Denken außerhalb der EDM-Box

Da die FABTECH 2022 in Atlanta immer näher rückt, könnte es an der Zeit sein, die traditionellen Aufgaben der Elektroerosionsbearbeitung zu überdenken

Wenn EDM-Verkäufer (Elektroerosionsbearbeitung) an die Tür klopfen, variiert die Liste ihrer potenziellen Kunden je nach Art der Ausrüstung, die sie verkaufen möchten.

Für Senkerodiermaschinen sind Formenbauer das offensichtliche Ziel. Werkzeug- und Formenbauer sind die wahrscheinlichsten Käufer von Drahterodiermaschinen (WEDM), wobei eine wachsende Zahl an Lohnfertiger und Hersteller medizinischer Geräte geht. Und während die Startlöcher für WEDM-Arbeiten einst die alleinige Aufgabe sogenannter EDM-Lochbohrer waren, verbrennt heute eine beträchtliche Anzahl dieser überraschend vielseitigen Maschinen in den Produktionshallen von Herstellern von Gasturbinenkomponenten.

Aber was ist mit Blechwerkstätten? Und Baustahlhersteller? Für diese Anwendungen waren die Anweisungen klar: Fahren Sie weiter.

Vielleicht ist es an der Zeit, auf die Bremse zu treten. EDM in all seinen vielen Varianten ist nur ein weiteres Werkzeug in einem immer besser ausgestatteten Fertigungswerkzeugkasten, der relativ neue Ergänzungen wie 3D-Druck, Laserschneiden und -schweißen, Fünf-Achsen-Bearbeitungszentren und Multitasking-Drehmaschinen umfasst.

Die nicht so guten alten Zeiten, in denen Werkzeugmaschinen in strenge Kategorien eingeteilt wurden, verschwinden langsam, da Betriebe aller Art und Größe vertikaler integriert, flexibler und abgerundeter werden.

Somit wird EDM endlich auch von Geschäften wahrgenommen, die früher möglicherweise Schwierigkeiten hatten, das Akronym zu entziffern.

„Wir hatten kürzlich eine Anwendung, die die Bearbeitung einer Reihe komplizierter Profile als Vorbereitung für einen Schweißvorgang erforderte“, sagte Dale Hedberg, Chief Operating Officer bei Methods Machine Tools Inc. mit Sitz in Sudbury, Massachusetts, das Fanuc RoboCut EDM-Systeme anbietet.

Da beim Drahterodieren kein Werkzeug außer einer Drahtspule zum Einsatz kommt, keine Schnittkräfte erzeugt werden und relativ große Distanzen überbrückt und hohe Merkmale mit minimaler Durchbiegung bearbeitet werden können, war dies der kostengünstigste Ansatz.

„Fälschlicherweise wurde EDM zu oft als letzter Ausweg angesehen“, räumte Hedberg ein. „Aber bei dieser Werkstatt war EDM nicht nur eine praktikable Lösung, es war sogar die bevorzugte Lösung. Wenn mehr Hersteller EDM in Betracht ziehen würden, wären sie meiner Meinung nach angenehm überrascht.“

Ein Teil dieser neuen Akzeptanz ist auf die größere Benutzerfreundlichkeit zurückzuführen. Hedberg verwies auf die neue Technologie, die den EDM-Prozess einfacher, effizienter und intuitiver gemacht hat und die technische Komplexität beseitigt, die für den Betrieb älterer EDM-Geräte erforderlich ist. Der unbeaufsichtigte Betrieb ist viel zuverlässiger und die Schnittgeschwindigkeiten sind höher, wodurch die Gesamtbetriebskosten niedriger sind. Die Steuerung ist nicht nur schneller als bei den Vorgängern, sondern auch so einfach zu bedienen wie ein Smartphone.

