。包（bāo）裝很（hěn）大程度上影響著許多客戶的購買決策力。因此，許（xǔ）多不同領域的公司對包裝設計的研發越來越精心。例如，通過壓花突出包裝的外觀。然而，所需的（de）壓花衝頭的製造卻對工具（jù）和模具製造（zào）商提出了額外的要求。然而，所需的壓花衝頭（tóu）的製造卻對（duì）工具和模具製造商提出了額外的要求。作用到包裝上的衝頭具有非常精細的浮雕和（hé）圖案。同時還必（bì）須調試穩定才能使生產的工藝過（guò）程具有成本效益。同時還必須調（diào）試穩定才能使生產的工藝過程具有成本效益（yì）。怎樣有效地生產這些（xiē）部件呢？位於德國 Gaildorf 的EMAG ECM 有限公司采用電子化學加工（ECM）的方法（fǎ），為包裝行業（yè）和（hé）其他領域提供（gòng）一種能夠（gòu）替代今天最常用的兩種加工方法：研磨雕刻法或 EDM 法的另外一種極具吸引力的方法。這種新型技術的應用將極大地降低各種檔次的生產成（chéng）本。

隻要看看包裝行業最常使用的壓花工具就會立即明白此類工具要求非同（tóng）尋常的金屬加工的精度。首先要在衝頭表麵需要繪（huì）製複雜的 3D 圖案或文字。每一個細節都要加工進工具鋼中，加工精度需要達到微米的程度。之後才（cái）能使嵌入到紙板（bǎn）箱或包裝紙表麵（miàn）的圖案達到（dào）要求的精（jīng）確細致。然而，除了較（jiào）軟的包（bāo）裝材料，對數以百萬（wàn）計的筆劃進行非常迅速（sù）的處理最終會導致加工工具達到其極（jí）限，尤其是使用研磨或電火花（huā）加工工具時（shí）。導致這種現象的原因（yīn）可以（yǐ）在加（jiā）工方法中找到（dào）：銑削加工會（huì）導致形成毛刺，因此必須在後續的加工步驟中去除這些毛刺。如果使用 EDM 法，很高的溫度會對（duì）壓（yā）花衝頭材料的結構造成影響。這（zhè）樣就不能避免在模具中產生細微裂紋的風險。

提高了工件的穩定性

出於這些需（xū）要考慮的因素，製造壓花工具、模具、和（hé）衝頭的替代方法引起（qǐ）了（le）合同製造商和（hé）包裝專家的關注。精密的電子化學加工（PECM）在這方麵提（tí）供了非常好的機（jī）會，按照 EMAG ECM 公司（sī）執行經理 Richard Keller 的說法：“多年來，我們一直在使用這種方法，在汽車（chē）工業和航空領域不斷地取（qǔ）得成功，同時我們正在不斷地改進 PECM 方法。通過新的（de） PTS 係列方法，現在我們開辟了全新的使用空間。即使加工要求（qiú）嚴格的 3D 結構，也能在（zài）這些機器上順利完成，而（ér）刀具幾乎沒有磨損。這樣大大降（jiàng）低了刀具的成本（běn），且生產出的工件的穩定性也隨之得到極大提高（gāo）。”

高品質的表麵

電化學工藝以非常溫和的方式去除材料。工件變成正極，而工具變成負極。電解質溶液在兩者之間流動，金屬離子從（cóng）工件中分離出來。由於陰極（工具）是反（fǎn）向繪製的圖案，因此（cǐ）僅在所需的位置去除工件材（cái）料。高強度的合金，如鎳基合金（jīn）和硬質材料，通常可以使用 ECM 方（fāng）法進行加工，不會有任何困難。最終的（de）加（jiā）工效果就是獲得高品質的表麵（miàn），並且沒有毛刺，不會引起材（cái）料結構的（de）變化。EMAG 工程師們已經（jīng）對 PECM（精密（mì）電（diàn）化學加工）的工藝技術進行了改進（jìn）。例（lì）如，電解質溶液的流動（dòng）間隙可以變（biàn）得異常狹窄。除此之外，通過（guò）振動機械運動（dòng），優化了電解質的輸送。這（zhè）樣就確保（bǎo）了特別有效和精確地去除材料。

自去年年底以（yǐ）來，正是這些優勢，EMAG 為一直使用 PTS 2500 機器製造壓花工具的中國（guó）的（de）工具製造商創造了極大的（de）效益（yì）。“開始，客戶隻是給我們發送了一個需要進行壓花的黃銅的陰極（jí）圖案。我們將其作為 PECM 的實際陰極，使用 PECM 加工第一批（pī）壓花成品模具。這使得我們的中國客戶在技術和經濟影響方麵有（yǒu）了一（yī）個（gè）非（fēi）常準確的認（rèn）識，這種（zhǒng）方法非常適合他們的應用領域。之後他們便對 PTS 2500 青睞有加（jiā），” Keller 解釋說。

