在过去10年中,为了面对来自海外竞争和经济衰退的双重威胁,模具制造商不得不削减生产成本,以保持其竞争的优势。EDM市场以沉模和线切割技术,以及自动化技术的不断发展来回应这种形势,这些技术已在行业中被重新定义。
工业的变化
按照Mitsubishi EDM公司技术营销经理Greg Langenhorst先生的说法,过去10年中最大的变化是人们开始将生产的主要精力集中在成本和性能上。他解释说:“模具制造商正处于全球的经济压力之下,为了能够与其他低劳务成本国家竞争,美国的模具制造商必须找到有效的方法,才能保持其竞争优势,既需要以较低的成本和较快的速度生产更多的产品。
今天的美国模具制造商需要采用自动化设备,并要合理的购置这些设备。他们必须选用工作性能最好、技术水平最高和占地最少的EDM加工设备,然后再配置合适的自动化系统,以获取最大的回报。”
今天的EDM加工机床具有非凡的控制特点,它
使机床从标准的2D世界进入到全方位的3D世界,
机床具有3D核心建模功能,以及内置智能特性,
可尽快地帮助模具制造商达到最理想的结果
Erowa Technology公司市场营销经理Dean Calin先生也极力称赞了采用自动化系统的优点。他解释说:“在沉模和线切割加工方面,无人化操作加工和自动化是保持其在模具制造中竞争优势的必要手段。”
Methods Machine Tools公司和Methods EDM集团全国销售经理Stephen Bond先生认为:“模具市场在价格和交货方面所面临的挑战,迫使模具制造企业不得不改变他们的加工设备和工作方式。以前,企业从来就没有碰到过像今天这样来自海外制造商的巨大压力,迫使他们的利润和工作量几乎达到无法生存的地步;模具商发现即使在模具仍然可以生产合格产品的情况下,他们也会将其送出去进行重新加工。从本质上来说,其固有的质量使这些加工车间在适应今天新技术方面仍然获得了巨大成功,降低了他们的生产成本,而且其交货速度比其他国家的竞争对手更快。”
Bond先生继续说:“以日本和韩国为例,我们所面临的挑战是较高的劳务费用,而对中国、印度和其他国家而言,其未来所面临的问题是缩短交货期。随着他们的质量提高,劳务费用、原材料和加工机械的价格也在不断上升。墨西哥由于其廉价的劳动力,曾经是美国的强劲竞争对手,但现在必须寻求新的方法,降低生产成本,以便与亚洲国家竞争。”nextpage
在GF AgieCharmilles公司,其业务开发部经理Gisbert Ledvon先生对来自国外的竞争提出了这样的看法。他说:“由于东南亚地区的劳务费用较低,外国公司往往能以较低的成本生产模具。今天,用于制造玩具和手机的模具几乎无一例外地都在海外生产。由于美国的模具制造商在价格上没有竞争能力,因此许多美国的模具制造商被迫退出了这个市场。能够生存下来的公司,将主要精力集中在了新的市场上,并将资金投入到新的技术中。这些生产企业开始提高EDM和5轴高速铣削加工领域的自动化水平、优化工作流程,采用创新技术。在应用这类技术方面,已发生了很大的转变。从传统意义上来说,过去销售给模具制造商的所有EDM机床,几乎都用于型腔模加工。但在过去10年中,由于EDM线切割机床的发展,导致大量的加工车间依赖于这种技术来降低生产时间和加工极其复杂的模具。”
产品系列的变化
EDM放电加工机床供货商已在较短的时期内,进一步细化了他们的产品系列,以满足工业界对产品质量不断提高的要求。 “机床制造商已开始采用效率更高的机床设计,使用最新的PC控制系统、伺服马达和电子补偿技术,以提供成本效益更好的机床,同时还保持必要的加工精度、满足客户的要求。大部分设计已进入到3D CAD时代,因此生产必须紧跟时代,在他们的机床控制系统中,增加这类软件的功能。目前,最新一代的CNC系统在通常的键盘上增添了一个15in(1in=25.4mm,下同)的触摸式控制屏,并采用鼠标方式输入。控制屏上所显示的全方位3D实体模型,图像清晰、色彩丰富,可帮助操作人员观察正在加工的零件。而且有希望消除零件中所存在的某些错误。过去,这些错误往往可能会导致零件报废。”Mitsubishi EDM公司的Langenhorst先生说,“我们所有的EDM加工机床、水喷射切割机和激光加工设备一直在向着这个方向不断发展。我们的控制系统已经从标准的2D世界进入到全方位3D世界。同时,与机床一起提供的还有内置式智能技术,因此我们能够为客户提供多年的加工技术和生产经验,帮助他们从第一天起就能获得最好的成效。”
Erowa Technology公司的Calin先生指出,为了快速搬运或调试装卡工件,越来越有必要满足托盘化生产的要求。Calin先生解释说:“这一切都是为实现自动化提前做好准备。”
