Высокоскоростная обработка металлов: достижения и перспективы

В прошлом фрезеровка стальных материалов была очень долгой и дорогостоящей, однако сейчас положение изменилось. Появились новые покрытия (нанопокрытие WXS) и новые концевые фрезы (Exocarb-WXS), благодаря чему скорость резания стали, увеличилась. Сегодня скорость вращения шпинделя 45 000 об/мин уже никого не удивляет, поскольку увеличивается конкуренция между заводами. 

Но, при повышении количества оборотов шпинделя возникает другая проблема. Стойкие материалы сильно сопротивляются резанию, и  как следствие при их обработке увеличивается толщина стружки. Одним из способов решения данной проблемы является использование кубического нитрида бора.
 
Это покрытие термостойкое, износостойкое и химически инертное, но дорогое. Однако сейчас идёт тенденция на удешевление, что дает надежду на широкое распространение высокоскоростной фрезеровки. Примером современной обработки является обработка алюминия. В авиации болванку из алюминия, которая весит тонну, можно переделать в деталь весом 15 кг. В авиационной, а так же аэрокосмической отраслях есть потребность и в других металлах, таких как инконель или титан. Однако они являются термостойкими, и для качественной обработки приходится фрезеровать их на низких скоростях.

Поговорим о самой технологии резки металлов.
 
Резка металла осуществляется разными способами. Во время этого процесса происходит деление листового материала на необходимое количество частей и получение детали нужной формы и размера.

Резка металла производится на специальном оборудовании, вид которого зависит от используемой в этом процессе технологии. Например, механическая резка металла производится с помощью специальных ножниц или гильотины. Этот способ обработки прост, экономически выгоден, но имеет свои недостатки. Полученная деталь подлежит дополнительной обработке, потому что ее края не отличаются гладкостью, и на них образуется большое количество заусенцев. Наличие этого дополнительного этапа увеличивает продолжительность выполнения заказа.

Механическая обработка металла постепенно уходит прочь, уступая свои позиции новым технологиям, таким как плазменная и лазерная резка. Плазменная резка происходит с применением электрической дуги, которая плавит металл в линии разреза. Процедура резки проходит быстро, причем независимо от толщины листа.

 Плазменное оборудование отличается высокой производительностью и высокой точностью обработки. На поверхности деталей может появиться окалина, обусловленная высоким температурным воздействием.
Станок для плазменной резки отличается невысокой ценой, что также позволяет снижать себестоимость производимой продукции. Плазменное оборудование можно автоматизировать, что позитивно отражается на его производительности и скорости выполнения заказа.

С момента изобретения лазера он начал активно применяться в самых разных сферах. Энергия пучка света используется и в процессе резки металла. К сожалению, мощности лазера не хватает для обработки материала большой толщины. Зато лазерное оборудование является предпочтительным, если этот параметр не превышает 6 мм. Его применение обеспечивает высокую точность обработки.
 Погрешность не превышает 0,1 мм. Металл в процессе резки не деформируется, а края детали получаются ровными, гладкими и не требуют проведения дополнительных операций.
Лазерное оборудование допускает полную автоматизацию процесса, поэтому имеет высокую производительность.

Резка металла может осуществляться и тонкой струей воды с абразивом, подаваемой под давлением в 5 тысяч атмосфер. В этом случае речь идет о гидроабразивной резке. Описываемая технология обработки металла отличается экологической чистотой, но требует крупногабаритного оборудования, отдельного помещения и наличия в нем водопровода и канализации.