CIMT2015特种加工机床评述(下)

CIMT2015特种加工机床展品评述(下)

三、专用数控电火花加工机床

1.境外专用数控电火花加工机床

瑞士GF加工方案展出了DRILL 300五轴电火花钻孔机床(见图6),吸引了众多探寻者的目光。该机床有以下特点:①独有的全数字控制脉冲电源和实时穿透检测功能;②有多种自动化方案和附加轴选择;③可以对不同直径的孔进行自动编程加工;④加工孔径范围大,特别适合航天航空零件加工;⑤加工效率高。

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图6 DRILL300机床

德国斯来福临集团展出了Helitronic Power Diamond电火花和磨削加工二合一机床(见图7),用于加工PCD、PCBN、硬质合金、金属陶瓷等超硬材料的刀具。机床具有两个主轴端,可分别安装3片电极轮和砂轮,这就相当于具有多个电极或磨削工位,使更复杂几何形状的刀具加工简单化,使加工效率和生产力达到更高水平。

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图7 电火花/磨削加工二合一机床

2.境内专用数控电火花加工机床

随着聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具从简单的车刀、直刃铣刀、铰刀,向高精度、复杂刃口方向快速发展,机械磨削难度加大,因此电火花磨削加工在这些超硬刀具的加工方面获得了广泛应用。

北京迪蒙特佳工模具技术有限公司展出的BDM-902磨床(见图8)适于加工PCD、PCBN等超硬刀具,机床稳定性好、精确度高、操控性好,不仅具备立轴自动运转、金刚石砂轮在线修整等先进功能,还可轻松实现精度3 μm以内高档PCD活塞刀、铰刀的高效率加工,并确保刀具刃口表面粗糙度Ra≤0.05 μm。

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图8 BDM902精密数控电火花超硬刀具磨床

北京凝华科技有限公司展出的MD25i型磨刀机是为PCD超硬导电材料刀具的加工和重磨设计制造的专用高精、高效电火花刃磨机床。开发的高效等能量脉冲电源,配合放电状态自动检测等功能,实现了生产效率高、尺寸精度好、表面粗糙度低。该公司展出的MF301双侧面刃磨机床是为加工PCD超硬导电材料锯片设计制造的,该刃磨机床具有八轴数控系统。

北京机床所精密机电公司展出的AG400型磨床配备了针对PCD加工的高效率、低表面粗糙度的专用电源,配备了刀具刃磨专用软件,盘类刀具自动测量定位、自动补偿和自动加工等功能。

本次展会中用于航空航天小群孔加工的数控电火花高速小孔加工机床仍是一个亮点。苏州电加工机床研究所展出的八轴数控电火花高速小孔加工机床,主要用于航空航天发动机叶片涡轮外环、火焰筒的微小群孔加工。通过数控系统在线自动检测工件形位,自动对加工孔位进行补偏,可有效提高工件孔加工的整体质量。

北京迪蒙卡特机床有限公司展出的MD6电火花小孔加工机床,是专为航空发动机叶片上三维分布的大批量、多种类小孔加工而设计的,配备了4个数控直线轴、2个数控旋转轴、12工位自动电极库、三维在线自动检测系统,能在线自动检测工件形位,并对孔位进行自动补偏。机床还配以基于触摸屏的专业控制软件与复合加工工艺,是难加工材料复杂空间位置小孔加工的专用设备。

四、激光加工机床

经过40年多年的发展,激光加工技术不断拓展。本届展会在W2馆设立了成形和激光加工机床专馆,集中了30多家激光加工企业,实现境内外展商同台竞技,汇聚了当前世界激光加工产业的最新技术发展成果及未来发展趋势。境内外著名企业德国通快(TRUMPF)、德马吉森精机、瑞士百超(Bystronic)、意大利普瑞玛(PRIMA INDUSTRIE)、日本天田(AMADA)、日本三菱电机(MITSUBISHI ELECTRIC)、日本山崎马扎克(MAZAK)、法国萨瓦尼尼(salvagnini)及德国耶拿(JENOPTIK)、武汉法利莱、上海团结普瑞玛、深圳大族激光、武汉奔腾楚天、济南铸锻研究所、江苏金方圆、江苏亚威等都悉数参展。

据不完全统计,本届展会现场展出的激光加工机床超过50台套,与CIMT2013相比几乎翻了一番。其中,CO2激光平面切割机5台、光纤激光平面切割机26台、光纤激光平面切割-冲压复合加工机床1台、光纤激光三维加工机床5台、激光增材制造5轴铣削组合机床1台、金属3D打印机1台、三维光纤激光电弧复合焊接系统1套、YAG激光焊接机2台以及其他激光加工专机等。

本届展出的激光加工机床呈现以下特点:

(1)CO2激光加工机床逐步萎缩,光纤激光一枝独秀。通快公司全球首发了其最新的TruLaser 3030 Prime Edition fiber超高速光纤型激光切割机(见图9);瑞士百超推出了代表当今顶尖水平的搭载4kW光纤激光器的ByJin Fiber4020。

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图9 TruLaser 3030 Prime Edition fiber激光切割机

