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

2016-1-7 來源：EMAG 作（zuò）者：天甜

對一種（zhǒng）成功的產品來（lái）說，包裝的（de）重要（yào）性怎麽被誇大都不為過。包裝很大程（chéng）度上影響著許多客戶的購買決策力。包裝很大程度上影響著許多客戶的購買決策力。因此，許多不（bú）同（tóng）領域的公司對包裝設計的研發越來（lái）越精心。例如，通過壓花突出包裝的外觀。然而（ér），所需的壓花（huā）衝頭的製造卻對工具和模具製造商提（tí）出了額（é）外的要求。然而，所需的壓花衝頭的製造卻對工具和模具製造商（shāng）提（tí）出了額外的要求（qiú）。作用到包裝（zhuāng）上的衝頭具有非常精細的浮雕和圖案。同時還必須調試穩定才能使生產的工藝（yì）過程具有成本效益。同時還必須調試穩定才能使生（shēng）產的（de）工藝過程具有（yǒu）成（chéng）本效益。怎樣有效地生產這些部件呢（ne）？位於德國 Gaildorf 的EMAG ECM 有限公司采用電子化學（xué）加工（ECM）的方法，為（wéi）包裝行業和（hé）其（qí）他領域（yù）提供一（yī）種能夠替代今天最常用的兩（liǎng）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（xíng）技術的應用將極大地降低各種檔次的生產（chǎn）成本。

隻要看（kàn）看（kàn）包（bāo）裝行業最常使用的壓花工具就會立即明白此類工具要求（qiú）非同尋常的金屬加工（gōng）的精度。首先要在衝頭表麵（miàn）需要繪製複（fù）雜的 3D 圖案或文字。每一個細節都要加工進工具鋼中，加（jiā）工精度需要達到微米的（de）程度。之後才能使嵌入到紙板箱（xiāng）或包裝紙表麵（miàn）的圖案達到要求的（de）精確細致。然而，除了較軟（ruǎn）的包裝材料，對（duì）數以百萬計的筆劃進行非常迅（xùn）速的處理最終會導致加工工具達到（dào）其極限，尤其是使用（yòng）研磨或電火花加工工具時。導致（zhì）這種現象的原因可以在加工方法中找到：銑削加工會導致（zhì）形成毛刺，因此必須在後續的加工步驟（zhòu）中去除這些毛刺。如果使用 EDM 法，很高的溫度會對壓花衝頭材料的結構造（zào）成影響。這樣就不能避免在模具中產生細微（wēi）裂紋的風險。

提（tí）高了工（gōng）件的穩定性

出於（yú）這些（xiē）需要考慮的因素，製造壓花工具、模具、和衝（chōng）頭（tóu）的替代方法引（yǐn）起（qǐ）了合同製造商和包裝（zhuāng）專家的關注。精密的電子化學（xué）加工（PECM）在這方麵提供了非常好的機會，按照 EMAG ECM 公司執行經理 Richard Keller 的說法：“多年來（lái），我們一直在使用這種方法，在汽車工業和航空領域不（bú）斷地取得（dé）成功，同時我們正在不斷（duàn）地改進 PECM 方法。通過新的 PTS 係列方法，現在我們開辟了全（quán）新（xīn）的使（shǐ）用空間。即（jí）使加工要求嚴格的 3D 結構，也能在這些機器上順利（lì）完成（chéng），而刀具幾乎沒有磨損（sǔn）。這樣大大降低（dī）了（le）刀具的成本，且生產出的工（gōng）件的穩定（dìng）性也隨之得到極大提（tí）高。”

高品質的表麵

電化學工藝以非常溫和的方式去除材料。工（gōng）件變（biàn）成（chéng）正極，而工具（jù）變成負極。電（diàn）解質溶液在兩（liǎng）者之間（jiān）流動，金屬離子從（cóng）工件中分離出來。由於陰極（工具）是反向繪（huì）製的圖案，因此僅在所需的位置去（qù）除工件材料。高強度的合金，如鎳基合金和硬質材料，通常（cháng）可以（yǐ）使用 ECM 方法進行加工，不會有任何困（kùn）難。最終的加工效果就是獲得高（gāo）品（pǐn）質的表麵，並且沒（méi）有毛刺，不會（huì）引（yǐn）起材料結（jié）構的變化。EMAG 工程師們已經對 PECM（精（jīng）密電化學加工）的工藝技術進（jìn）行了改進。例如，電解質溶液的流動間隙（xì）可以變得（dé）異常（cháng）狹窄。除此之外，通過振動機械（xiè）運動，優化了電解質的輸送。這樣就（jiù）確保了特別有效和精確地去除（chú）材（cái）料。

自去年年（nián）底（dǐ）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的工具（jù）製造商創造了極大的效益。“開始，客戶隻是給我（wǒ）們發送了一個需要進行壓花的黃銅的陰極（jí）圖（tú）案。我們將其作為 PECM 的實際陰（yīn）極，使用 PECM 加工第一批壓花成品模（mó）具（jù）。這使得我們的（de）中國客戶在技術和經濟影響方（fāng）麵有了（le）一個非常準確（què）的認識，這種方法非常適合他們的應用領域。之（zhī）後他們（men）便對（duì） PTS 2500 青睞有加，” Keller 解釋說。

