Apa itu Pemesinan-Kecepatan Tinggi?

Tergantung pada siapa Anda bertanya.

Beberapa orang memperlakukannya seperti istilah pemasaran-yang mencantumkan "kecepatan-tinggi" pada lembar spesifikasi dan mengenakan biaya lebih banyak. Yang lain terlibat perdebatan sengit tentang ambang batas RPM yang tepat. Jawaban yang berguna ada di antara keduanya.

Pemesinan-kecepatan tinggi, atau HSM, umumnya berarti pemotongan dengan kecepatan lima hingga sepuluh kali lebih cepat dari apa yang dianggap normal untuk material tertentu. Namun kata "normal" terus berubah seiring dengan kemajuan peralatan dan mesin, sehingga definisi tersebut pun ikut berubah. Dua puluh tahun lalu, 8.000 RPM tergolong cepat. Sekarang,-VMC tingkat pemula dapat melakukannya tanpa perlu berusaha.

Masalah Salomo

Hampir setiap artikel tentang HSM menyebutkan Carl Salomon dan paten Jerman tahun 1931 miliknya. Berikut versi singkatnya: dia menjalankan eksperimen pemotongan aluminium dengan pabrik heliks dengan kecepatan yang sangat tinggi dalam waktu tertentu-hingga 16.500 m/mnt dalam beberapa pengujian-dan menemukan bahwa suhu pemotongan tidak terus meningkat selamanya. Ini mencapai puncaknya pada kecepatan kritis tertentu, lalu turun saat Anda melaju lebih cepat.

Mengapa ini penting? Karena ini menunjukkan pola di mana pemotongan lebih cepat sebenarnya menghasilkan lebih sedikit panas pada benda kerja. Dan bagi siapa pun yang mengerjakan bagian-bagian yang tidak tahan terhadap distorsi termal-dinding tipis, toleransi ketat, geometri kompleks-itu adalah masalah besar.

Panas pergi kemana?

Inilah yang terjadi pada kecepatan pemotongan tinggi, setidaknya menurut buku teks: chip terbentuk dan lepas dengan sangat cepat sehingga membawa sebagian besar panas pemotongan. Beberapa sumber memberikan angka seperti 90% atau 95%. Sejujurnya, mengukur hal ini secara tepat itu sulit, dan persentasenya bergantung pada material, geometri alat, cairan pendingin, dan banyak variabel lainnya.

Yang lebih mudah untuk diamati: pada parameter HSM yang tepat, chip menjadi panas-terkadang berubah warna menjadi biru atau coklat pada baja-sementara bagiannya tetap relatif dingin. Anda bisa merasakan ini. Jalankan uji potong, hentikan mesin, sentuh benda kerja. Itu tidak akan membakar Anda, meskipun keripiknya mungkin terbakar.

Untuk pekerjaan cetakan, hal ini penting karena gigi berlubang memiliki berbagai fitur yang tidak menyukai panas. Iga tipis. Kantong dalam. Dinding dengan hampir tidak ada angin. Mesin ini secara konvensional dan mereka tumbuh selama pemotongan, kemudian menyusut saat dingin, dan dimensi Anda berakhir di tempat yang tidak Anda inginkan. Mesinkan mereka pada kondisi HSM dan dimensinya tetap lebih stabil.

Setidaknya itulah teorinya. Hasil nyata bergantung pada banyak faktor. Saya telah melihat toko-toko berinvestasi pada peralatan HSM dan masih mengatasi masalah termal karena cara kerja mereka tidak cukup kaku, atau mereka tidak menyesuaikan strategi pemotongan, atau banyak hal lainnya.

Bagian perkakas yang tidak ingin dibayar oleh siapa pun

Anda tidak dapat melakukan HSM dengan pemegang alat biasa. Di sinilah toko mendapat masalah-mereka membeli spindel berkecepatan tinggi-dan mencoba menggunakan peralatan CAT40 atau BT30 yang ada.

 

Masalah Fisika

 

Masalahnya adalah gaya sentrifugal. Pada 15.000 atau 20.000 RPM, lubang spindel mengembang akibat pembebanan sentrifugal. Shank perkakas yang kokoh tidak mengembang dengan cara yang sama. Kesesuaian lancipnya mengendur. Kehabisan waktu meningkat. Tiba-tiba spindel berkecepatan tinggi-yang mahal memberikan hasil yang lebih buruk dibandingkan mesin lama Anda.

Cara mengatasinya adalah HSK-desain Jerman (Hohl-Schaft-Kegel, betis lancip berongga) yang menjadi standar ISO pada pertengahan tahun 90an. Konstruksi berongga memungkinkan betis mengembang dengan poros, dan bersentuhan dengan lancip dan permukaan secara bersamaan. Kekuatan penjepitan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan, bukannya menurun.