„Wir haben unseren Fanuc RoboCut α-CiC vor etwa einem Jahr vorgestellt“, sagte Hedberg und wies darauf hin, dass die Maschine im September auf der IMTS vorgestellt wurde. „Wir finden ständig neue Anwendungen, die in jeder Werkstatt eingesetzt werden können – auch in der Fertigung.“

Mark Cicchetti sieht ähnliche Anwendungen. Cicchetti, der technische Leiter der EDM-Abteilung bei Absolute Machine Tools Inc., Lorain, Ohio, wies auf einen wachsenden Bedarf an Festbettmaschinen hin und ließ den traditionellen Spitznamen der Branche als „fahrender Draht“ wieder aufleben. Die AccuteX AU-Serie des Unternehmens bietet beispielsweise ein maximales Tischgewicht von 22.000 Pfund. [9.979 kg], bis zu 31" [787,4 mm] Z-Höhe und verfügt über „Open-Flushing“-Funktionen, was bedeutet, dass das Werkstück während des Schneidens nicht eingetaucht wird.

„Ein Baustahlhersteller könnte einen großen Stahlträger an den Tisch schrauben, das andere Ende außerhalb der Maschine abstützen und alle benötigten Formen in das Teil schneiden“, sagte er. „Dies wäre viel genauer als mit einem Plasma oder Laser und ist nicht einmal auf allen außer den größten Bearbeitungszentren möglich. Tatsächlich ist einer unserer Kunden ein bekannter Hersteller von Erdbewegungsgeräten, und sie“ Ich verwende eine unserer AU-10i-Drahterodiermaschinen, um eine Reihe seltsam geformter Löcher in den Umfang eines 117-Zoll-Stahlrings (2.972 mm) zu schneiden, der in einer dieser Maschinen verwendet wird.“

Er verwies auch auf die Verwendung von WEDM zum Schneiden von Keilnuten in die Walzenwerkzeuge aus gehärtetem Stahl für die kontinuierliche Formung von Metallspulen und das Biegen von Rohren, Rohren und Kanälen. Cicchetti war auch gespannt darauf, über neue Technologien zu sprechen, die auf der IMTS vorgestellt wurden. Im Fall von Absolute war die relevanteste Ankündigung im Hinblick auf die Blechbearbeitung die AP-Serie, ein Linearmotor-WEDM, der Berichten zufolge eine Positionierungsgenauigkeit von 0,00006 Zoll (1,52 Mikrometer) bietet und für die Herstellung progressiver Formen oder „überall dort, wo höchste Genauigkeit erforderlich ist“ entwickelt wurde ."

Extreme Genauigkeiten wie diese waren einst die alleinige Aufgabe von Koordinatenschleif- und Bohrmaschinen. Obwohl einige davon immer noch im Einsatz sind, werden praktisch alle derartigen Arbeiten heute auf hochwertigen CNC-Bearbeitungszentren oder Erodiergeräten ausgeführt. Glücklicherweise mangelt es den heutigen Herstellern nicht an Werkzeugmaschinenherstellern, die eines oder beides liefern, wie es bei Makino Inc. mit Sitz in Mason, Ohio der Fall ist.

Brian Coward, EDM-Produktmanager bei Makino, ist wie seine Konkurrenten aufgefallen, dass Hersteller WEDM verwenden, um seltsame Formen in Blech- und Baustahlkomponenten zu schneiden und um Löcher zu bearbeiten, bei denen hohe Präzision erforderlich ist. Und wie mehrere seiner Kollegen angedeutet haben, sieht Coward auch, dass immer mehr Lohnfertiger ihre Möglichkeiten durch Funkenerosion erweitern. Dank der Einführung von HEAT (High Energy Applied Technology) WEDM vor einigen Jahren können sich Makino und andere nun auf eine höhere Geschwindigkeit in ihren Metallbearbeitungsbetrieben freuen.

„Im Vergleich zu den meisten Drahterodierarbeiten sind die Toleranzen in diesen Situationen normalerweise nicht sehr anspruchsvoll“, sagte Coward. „Wichtiger ist die Geschwindigkeit, eine Aussage, die man beispielsweise auch beim Automobilstanzen treffen kann, wo es mit dickeren Materialien zu tun hat und der Spalt zwischen Stempel und Matrize viel größer ist als beim Tiefziehen oder Folgeverbundgesenk. Das Extreme schon.“ Die erste Maschine in der Branche, die Draht mit einem Durchmesser von 0,016 Zoll (0,4 mm) verwendet, was es unseren Kunden ermöglicht, selbst dicke Materialien sehr schnell zu bearbeiten.“

