Современные технологии металлообработки

Главная
/
Блог
/
Современные технологии металлообработки

Традиционное кузнечное ремесло, высокотехнологичная резка лазерным лучом, создание микроскопических деталей — это лишь часть огромного перечня видов металлообработки. От примитивных технологий до сверхточных операций: мастера создают детали для всех видов современной промышленности, транспорта, медицинского оборудования и строительства.

Широко используется химический метод и воздействие электротоком высокой интенсивности. Существует множество других, менее распространённых способов обработки металла — например, криогенная резка способна справиться с самыми прочными металлами и толстостенными заготовками. Эта операция выполняется при помощи струи жидкого азота под высоким давлением. Газовая резка ЧПУ обеспечивает высочайшую точность, и при этом работу профессионал может выполнять на высокой скорости.

06

Её задачи более узкие: создавать конусообразные и цилиндрические детали для строительства и машиностроения.

Вальцовка

04

05

Пожалуй, этот способ не выглядит самым инновационным. Но без него не обойтись ни в автомобильной промышленности, ни при изготовлении металлической мебели. ни в десятках других отраслей.

Этот способ соединения металлических элементов изобретён человечеством столетия назад, хотя и применялся в примитивном виде. Сейчас количество методов сварки и разнообразие оборудования позволяет выполнять любые задачи — от монтажа толстостенных труб до подготовки к запуску космического корабля. Для создания надёжного шва на нержавейке и алюминии применяется аргоновая сварка.

Гибка металла

Сварка

03

Термическая обработка

Лазерная резка

При которой под воздействием высокой температуры меняются характеристики заготовки из металла.

Луч не просто повышает температуру металла, происходит его расплавление и испарение.

02

01

Плазменная резка

Плазменная резка на высокой скорости и с максимальной точностью позволяет обработать толстые листы стали, резать алюминий эффективно и строго по заданным параметрам.

Какие существуют новые и старые технологии:

К услугам металлообработки относится и порошковая покраска. В отличие от жидких лакокрасочных материалов, она обеспечивает максимальную защиту от коррозии, длительный срок эксплуатации и эстетичный вид деталей. Используются и такие способы обработки поверхности металла, как хромирование и никелирование.

Алюминий и титан именно благодаря 3D-печати стали незаменимыми материалами в аэрокосмической промышленности. Принтеры самых последних моделей освоили работы одновременно с несколькими материалами. Интересно, что и старые, проверенные временем технологии, интегрировались в этот процесс. На многих производствах, особенно когда речь идёт о крупногабаритных изделиях, напечатанные на принтере детали проходят финишную обработку традиционным способом — механическая чистка и шлифовка поверхности.

Но помимо финансовой экономии от современных технологий требуется и максимальная экологическая безопасность. Учитывается сокращение энергопотребления новыми станками и автоматизированными линиями.

Одно из основных достижений зелёных технологий — это биоразлагаемые смазочно-охлаждающие жидкости. При этом часть процессов удалось перевести на сухой алгоритм, при котором СОЖ вообще не требуются — например, при высокоскоростном фрезеровании алюминия.

Можно выделить в отдельную категорию методы механической обработки:

токарные работы — обточку выполняют с помощью резца, материал которого должен быть твёрже, чем обрабатываемый металл;
фрезерование — включает очень широкий перечень работ;
строгание — метод используется для изготовления детали с продольным пазом;
шлифование — это подготовка поверхности к дальнейшей обработке и нанесению покрытия;
сверление — оно может быть сквозным и глухим, создаются отверстия различного диаметра.

Сочетание аддитивных технологий и последующего фрезерования позволяет изготовить детали с высочайшей точностью, максимальной повторяемостью, а итоговый прайс получается вполне демократичным. Причина бюджетной цены:

высокая скорость работы;
минимизация брака благодаря отсутствию ошибок — исключён человеческий фактор;
почти нулевое количество отходов — они возникают в процессе производства, но сразу же направляются в дальнейшую обработку.

титан;

алюминий;

В последние годы широко применяется литьё, развиваются аддитивные технологии, 3D-печать — это возможность создавать детали самой сложной конфигурации. При этом обеспечена абсолютная повторяемость, независимо от количества экземпляров. Впрочем, есть и отличие — литьё можно назвать наследником самых древних способов, ещё в глубокой древности в формы разливался раскалённый металл. Сейчас этот процесс быстр, безопасен и обеспечивает высокое качество изделий. Но принцип остался прежним.

Расширяется использование новых смазок на водной основе — практически не представляющих угрозы для окружающей среды и при этом беспроблемных в утилизации.

К сожалению, ещё недостаточно развито и новое «зелёное» направление — рекуперация выделяемой в процессе работы энергии. Пример: тепло, которое образуется при охлаждении станка, рекуперативные системы способны направить на обогрев помещений. Экономится электроэнергия, одновременно снижается экологическая нагрузка и затраты предприятия на отопление.

А вот 3D-принтеры — изобретение новое, и при этом оно совершенствуется невероятно быстрыми темпами. Компактные модели справляются с печатью деталей из широкого ассортимента материалов:

нержавеющая сталь.

никелевые сплавы;

Всё чаще на смену обычным станкам приходят роботы — они выполняют разнообразные операции, включая шлифовку и резку, полировку и финишную обработку детали. Последнее поколение такой техники — коботы.

Расширяется и список обрабатываемых металлов. Если традиционно это были алюминий, медь и сталь нескольких сортов, то теперь обработка стала возможна и для «сложных» материалов:

Их отличие от предшественников: они могут работать «в команде» с человеком. Скорость работы возрастает, точность и повторяемость максимальны, а взаимодействие с ними абсолютно безопасно для операторов: предусмотрена мгновенная остановка кобота при малейшем контакте с человеком.

Только начинает свою «карьеру» такой способ металлообработки, как волоконный лазер. Он компактнее обычного лазера, но при этом значительно эффективнее. Используется для высокоточной резки и сварки металлов. При этом устойчив к сильной вибрации и высокой температуре.

Аморфные материалы используются реже остальных, причина — высокая их стоимость. Но при этом чрезвычайно длительный срок эксплуатации, максимальная устойчивость не только к износу, но и к коррозии в итоге делают их более выгодными, чем другие металлы. Из металлического стекла возможно создавать высокоточные изделия, характеристики которых не снижаются и в сложных условиях работы.

Композиты

Их основа — углеродное волокно. Лёгкие, прочные детали из этого материала обеспечивают стабильную работу в условиях экстремальных температур. Используются в ракето-, автомобиле-, авиастроении.

Металлические стёкла

Инновационные аморфные металлы, обладающие твёрдостью и прочностью, но при этом очень лёгкие. Также задействованы в космической промышленности и самолётостроении.

Титан и его сплавы

Основные достоинства — коррозионная стойкость, большая прочность и одновременно минимальный вес. А сфера применения огромна — от космических ракет до медицинских имплантов.