3D-Druckanlage setzt auf Mitsubishi EDM von ETG

Nov 13, 2023

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Als branchenführende Design-, Entwicklungs-, Test- und Produktionseinrichtung für additiv gefertigte (AM) Produkte stand Alloyed Ltd kürzlich vor Herausforderungen bei seinen unterstützenden EDM-Bearbeitungsprozessen. Als technologisch führendes Unternehmen wandte sich das in Stone ansässige Unternehmen an die Engineering Technology Group (ETG) und deren EDM-Lösung von Mitsubishi.

Alloyed ist aus einer Fusion zwischen OxMet Technologies und Betatype im Jahr 2020 hervorgegangen und bietet eine Mischung aus Fähigkeiten für digitale Metallanwendungen von der Entwicklung und Produktion maßgeschneiderter Legierungen für die traditionelle und additive Fertigung (AM), Prozessoptimierung und -kontrolle bis hin zur Produktion von Metallteile. Alloyed unterteilt sein Geschäftsmodell in drei verschiedene Segmente: Die Industrieabteilung liefert Lösungen für Luft- und Raumfahrt, Motorsport, Raumfahrt, Automobilkunden und mehr, die Elektronikabteilung entwickelt Technologien der nächsten Generation mit weltweit führenden Marken durch AM und die Medizinabteilung arbeitet mit Chirurgen zusammen Entwerfen und fertigen Sie individuelle orthopädische Implantate.

Bei der kompletten Suite von Renishaw-Maschinen zur Metallbearbeitung war ein Bereich, der einen Engpass verursachte, eine unzuverlässige Drahterodiermaschine, die zum Entfernen von Teilen von Grundplatten nach dem 3D-Druck verwendet wurde. Zu den Problemen bei der vorhandenen Erodiermaschine gehörten ständige Drahtbrüche und das daraus resultierende manuelle Umfädeln, unzuverlässige Drahtleistung, Wassertanklecks und eine CNC-Schnittstelle zur G-Code-Programmierung, die sich vor Ort nur schwer bedienen und in andere Technologien integrieren ließ. Eines der enttäuschendsten Probleme für Alloyed waren die häufigen Drahtbrüche, die dazu führten, dass die Maschine mitten im Schneidzyklus anhielt. Ohne die ständige Anwesenheit eines Bedieners wüsste das Unternehmen aus Staffordshire nie, ob die Maschine in Betrieb ist oder auf den Eingriff des Bedieners wartet – und hätte dadurch unzählige Produktionsstunden verloren.

Die Suche nach einer neuen EDM-Lösung war bereits im Gange, als Dr. Stephen McCain, Maschinen- und Systemmanager bei Alloyed, sich mit dem Prozess befasste. „Unser Team dachte bereits über einen Ersatz einer Erodiermaschine nach. Gleichzeitig wurden wir in ein Projekt eingebunden, um ein Konzept bis hin zur Produktion weiterzuentwickeln. Mit der Möglichkeit, Teile aus Titan 64 AM im Produktionsmaßstab herzustellen, begannen wir, Subunternehmer damit zu beauftragen.“ Drahterodierkapazitäten, um zu sehen, ob sie sowohl Details an dünnwandigen Teilen als auch aus den Basisblöcken schneiden konnten – dies war eher ein Test für die Fähigkeiten ihrer Erodiermaschinen als für einzelne Fähigkeiten. Gespräche mit Subunternehmern mit einer breiten Palette von Da wir mit der Erodiertechnologie vertraut waren und mit den Feinheiten des Teils nicht klarkamen, wurde uns schnell klar, welche Maschinen unsere Anforderungen nicht erfüllen konnten. Wir stießen auf die Engineering Technology Group (ETG) und ihre Mitsubishi EDM-Lösungen; ihre Experten lieferten uns eine Lösung, die alle Anforderungen erfüllte unsere Bedürfnisse."

