И. Производни процеси уклањања материјала
Производни процеси уклањања материјала укључују уклањање вишка материјала са радног комада на специфичан начин како би се добио део жељеног облика и димензија. Ови процеси захтевају да радни предмет има довољно вишка материјала на својој површини. Током процеса уклањања материјала, радни предмет се постепено приближава облику и величини идеалног дела. Што је већа разлика у облику и величини између сировог материјала или бланка и готовог дела, то се више материјала уклања, што резултира већим губитком материјала и већом потрошњом енергије током процеса обраде. Понекад количина изгубљеног материјала чак премашује запремину самог дела.
Иако процеси уклањања материјала имају ниске стопе коришћења материјала, они остају примарно средство за побољшање квалитета делова и такође поседују снажну прилагодљивост обраде, што их чини широко примењеним у механичкој производњи. Комбиновање процеса уклањања материјала са процесима формирања материјала може значајно смањити потрошњу сировина. Са развојем технологија за производњу скоро{2}}мрежног- облика (прецизно ливење, прецизно ковање, итд.), коришћење материјала се може додатно побољшати. Када су количине производње мале, коришћење само процеса уклањања материјала је такође економски разумно за смањење улагања у процесе формирања материјала.
Процеси уклањања материјала имају много облика, укључујући традиционално сечење и специјалну машинску обраду.
Сечење је процес који користи алате за сечење метала на машинама за уклањање вишка метала са радног предмета (празног), тако да облик, величина и квалитет површине радног комада испуњавају захтеве дизајна. Током процеса резања, алат и радни предмет се монтирају на машину која их покреће да изврше одређено релативно кретање. Током релативног кретања између алата и радног предмета, вишак метала се уклања, формирајући обрађену површину радног предмета. Уобичајене методе сечења метала укључују стругање, глодање, рендисање, провлачење и брушење. Сечење метала укључује појаве као што су сила, топлота, деформација, вибрације и хабање. Ове појаве утичу на процес обраде и квалитет. Због тога је кључно правилно одабрати метод обраде, алатну машину, алат, прибор и параметре резања како би се побољшао квалитет и ефикасност обраде.
Специјална обрада се односи на методе обраде које користе електричну енергију, енергију светлости итд., за уклањање материјала са радног комада. То укључује машинску обраду са електричним пражњењем, електрохемијску обраду и ласерску обраду. Машинска обрада са електричним пражњењем (ЕДМ) користи феномен пулсног пражњења између електроде алата и електроде радног предмета да еродира материјал радног предмета и постигне жељену машинску обраду. Током обраде постоји одређени размак између електроде радног предмета и електроде алата и оне не долазе у директан контакт. Не постоје силе укључене у процес обраде, што омогућава машинску обраду било ког проводног материјала без обзира на његова механичка својства. Његова главна предност је способност обраде сложених унутрашњих контура, претварајући потешкоће обраде унутрашњих контура у машинску обраду спољашњих контура, што га чини посебно корисним у производњи калупа. Због ниске стопе уклањања метала ЕДМ-а, углавном се не користи за обликовање производа. Ласерска обрада и обрада јонским снопом се често користе за микро- обраду.
Са напретком науке и технологије, у области ваздухопловства и рачунара, неки делови захтевају изузетно високу тачност обраде и храпавост површине, што захтева прецизност и ултра{0}}прецизну обраду. Прецизна и ултра{2}}прецизна обрада може да постигне тачност димензија до нивоа испод-микрона или чак нанометара. Ове методе обраде обухватају ултра{5}}прецизно стругање и ултра{6}}прецизно брушење.
ИИ. Процеси производње формирања материјала
Производни процеси формирања материјала користе калупе за обликовање сировина у делове или празнине. Током процеса формирања материјала мењају се облик, величина, микроструктура, па чак и стање везивања сировина. Пошто тачност формирања генерално није висока, процеси производње материјала за обликовање често се користе за производњу празних делова. Такође се могу користити за производњу делова са сложеним облицима, али не баш високим захтевима за прецизношћу. Процеси формирања материјала имају високу производну ефикасност. Обично коришћени процеси обликовања укључују ливење, ковање и металургију праха.