實（shí）踐中的成本利器

顯而易見，在生（shēng）產成本和生產（chǎn）質量方麵具有決定性的優勢：在 PECM 加工過程中幾（jǐ）乎（hū）不涉及陰極磨損，所以與（yǔ）銑削加工或 EDM 加（jiā）工（gōng）相比成（chéng）本大幅度降低（dī）。因此幾乎不需要更換加工工具（陰極）。同時，生產出的壓（yā）花工具、模具和衝頭的穩定性和質量也大大提高（gāo），這是因為加工出的所有零部件都具有很高的表麵品質，沒有毛刺，不會改變材料結（jié）構。 PECM 法比較而言速度也很快，對於中（zhōng）國製造商來說（shuō），PTS 2500 對（duì）材料的（de）去除（chú）率達到每秒 0.15 到 0.2 毫米。“對此類應用來說，這是一個巨大的數字，” Keller 說。“一定記住，電化（huà）學在加工時，整個表麵（miàn）的材料同時被均勻地去除掉。另一方麵，雕刻銑刀需要一行一行地清除材料，因此完（wán）成這個作業需要的時間相對較長。”

模塊化概念提供了更多的可能性

在 AMB 2014 展會上，來自 EMAG ECM 公司的專（zhuān）家們第一（yī）次向公眾展出了 PTS平台。隨後，該係列產品繼續在各個領域續寫成功的故事。EMAG 集團的綜合機（jī）械專業知識已經在市場上確立了決定性的優勢。其優勢表現在產品創新（xīn），如Mineralit 機（jī）身、智能軟件和硬件接口以及高效的自（zì）動（dòng）化係統中。另外在許多應用（yòng）領（lǐng）域，高性能的刀具進給裝置：高達四軸的配置，可同時並列加工 20 至 30 個零件等都卓顯其（qí）超群的技術特性。這樣使成本效益從中級單位（wèi）數量提高到高級單位數量。“總而言之，我們對目前的發展很滿意，” Keller 針對目前的情況總結說（shuō）。“自從 AMB 以（yǐ）來，我們已經售出了六台機器，需求量仍在增加。特別是在（zài）飛機（jī）製造業（yè）中，我們（men）的技術已被多家著名的 OEM 商所使用。同時我們正在（zài）向新的市場領域邁（mài）進，其中包裝（zhuāng）行業（yè）就是一個例證（zhèng）。我們期待未來幾年繼續在這條道路上走下去（qù）。”

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圖片文件： C739_PTS_2500.

PTS 2500 的標配為一個 Z 軸，也可以根（gēn）據應用要求配置 X 軸、Y 軸和 C 軸。應用於汽車工業中的部（bù）件生產（chǎn）已經可以使用 24 把刀具同時進行加工。

圖片： Matrize_Muenze

包裝行業的壓花工（gōng）具（jù）: 采用 PECM，用工具鋼製成的圖（tú）片的每一個細節精（jīng）度都達到微（wēi）米。此處顯示的是一枚硬幣的衝（chōng）頭： 1. 客戶提供的黃銅模板，2. 用（yòng） PECM 加工正麵印記（jì）， 3. 壓花衝頭（tóu）—用 PECM 在高強度材料（INOX）中加工背麵印（yìn）記。

圖片： Vergleich ECM – EDM.

EDM利於加工（gōng）樣品，因為（wéi）它涉及（jí）的機械設備較為簡單並且鑽機和電極（jí）複雜性較低。

由於（yú）單位數量增加，ECM 方法因其對工具的磨（mó）損較（jiào）低並能產生較長的使（shǐ）用壽命而具（jù）有顯著的優勢。

圖片： P1010347_Richard Keller

Richard Keller，EMAG ECM 公司執行經理

關於埃（āi）馬克

逆向思維的創新加工技術創立了埃馬克公（gōng）司的行業領先地位。1992 年埃馬克公司（sī）匠心獨具，首次（cì）推出構思巧妙的倒立式車床，大獲成功。此後（hòu），埃馬克公司再接再厲，又研發出了新的倒立式多功能生產中（zhōng）心。如今，埃馬克已名符其實成為世界上倒立（lì）式機床（chuáng）舉（jǔ）足輕重（chóng）的製（zhì）造商。埃馬克集團總部（bù）設在德國薩拉赫市，傳統悠久，機床製造經驗豐（fēng）富（fù）。其工藝技術全麵而（ér）完善，能為用戶提供（gòng）加工盤類件、軸類（lèi）件和箱體類零件的機床（chuáng）和生產係統。不管是車床（chuáng），還是磨床、滾齒機（jī）、激光焊接機、熱套裝配設備、電化學（xué）加工設備或是感應（yīng）加熱設備——埃（āi）馬克（kè）集團幾乎能為所有（yǒu）的應（yīng）用提供最佳的生產方案。

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