Wie schnell? In einem Beispiel benötigte ein 4" [101,6 mm] dickes D2-Stanzwerkzeug, dessen Schneiden mit 0,010" [0,254 mm] Draht früher fünf Stunden dauerte, auf dem Extreme etwas mehr als zwei Stunden, eine Verbesserung um 57 Prozent. Und da die Maschine einen proprietären doppelt beschichteten Draht verwendet, der speziell für den Funkengenerator von Makino entwickelt wurde, wurde viel weniger Draht benötigt, was die Bearbeitungskosten weiter senkte. „Ursprünglich hat Makino das Extreme entwickelt, um 3D-gedruckte Metallteile von Bauplatten abzuschneiden“, bemerkte Coward. „Aber je öfter wir es verwendeten, desto mehr Anwendungen fanden wir. Es ist buchstäblich doppelt so schnell, ohne die Kosten für Verbrauchsmaterialien zu erhöhen.“

Wie bei Bohrern, Schaftfräsern, Wendeschneidplatten und allen anderen Schneidwerkzeugen, die in jeder CNC-Maschinenwerkstatt verwendet werden, sind die Kosten für Verbrauchsmaterialien für jeden, der seinen Lebensunterhalt mit Drahterodieren verdient, von großer Bedeutung. Mike Bystrek, nationaler Produktmanager für Drahterodieren beim Mitsubishi-Händler MC Machinery Systems Inc., Elk Grove Village, Illinois, stellte fest, dass Draht der bedeutendste Kostenfaktor sei, gefolgt von Filtern, Strom und dem Austausch von Führungen.

Einfach ausgedrückt: Je schneller sich die Spule pro Zoll Schnittfuge abwickelt, desto höher sind die Betriebskosten der Maschine. Das spiegelt natürlich nicht die Anzahl der Glättdurchgänge wider, die erforderlich sind, um die gewünschte Genauigkeit und Oberflächengüte zu erreichen, aber Tatsache bleibt, dass Mitsubishi und andere Werkzeugmaschinenhersteller große Anstrengungen unternommen haben, um den Drahtverbrauch wo immer möglich zu optimieren. Bystrek stellte fest, dass die Technologiezentren von MC Machinery noch einen Schritt weiter gegangen sind, indem sie materialspezifische Schnittbedingungen für alle in den USA verwendeten Metalle geschaffen und getestet haben

„Ob Ihre Werkstatt D2, A2, CPM oder was auch immer schneidet, wir haben Schneidbedingungen entwickelt, die die beste Maschinenleistung, Oberflächengüte und Teilegenauigkeit in kürzester Zeit und mit dem geringstmöglichen Wasserverbrauch bieten“, sagt er sagte.

Dies vereinfacht auch die Maschinenbedienung. Bystrek sagte: „Angesichts der Tatsache, dass viele der erfahreneren EDM-Bediener kurz vor dem Rentenalter stehen, haben wir uns darauf konzentriert, unsere Steuerungen für diejenigen, die gerade erst in die Branche einsteigen, sehr einfach zu bedienen. Alles ist sehr intuitiv, es gibt kein Rätselraten oder Anpassungen.“ erforderlich, und zusammen mit den eben erwähnten optimierten Schnittbedingungen können auch weniger erfahrene Personen praktisch direkt an die Maschine gehen und gute Ergebnisse erzielen.“

Das sind gute Nachrichten für Hersteller oder alle anderen, die nicht über ein Team von EDM-Jedi-Rittern verfügen. Dies gilt auch für die Möglichkeit, den Maschinenstatus in Echtzeit zu sehen und zu verstehen, welche Ereignisse in letzter Zeit aufgetreten sein könnten, ob eine Wartung fällig ist, und Warnungen zu erhalten, wenn etwas nicht stimmt. Sodick Inc. aus Schaumburg, Illinois, stellte diese und weitere Funktionen auf der diesjährigen IMTS vor und nannte es das „Sodick Internet of Things“.