GF AgieCharmilles公司的Ledvon先生称,在模具加工和线切割EDM加工方面,他们已经向前迈出了很大的一步。他解释说:“从模具加工方面来说,采用Gamma技术以后就不需要再在大型模具的表面进行手工抛光作业,这可使电极的磨损降低40%,从而减少了操作成本。热控制机械制造技术的发展使精密度水平大大提高。微型EDM加工又使其向前迈进了一步,允许其使用低规格的小型电极,使电极磨损降到了最低。”
按照Ledvon先生的说法,切削技术已经完全成为一种以应用为导向的技术。因此,机床能够自动地应用特定需要的技术,使其在每一种类型的应用领域中都能够达到其最高的性能。 “CNC技术的突破使编程和实现自动化变得更加容易,帮助模具制造商在无灯光环境中工作,有效地加工单一的零件或多个模具的插件。在某些微型化应用领域,较大型的集成式刀具更换装置可安装160个电极,从而补充提高了这类机床的工作能力。” Ledvon先生说,“在线切割EDM加工领域中,双线切割技术是一个很大的突破,让车间可以用大直径和小直径切割线进行线切削加工,工件只需一次调试装卡。直径小至0.0008in切割线的开发,可用于生产加工极小的零件。实际上,这类切割线可用于自动螺纹加工,提高生产效率。发电机的革新进一步加快了切削速度,提高了产量,降低了生产成本。3D自动调试系统使工件不再需要用手工进行水平和垂直的较准问题。”
在Methods Machine Tools公司和Methods EDM集团,许多公司采用硬态铣削技术来帮助削减模具制造所需的整体时间。 “这种方法迫使模具车间的老板从使用沉模法加工大型模具转移到采用硬态铣削法加工模具。此外,加工这类模具所需的机械,随着技术的转变,与之相关的复杂编程也开始转变。其多样性还包括在车间内所从事的加工类型。现在模具车间正在寻求CNC机床和铣床的帮助,以满足他们的需要。此外,他们也需要EDM这种标准的模具制造技术。”Bond先生解释说,“在生产中,机器人技术一定会起到最大的作用。将自动化解决方案集中到模具制造的各个方面,可以降低劳务费用,加速投资的快速回收。模具制造商如果想要获得在全世界各地销售其模具产品的机会,那么就必须在不增加劳动力的情况下,从机床上争取更多的加工时间。”
未来的挑战
Methods Machine Tools机床公司和Methods EDM Group集团的Bond先生认为,未来这个行业面临的挑战将是合格劳动力的紧缺。Bond先生说:“今天的模具工人已经开始步入老龄化。模具制造业需要新的发展形势和技术,才能吸引更多的年轻人成为模具工人。实现自动化、采用新型机床和先进的CAD/CAM软件不但能够对模具制造业起到巨大的作用,而且有利于吸引下一代年轻的人才参与到这个行业的建设。”
Erowa Technology公司的Calin先生补充说:“目前,有些模具加工车间已经无法生存;然而只有勇于创新和大胆革新的那些加工车间才有最大的可能更好的发展。”
GF AgieCharmilles公司的Ledvon先生根据Calin先生的上述说法,进一步表示:“就目前的形势来看,由于美元贬值,美国的模具制造商占有一定的优势,但这种形势不会一直延续下去。从目前来说,美国暂时还是一个生产‘廉价’优质模具的地方。许多加工车间将在这种形势下,增加资本,扩大新技术的投资,以保证其今后的竞争优势。但原材料的价格将会上升,因此EDM线切割机将会得到更加广泛的应用,因为它生产加工后的剩余材料可以回收再次利用,不会使昂贵的材料变成没有价值的切屑。”
根据Ledvon先生的预测,5轴联动高速铣削加工技术将在模具加工车间中成为一种更为重要和普遍流行的技术,这不但是因为其能够生产电极,而且可以在一次性调试装卡过程中完成整个淬硬模具元件的加工。他强调说:“在所有领先的模具加工车间中,自动化水平将进一步提高,采用一套由机器人连接的多功能技术,完全可以使车间达到每周7天、每天24h的无灯光自动化作业。”
Mitsubishi EDM Systems公司的Langenhorst先生强调:“我们的底线就是必须设计具有更好成本效益的机床,尽最大努力使其能够获得最大的投资回报。自1978年以来,Mitsuibish公司一直在向美国市场提供EDM加工机床。今天,花费145000美元能够买到这种水平的机床,同时又能够在以后得到回报。我们应该尽可能采用各种手段,尽可能快速有效地做好工作,将不同的加工工艺结合在一起,以获得最大的成功。”
首先,采用激光切割机或水喷射切割机进行粗切削加工,然后再用EDM线切割机床进行精加工。大部分的型腔采用硬态铣削加工,然后在EDM机床上加工型腔内的加强筋和小半径圆角。如果有人能够像这些机床那样,将多项加工工艺组合在一起,那么他们不但能够在这个行业中站住脚,而且还能获得更多的利润,并且发展他们的业务。