Alloyed sprach mit dem bei ETG ansässigen EDM-Experten Scott Elsmere und die Drahterodiermaschine Mitsubishi MV2400S Typ II wurde als die perfekte Wahl für das Unternehmen identifiziert. Alloyed arbeitete mit einer vorhandenen Erodiermaschine, die eine G-Code-Programmierung erforderte, eine Fähigkeit, die in diesem schnelllebigen High-Tech-Geschäft kaum vorhanden war – Alloyed wollte eine Maschine mit unglaublicher Benutzerfreundlichkeit. Der neue MV2400S EDM, der im April bestellt und im Mai geliefert wurde, ist mit dem intuitiven CAD/CAM-System der AD-Serie von Mitsubishi ausgestattet – eine Funktion, die die Programmierzeiten sofort verkürzt hat.

Stephen sagt: „Wir können STL-Dateien und alle anderen CAD-Dateien in den Mitsubishi exportieren und dadurch werden die meisten unserer Programmierprobleme beseitigt. Wir laden die CAD-Datei in die Maschine und sie programmiert den Job automatisch. Sie erkennt, welcher Teil der Komponente benötigt wird.“ Die Bearbeitung erfolgt und es wählt die Bearbeitungsparameter mit einer sehr einfachen Dateneingabe aus. Für uns drücken wir einfach „Play und gehen weg“.

Bei allen Arbeiten, die eine Programmierung an der Maschine erfordern, bietet die 19-Zoll-Displayoberfläche eine unübertroffene Benutzerfreundlichkeit. Stephen fährt fort: „Die Funktionen sind mit intuitiven Diagrammen, die uns durch den Prozess führen, extrem einfach zu verstehen. Wir mussten kürzlich einige Präzisionsunterlegscheiben schneiden und ein Subunternehmer wollte uns 50 Pfund pro Unterlegscheibe berechnen – wir haben eine Charge Unterlegscheibenmaterial zusammengeklemmt.“ und sie in wenigen Minuten auf dem EDM programmiert und bearbeitet.“ Stephen scherzt: „Ich habe jetzt einen lebenslangen Vorrat an Shim und es hat uns kaum etwas gekostet.“

„Hier hat sich auch die Unterstützung von ETG bewährt. ETG hat nicht nur eine komplette Schulung an der Maschine und dem CAD/CAM-System durchgeführt, sondern auch viele unserer Programme geschrieben und für uns getestet. Dieser Service war bemerkenswert.“ ."

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Selten wird eine Maschine nur wegen ihres Steuerungssystems gekauft, aber das Steuerungssystem des Mitsubishi MV2400S bietet mehr als nur Benutzerfreundlichkeit. Alloyed gibt an, dass die Programmierung jedes Auftrags mehr als 75 Prozent schneller ist als mit der vorherigen Drahterodiermaschine. Das gibt den Mitarbeitern in der Werkstatt mehr Sicherheit beim Programmieren und sie können ganz einfach Formen gemäß ihren Anforderungen zeichnen. Das Steuerungssystem leistet jedoch noch viel mehr.

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„Wir müssen nur ein paar Parameter eingeben und das KI-System berechnet den Rest. Wir können den Materialtyp und unsere gewünschte Oberflächenbeschaffenheit eingeben und die KI-Technologie in der Maschinensteuerung macht den „Trial-and-Error“-Ansatz überflüssig. Wenn wir einen benötigen Bei einer Oberflächengüte von Ra0,3 geben wir diese in die Steuerung ein – die Schnittdaten und die Anzahl der Durchgänge werden vom intelligenten Steuerungssystem bestimmt. Es regelt sogar die Geschwindigkeit des Drahtes automatisch, indem es ständig die Materialdickenänderungen während des Prozesses ermittelt. Dadurch steigert sich unsere Produktivität nochmals um 40 bis 50 Prozent im Vergleich zur Vorgängermaschine.“