實踐中的成本利器

顯而易見，在生產成本和生產質（zhì）量方麵具有決定（dìng）性的優勢：在 PECM 加工（gōng）過程中（zhōng）幾乎不涉及陰（yīn）極磨損（sǔn），所以與銑削加工或 EDM 加工相（xiàng）比成本大幅度降低。因此幾乎不需要更換加工工具（陰極）。同時，生產出（chū）的壓花工具、模具和（hé）衝頭的穩定性和質量也大大（dà）提高，這是（shì）因為加工出的所有零部件都具（jù）有很高的（de）表麵品質（zhì），沒有毛刺，不會改變（biàn）材料結（jié）構。 PECM 法比較而言速度也很快，對於（yú）中（zhōng）國製（zhì）造商來說，PTS 2500 對材料的去除率達到每秒 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，電化學在（zài）加工時，整個表麵的材料同時被均勻地去除掉。另（lìng）一方麵，雕刻銑刀需要一行一行地清除材料，因此（cǐ）完（wán）成這個作業需要的時間相對較長。”

模塊化概念（niàn）提供（gòng）了（le）更多的可能性

在 AMB 2014 展會上，來自 EMAG ECM 公司的專（zhuān）家們第一次向（xiàng）公眾展出了 PTS平台。隨後，該係列產（chǎn）品繼續在各個領域續寫（xiě）成功（gōng）的故事。EMAG 集團的綜（zōng）合機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（xiàn）在（zài）產品創新，如Mineralit 機身、智能軟件和硬件接口以（yǐ）及高效的自動化係統中。另外在（zài）許多應用領域，高性能的（de）刀具進（jìn）給裝置：高達四軸的配置，可同時並列加工（gōng） 20 至 30 個零件等都卓顯（xiǎn）其（qí）超（chāo）群的技術特性。這樣使成本效益從中（zhōng）級單位數量提高到高級單位數量。“總而言之，我們對目前的發展（zhǎn）很滿（mǎn）意，” Keller 針對目前的情況總結（jié）說。“自從 AMB 以（yǐ）來，我們已經售出了六台機（jī）器，需求量（liàng）仍在增加。特別是在飛機製造業中，我們的技術已被多家著名的（de） OEM 商所使用。同時我們正在向（xiàng）新的市場領域邁進，其中包裝行業就是一個例證。我們期待未來幾（jǐ）年繼續在這條道路上走下去。”

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圖片文（wén）件： C739_PTS_2500.

PTS 2500 的（de）標（biāo）配（pèi）為（wéi）一個（gè） Z 軸，也可以根據（jù）應（yīng）用要求（qiú）配置 X 軸、Y 軸和 C 軸。應用於汽車工（gōng）業中（zhōng）的（de）部件生產已經可（kě）以使（shǐ）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: 采用 PECM，用（yòng）工（gōng）具鋼製成的圖片的每一個細節精度都達到微米。此處顯示（shì）的是一（yī）枚硬幣的衝頭： 1. 客戶提供的（de）黃銅（tóng）模板，2. 用 PECM 加工正麵印（yìn）記， 3. 壓花衝頭—用 PECM 在高強度材料（INOX）中加工背麵（miàn）印記。

圖片： Vergleich ECM – EDM.

EDM利於加工（gōng）樣品（pǐn），因為它涉及的機械設備較為簡單並且鑽機和（hé）電極複雜性較（jiào）低。

由於單（dān）位數量增加，ECM 方法因其對工具的磨損較低並能產生較長（zhǎng）的使用壽命而具有顯著的優（yōu）勢。

圖片： P1010347_Richard Keller

Richard Keller，EMAG ECM 公司執行經（jīng）理

關於埃馬克

逆向思維（wéi）的創新加工技術創立了埃馬克公司的（de）行業（yè）領先地位（wèi）。1992 年埃馬克公司匠（jiàng）心獨具，首次推出構思巧妙的倒立式車床，大（dà）獲（huò）成功。此後，埃馬克公司再接再厲，又研發出了（le）新的倒立式多功能生產中心。如今，埃馬克（kè）已名符（fú）其實成為世界上倒立式機床舉足（zú）輕重的製造（zào）商。埃馬克集（jí）團總部設在德國薩拉赫市，傳統悠久，機床製造經（jīng）驗豐富。其工藝技術全麵而完（wán）善，能為用戶提供加（jiā）工盤類件、軸類件和箱體類零件的（de）機床和生產係統。不（bú）管是車（chē）床，還是磨床、滾齒機、激光焊接機、熱套裝（zhuāng）配設備、電化（huà）學加工（gōng）設備或（huò）是感應（yīng）加熱設備——埃馬克集團幾乎能為所有的應用提供最（zuì）佳的生產（chǎn）方（fāng）案。

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