(2)组合、复合机床以巨大的综合优势将引领未来发展趋势。日本AMADA公司以“金属加工机械综合制造商的全方位解决方案”为主题,推出了基于新概念的数字化钣金加工冲切解决方案——冲床与光纤激光复合设备LC2515C1AJ(见图10)。德马吉森精机推出了革命性的LASERTEC 65 3D(见图11),提供集激光堆焊技术与5轴铣削技术于一体的复合加工解决方案,可生产十分复杂的几何形状大型工件。

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图10 LC2515C1AJ冲床与光纤激光复合设备

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图11 LASERTEC 65 3D 机床

(3)加工速度不断向高速化方向发展。为了缩短切割机的非加工时间,提高生产效率,除了采用交换式双工作台外,提高机床的动态性能,实现高速定位是目前各个厂商普遍采取的策略,采用先进的直线电机或直启盘式马达驱动技术是主要的实现途径。AMADA的光纤激光加工机LCG3015AJ,其轴移动速度为170 mm/min(XY合成),实现了同级设备中的最高速。江苏金方圆数控机床有限公司TFC3015激光切割机配置的碟片式(Disk Laser)光纤激光器,最大定位速度达到169 m/min,代表了国内激光切割机的最高水平。

(4)激光加工机柔性化、智能化不断发展。柔性制造单元和生产线在更大程度和范围内展示了自动化集成方面所取得的进展,智能化水平不断提高。萨瓦尼尼推出了新一代高动态光纤激光切割机L5,融入了萨瓦尼尼多年在自动化和提高效率方面的经验,很容易和FMS系统或AJS系统实现集成。日本三菱电机公司的ML3015eX-45CF-R激光加工机(见图12),在薄板切割中配备了超高速切割功能,在厚板切割中配备了穿孔功能,在轨迹控制上导入了最新控制方式,使之成为三菱电机标志性产品。德国TRUMPF的TruLaser 3030 Prime Edition fiber秉承通快机床一贯的高智能性,拥有智能型切割头,能实现自动变焦、碰撞保护、穿刺监控,安全而高效。日本MAZAK的OPTIPLEX NEXUS 3015集成了最先进的智能准备和智能监测功能,可方便实现从薄板切割到厚板切割的自动转换。

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图12 ML3015eX-45CF-R激光切割机

(5)激光三维柔性加工系统成为发展方向。TRUMPF 展出的TruLaser Cell 3000通用固体激光加工机床,可以搭配TRUMPF的全系列固体激光器,实现二维和三维结构的焊接、切割。德国耶拿(Jenoptik)继续展示了其3D激光切割系统,该系统使用的机器手臂为空心结构,在每个手臂的关节处都安装了反射镜,避免了在加工过程中因光纤反复被缠绕造成损坏。大族激光也展示了三维光纤激光电弧复合焊接系统。

五、增材制造(3D打印)机床

本届展会的亮点之一,就是增材制造(3D打印)机床展品大幅增加,特别是金属材料3D打印设备得以集中展示。

1 . 金属材料增材制造机床

中科院南京先进激光技术研究院和南京中科煜宸激光技术有限公司推出了LDM系列激光选区熔化/烧结增材制造机床,以金属粉末为原料,制造出的结构件综合力学性能优异、材料利用率高、加工余量小。从展出的成形件来看,精度和表面质量比较好,符合达到中等精度的要求。

武汉华科三维科技有限公司开发了两款金属材料增材制造机床:HK M100和HK M250。它们利用较小功率的激光器直接熔化单质或合金金属粉末材料,逐层熔化沉积成形出任意复杂结构和接近100%致密度的金属零件。该技术的粉末材料利用率超过了90 %,特别适合于钛合金、镍合金等贵重和难加工金属零部件的成形制造。

清华大学开发了电子束选区熔化(EBSM)增材制造机床,成形零件最大尺寸(长×宽×高)为200 mm×200 mm×200 mm,适用的金属材料有钛合金、铝合金、镍基合金、高强钢及其他性能活泼的金属与合金等。

北京航空制造工程研究所开发了电子束熔丝沉积增材制造机床,其原理是利用电子束作为热源,熔化送进的金属丝材,按照预定路径逐层堆积,并与前一层面形成冶金结合,直至形成致密的金属零件。

英国雷尼绍(Renishaw)公司推出了AM250和AM125金属材料增材制造机床,主要用于医疗、航空航天、高科技工程及电子领域。适用粉末材料包括不锈钢、模具钢、钴铬合金、钛合金、镍基高温合金和铝合金等。

北京上拓科技有限公司展出了其代理的金属材料增材制造机床ProX200,主要应用领域包括:航空航天、发动机/组件制造、医疗、工模具中的随形冷却镶件、珠宝和首饰业等。该公司展出的M2 Cusing是世界首套能应付钛合金、铝合金等反射性金属材料的激光3D打印的设备。

北京恒尚科技有限公司展出了代理的EOS M400,主要用于精密金属部件、防火部件直接制造,产品外观设计认证,人体植入物、牙齿、颅骨修复物、假肢等。

  1. 非金属材料增材制造机床

本届展览会上,更多的参展商展出的是非金属材料增材制造机床。

武汉华科三维科技有限公司推出了HK各类系列设备。

杭州先临三维科技股份有限公司展出了Einstart-S和Einstart-L桌面3D打印机。

香港宝力公司展出了代理的FDM系列设备和Polyjet系列设备。

北京上拓公司展出了代理的多款非金属材料增材制造机床。

CIMT2015特种加工机床评述专家组来源:中国机床工具工业协会   

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