Produktingenieur Kazuki Morita war da. „Betriebshistorie, Auftragsplanung, aktuelle Schnittbedingungen – Sodick-Kunden können diese und andere Maschinenfunktionen jetzt von ihrem Smartphone oder Computer aus verwalten“, sagte er. „Und sofern der Kunde ihm die Erlaubnis erteilt hat, ermöglicht Sodick IoT unseren Servicemitarbeitern den Fernzugriff auf die Maschine. Sie können Maschineneinstellungen ändern und Softwareversionen aktualisieren, und wenn es ein Problem gibt, können sie es oft beheben, ohne vor Ort zu sein.“

Kazuki stimmte zu, dass die Betriebskosten minimiert werden müssen, ohne dass die Geschwindigkeit darunter leidet. Dies ist die Idee hinter einer weiteren relativ neuen Einführung – iGroove – die eine Kolbenvorrichtung unter der unteren Führung verwendet, um den Draht während des Endschneidens zu drehen und dem Werkstück kontinuierlich eine frische Oberfläche zu bieten. „Es ist besonders effektiv bei dickeren Werkstücken, aber in vielen Fällen sehen wir einen bis zu 40 Prozent geringeren Drahtverbrauch“, fügte er hinzu.

Es ist offensichtlich, dass die Vorteile von Sodicks iGroove und den anderen hier besprochenen fortschrittlichen EDM-Technologien weit über die Welt der Blechbearbeitung und des Baustahls hinausgehen. Betriebe jeder Größe und Art werden sich über mehr Möglichkeiten und Benutzerfreundlichkeit freuen als je zuvor in der langen Geschichte von EDM. Eric Ostini, Leiter der Geschäftsentwicklung bei GF Machining Solutions LLC (GFMS), Lincolnshire, Illinois, sagte, dass in allen Bereichen der Fertigungsindustrie ein anhaltendes Interesse an Draht-, Senkerodier- und Erodierlochbohrungen bestehe, fügte jedoch hinzu, dass Elektrofahrzeuge (EVs) Und jetzt heizt das CHIPS-Gesetz der Biden-Administration das EDM-Feuer weiter an.

„Das große Ding der letzten Jahre war der Markt für Elektrofahrzeuge, bei dem die Autohersteller und ihre Zulieferer alle möglichen neuen Batterien, Anschlüsse, Gehäuse und dergleichen produzierten“, behauptete er. „Natürlich bedeutet das, dass viel Werkzeug aufgebaut werden muss, also haben wir viel Aktivität rund um das Stanzen und Formen gesehen, viele davon für Mikrokomponenten. Und jetzt, da die Regierung das Gesetz für die inländische IC-Herstellung (integrierte Schaltkreise) verabschiedet hat, Das wird den Markt mit Investitionskapital überschwemmen, weshalb wir begonnen haben, eine große Anzahl von Anfragen für Erodiergeräte und andere Werkzeugmaschinen zu beantworten.“

Der Zeitpunkt könnte nicht besser sein. Ostini zählte eine Reihe kürzlich eingeführter Produkte und Technologien auf. Dazu gehört der CUT X des Unternehmens (das Damit einher geht eine neue Steuerung – die UNIQUA – die „Charmilles‘ Fähigkeiten mit Agies Arbeitsweise kombiniert“.

Darüber hinaus gibt es ISPS- und TurboTech-Funktionen, die Drahtbrüche verhindern und gleichzeitig die Schnittgeschwindigkeit um 20 bis 40 Prozent erhöhen, sowie ein weiteres Modul namens iWire zur Vermeidung von Drahtverschwendung. „iWire passt die Drahtgeschwindigkeit an die Materialstärke an“, sagte Ostini. „Nehmen wir an, Sie schneiden eine Stanz- oder Formmatrize und das Teil ist von 76,2 mm (drei Zoll) auf 12,7 mm (halben Zoll) dick, oder vielleicht treffen Sie auf einen großen Hohlraum in der Mitte des Teils. iWire wird das erkennen und die Spule automatisch verlangsamen. Wir haben dadurch eine Reduzierung der Drahtkosten um 30 Prozent festgestellt. Zusammen mit einigen anderen Dingen, die wir eingeführt haben, stellt dies meiner Meinung nach eine neue Denkweise dar GFMS und für die gesamte Branche.“

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