Alloyed stellt additiv eine Vielzahl von Materialien her, von Aluminium- und Nickelbasislegierungen bis hin zu Stahl, Knochenlegierungen, Metallmatrix-Verbundwerkstoffen, Kupfer und sogar Platin. Angesichts der Vielfalt an Materialien, die kontinuierlich getestet werden, druckt das Unternehmen Testwürfelplatten in verschiedenen Abmessungen für Spannungs-, Zug- und Härtetests und sogar für CT-Scans in 3D. Eine typische Testplatte kann aus 10 Reihen gedruckter Würfel bestehen – mit der KI-Technologie des neuen Mitsubishi MV2400S konnte die Schnittzeit von einer Stunde auf weniger als 25 Minuten gesenkt werden. Dies ist ein typisches Beispiel für die mit der neuen Erodiermaschine erzielten Produktivitätseinsparungen. Allerdings sind die Produktivitäts- und Programmiervorteile nicht die ganze Wahrheit.

Eine der größten Einsparungen für Alloyed besteht darin, dass manuelle Eingriffe entfallen, die ständig erforderlich waren, um den Draht jedes Mal neu einzufädeln, wenn er brach – jedes erneute Einfädeln würde zwischen 5 und 15 Minuten dauern. Ein kurzer Eingriff mag nicht als allzu große Unannehmlichkeit empfunden werden, aber wenn der Draht ständig reißt, wird das zu einem erheblichen Problem. Beispielsweise würden die häufig produzierten Platten von Testwürfeln, die auf dem neuen Mitsubishi effizient und um 50 Prozent schneller bearbeitet werden können, mit der Vorgängermaschine acht bis zehn Drahtumfädelungen erfordern. Das acht- bis zehnmalige manuelle Einfädeln des Drahtes mit mindestens fünf Minuten pro Einfädeln bedeutete eine Verlängerung der Arbeit um mindestens 40 Minuten, die nur eine Stunde Schneiden erforderte. Ausweitung der bisherigen Zykluszeitverbesserung von 50 Prozent auf mehr als 100 Prozent.

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Darauf anspielend sagt Stephen: „Der Mitsubishi MV2400S verfügt über ein hervorragendes automatisches Drahteinfädelsystem, das uns die Sicherheit gibt, von der Maschine wegzugehen und sie laufen zu lassen. Unsere Teammitglieder werden mehrere Maschinen gleichzeitig bedienen – und zwar in Anwesenheit.“ Auf einer Maschine arbeiten wir nicht ständig. Das automatische Einfädeln des Drahtes kann sogar dann durchgeführt werden, wenn ein großer Auftrag mit einem beträchtlichen Abstand zwischen den Mittelpunkten geschnitten wird. Auch dies ist eine weitere Funktion, die es uns ermöglicht, „auf Play zu gehen und wegzugehen“. mit vollem Vertrauen von der Maschine.“

Mit einem neuen Glühsystem, das das Drahtrollverhältnis auf weniger als zehn Prozent reduziert, und einer Drahtbruchpunkt-Einführung für dicke Werkstücke ist ein präzises automatisches Einfädeln des Drahtes gewährleistet. Dies wird durch weitere Präzisionsfunktionen wie Linearwellenmotoren und optische Antriebssysteme ergänzt, um eine Kreisgenauigkeit von einem Mikrometer zu erreichen.

Abschließend sagt Stephen: „Wir vertrauen vor allem der neuen Mitsubishi-Maschine. Sie ist präzise, ​​zuverlässig, genau, einfach zu bedienen und es ist eine Maschine, von der wir wissen, dass wir sie einrichten und laufen lassen können. Drahtbrüche werden nicht mehr stören.“ Produktion, da der Mitsubishi den Draht einfach automatisch neu einfädelt und fortfährt. Wir arbeiten derzeit mit ETG an neuen Werkstückhaltelösungen und einer möglichen Automatisierungsintegration für Produktionszwecke, falls Bedarf besteht. Für einige unserer Produkte prüfen wir sogar weitere Mitsubishi-Drahtmaschinen auch andere Einrichtungen.“

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