(И) Цастинг
Ливење је процесна метода уливања течног метала у шупљину калупа која одговара облику и величини дела, и добијање бланка или дела након хлађења и очвршћавања. Основни процес укључује обликовање, топљење, изливање и чишћење. Због капацитета пуњења, скупљања и других фактора током ливења легуре, одливци могу имати неуједначену микроструктуру, шупљине скупљања, термички стрес и деформацију, што резултира ниском прецизношћу, квалитетом површине и механичким својствима. Ипак, због своје снажне прилагодљивости и ниске цене производње, ливење се и даље широко користи. Празнине сложених облика, посебно делови са сложеним унутрашњим шупљинама, често се израђују ливењем. Тренутно, најчешће коришћене методе ливења у производњи укључују обично ливење у песак, ливење у инвестицију, ливење у калупе, ливење под притиском и центрифугално ливење. Међу њима, обично ливење у песак се широко користи.
(ИИ) Ковање и пресовање
Ковање и штанцање лима заједнички се називају ковање и пресовање. Ковање је процес примене спољне силе на загрејани метал помоћу опреме за ковање да би се изазвала пластична деформација, формирајући део празног дела одређеног облика, величине и организационих својстава. Ковани бланкови имају густу и уједначену унутрашњу структуру. Линије протока метала су рационално распоређене, побољшавајући чврстоћу дела. Стога се ковање често користи за производњу празних делова за делове који захтевају висока укупна механичка својства.
Ковање се може поделити на слободно ковање, ковање у калупима и отворено{0}}ковање.
Слободно ковање укључује постављање метала између горње и доње калупе за пластичну деформацију, користећи слободан проток метала. Ефикасност је мала, а тачност ниска. Обично се користи за производњу малих серија једноставних-окованих облика.
Ковање помоћу калупа укључује деформисање метала у шупљини калупа за ковање. Пластични ток метала је ограничен шупљином матрице, што резултира високом ефикасношћу формирања и високом прецизношћу, са рационалнијом дистрибуцијом линија протока метала. Међутим, због високих трошкова производње калупа, обично се користи за масовну производњу. У поређењу са слободним ковањем, ковање помоћу калупа захтева већу силу ковања и не може се користити за ковање великих делова.
Отворено{0}}ковање користи матрице на бесплатној опреми за ковање за ковање метала. Отворене калупе су једноставне за производњу, ниске цене и лако се формирају, али тачност обликовања није висока. Често се користи за производњу малих отковака који не захтевају високу прецизност.
Штанцање лима користи калупе за штанцање на машини за пресовање за штанцање лима у различите облике и величине. Обрада штанцањем има изузетно високу продуктивност и високу тачност обраде. Његови облици обраде обухватају брушење, савијање, дубоко извлачење и обликовање. Бланширање се користи за штанцање лима у различите планарне делове. Савијање, дубоко извлачење и други процеси обликовања се користе за штанцање лима у различите тродимензионалне-делове. Штанцање лима се широко користи у електричним производима, лаким индустријским производима и производњи аутомобила.
(ИИИ) Металургија праха
Металургија праха је производни процес који користи металне прахове или мешавине металних и неметалних прахова као сировине. Кроз процесе као што су обликовање и синтеровање, производи одређене металне производе или материјале. Може се користити за производњу специјалних металних материјала и металних делова уз минималну или никакву машинску обраду. Металургија праха се може похвалити стопом искоришћења материјала до 95%, што значајно смањује трошкове обраде и производне трошкове, чиме добија све ширу примену у машинској производњи. Међутим, због високе цене сировина у праху који се користе у металургији праха, лоше флуидности праха током формирања и одређених ограничења облика и величине делова, делови металургије праха садрже одређену количину ситних пора изнутра. Њихова чврстоћа је приближно 20% до 30% мања од оне код одливака или отковака, а њихова пластичност и жилавост су такође инфериорне.
Ток процеса производње металургије праха укључује припрему праха, мешање, пресовање и обликовање, синтеровање и обликовање. Процес припреме и мешања праха обично завршава добављач праха.
ИИИ. Процеси адитивне производње
Процеси адитивне производње обухватају постепено стварање делова акумулацијом материјала у слојевима-по-начин. Током процеса производње, тродимензионални подаци о чврстом моделу дела се обрађују од стране рачунара да би се контролисао процес акумулације материјала и формирао жељени део. Предност овог типа процеса је у томе што елиминише потребу за алатима, прибором и другим припремним активностима производње, омогућавајући формирање делова произвољно сложених облика.
Произведени прототипови могу се користити за процену дизајна, лицитирање или приказ узорака. Стога је овај процес познат и као технологија брзе израде прототипа. Технологија брзе израде прототипа се користи у производњи прототипова производа, производњи калупа и производњи малих количина делова, постајући ефикасна технологија за убрзање развоја нових производа и омогућавање истовременог инжењеринга. Ово омогућава компанијама да брзо реагују на тржиште и побољшају своју конкурентност.