Apa yang tidak diberitahukan sebelumnya kepada Anda: beralih ke HSK berarti mengganti seluruh alat Anda. Setiap pemegang, setiap collet, setiap ekstensi. Ditambah punjung, ditambah presetter jika tidak kompatibel. Jumlahnya bertambah dengan cepat. Dan kemudian Anda memerlukan orang yang tahu cara menangani perkakas HSK dengan benar-lebih sensitif terhadap presisi-dibandingkan perkakas yang tajam.

Pemrograman adalah setengah dari perjuangan

Spindel-berkecepatan tinggi tidak akan menghasilkan apa-apa jika jalur pahat terus-menerus memaksakan perlambatan. Ini mungkin merupakan kesenjangan terbesar antara membeli kemampuan HSM dan benar-benar menggunakannya.

Pemrograman cetakan-jadul menghasilkan ribuan segmen garis kecil untuk memperkirakan kurva. Pengendali memprosesnya satu per satu. Pada feed konvensional, baik-baik saja. Pada feed HSM, kontrol tidak dapat mengimbangi. Mesin melambat, mengejar, mempercepat, memperlambat lagi. Anda mendapatkan gerakan tersentak-sentak dan tanda saksi di permukaan.

Namun dukungan NURBS bervariasi antara sistem CAM dan kontrol mesin. Dan mengaturnya dengan benar membutuhkan pengetahuan yang tidak dimiliki semua programmer. Saya tahu toko-toko yang menjalankan peralatan HSM mahal dengan CAM yang ketinggalan jaman, menghasilkan jalur alat-segmen garis, bertanya-tanya mengapa mereka tidak melihat hasil yang diharapkan.

Strategi pemotongan juga berubah. Pengerjaan seadanya yang konvensional memerlukan pemotongan besar dan pengumpanan lambat-kubur pemotongnya, dorong dengan kuat. Pengerasan seadanya HSM memerlukan keterlibatan radial ringan pada umpan tinggi. Pemotong tetap terisi, namun tidak pernah kelebihan beban. Kekuatan tetap rendah. Dinding tipis tidak membelok. Peralatan kecil tidak rusak.

Untuk melakukan hal ini dengan benar, diperlukan perangkat lunak CAM yang mendukung jalur alat keterlibatan{0}}yang konstan dan pemrogram yang memahami kapan harus menggunakannya. Mesin hampir merupakan bagian yang mudah.

Untuk toko cetakan

Penting atau tidaknya semua ini bergantung pada apa yang sedang Anda bangun.

Cetakan yang rumit-garis pemisah yang rumit, permukaan optik, inti yang tipis, penutup yang rapat-penutup-adalah yang paling diuntungkan. Waktu yang Anda habiskan untuk memasang dan memoles di bangku cadangan diubah menjadi waktu spindel, yang lebih dapat diprediksi, lebih dapat diulang. Permukaan akhir mesin cukup ditingkatkan sehingga pekerjaan manual turun secara signifikan. Ketergantungan EDM berkurang karena Anda dapat melakukan milling fitur-fitur yang dulunya memerlukan elektroda.

Cetakan sederhana dengan toleransi yang besar? Pengembaliannya kurang jelas. Pemesinan konvensional mungkin dapat berfungsi dengan baik.

Sebagian besar pekerjaan cetakan injeksi berada di antara keduanya. Pertanyaannya bukan apakah HSM berfungsi-yang sudah pasti. Pertanyaannya adalah apakah campuran pekerjaan Anda membenarkan investasi pada peralatan, perkakas, perangkat lunak, dan pelatihan. Itu perhitungan yang berbeda untuk setiap toko.

Satu hal yang akan saya katakan: kesenjangan antara toko yang memiliki kemampuan HSM nyata dan toko yang tidak memiliki kemampuan HSM nyata semakin melebar. Ekspektasi waktu tunggu semakin ketat. Spesifikasi permukaan semakin menuntut. Pelanggan dengan pekerjaan kompleks berkonsentrasi pada pemasok yang benar-benar dapat mengirimkannya. Apakah tekanan tersebut berlaku bagi Anda bergantung pada posisi pasar Anda.

Tidak ada jawaban universal. Namun jika Anda kehilangan penawaran untuk pekerjaan yang rumit, atau tenaga kerja yang sesuai terus meningkat, atau pelanggan terus meminta penyelesaian yang lebih cepat untuk pekerjaan yang rumit-itu adalah tanda-tanda yang perlu diperhatikan.