在全球經濟高速發(fā)展的今天，對于航空制造業(yè)、汽車制造業(yè)以及其它眾多工業(yè)領域來說，擁有最先進的技術便擁有了話語權?？焖佟⒈憬?、安全、環(huán)保以及舒適的背后是對核心產品技術高效、精密、低成本更高的要求。正如，為滿足高速低油耗的市場需求，那些組成飛機和汽車發(fā)動機的各零部件，不僅要選擇具備高承受能力的特殊材料，其形狀構造也越來越復雜，這就對生產這些零部件的加工工藝提出了要求。埃馬克領先于世界的電化學加工（ECM）技術不僅可完全替代切削技術，還可彌補傳統工藝中的一系列不足，高效、精密的同時，更為用戶節(jié)約大量成本，成為航空和汽車發(fā)動機生產創(chuàng)新過程中不可或缺的一部分。
埃馬克 ECM 技術讓生產更趨完美
所謂電化學加工是一種以電解原理為基礎的加工技術。 加工時，刀具作為陰極和直流電源的負極連接，工件則作為陽極和電源正極相連。 在電解液中陰極和工件之間發(fā)生電荷交換，陽極工件被溶解，這樣不用接觸工件便可對其進行定點加工，精密制造出工件的不同輪廓，如環(huán)形通道、直槽和環(huán)形槽等。 被電解的工件材料在電解液中沉淀形成金屬氫氧化物。 電化學加工不受工件金屬組織結構的影響，不論是軟金屬材料還是熱后的硬金屬材料都能很好地被去除 （電解）。 采用電化學方法加工時，工件不需承受熱負荷，也不會產生機械應力。
同時， 埃馬克旗下的 ECM 電化學金屬加工有限公司進一步對該技術進行改進和優(yōu)化，研發(fā)出更為精密可靠的精密電解加工技術（PECM）（“P”代表“精密”）。埃馬克機床（太倉）有限公司總經理張明博士介紹說：“埃馬克在電解加工的基礎上獨立研發(fā)的精密電解加工技術（PECM），不僅可以滿足越來越小的零件加工需求，而且其加工精度也更高，同時也使產品表面光潔度更趨完美。”PECM技術的關鍵在于如何減少電解液流過的工件和刀具 （陰極） 的加工間隙以及如何提高電解液的充分交換。為了在非常小的加工間隙下保證刀具運動時電流的暢通，埃馬克采用了可自由設置的脈沖電流，通過疊加的電極的機械振蕩以盡量提高電解質的交換率和再生率，從而有效保證了電解過程的高效和高精密度。
高精、高效、高質和低成本
“埃馬克ECM和PECM技術可以使我們生產出最精致和復雜的零部件，而且無須再進行去毛刺或拋光處理。”張明博士介紹說。ECM技術的優(yōu)勢在于可以在非接觸式、不受熱效應影響的情況下進行加工，且加工過程柔和，不會對工件產生具有負面影響的機械作用力和熱應力，不會改變工件表面的組織結構，也不會影響材料的原始特性。而且采用 ECM 和 PECM 技術對加工的工具（電極）理論上沒有磨損，重復定位精度非常高，表面光潔度達到最佳（可達 Ra 0.05μm），不會形成毛刺。
和傳統的加工工藝相比，ECM加工技術更經濟高效。采用傳統的加工工藝，其加工部件都需要進行二次去毛刺的過程(機械法或高壓水清洗法)，無形中增加了時間和運營成本，而ECM技術則無須后續(xù)加工，從而極大地降低了生產成本。同時，ECM技術加工過程中，夾具可同時夾緊幾個工件并列加工，節(jié)拍時間更可根據產能需求隨時設計，且工件材料的硬度對進刀速率不產生任何影響，其最短節(jié)拍時間可以根據客戶需求量身訂制，讓生產更便捷高效。
飛機發(fā)動機“整體葉盤”加工示例
整體葉盤是先進航空發(fā)動機設計中一種典型的整體結構部件，其材料多選用先進的復合高溫鎳基合金材料，傳統的加工工藝很難應對這種葉型復雜、精度高、受切削力后變形大的零部件。因此，尋找更優(yōu)質、高效、高精以及低成本的加工方式成為各國航空制造企業(yè)的目標。ECM加工技術作為實現高溫合金整體葉盤加工的重要途徑，現已成為各主要航空發(fā)動機公司極力研發(fā)的重點技術。埃馬克電化學加工機床有限公司憑借其在該領域內的多項專利技術，成為世界上首家為航空發(fā)動機提供ECM電解機床加工整體葉盤的歐洲設備廠商。
整體葉盤進行全套加工時，一般分兩步：第一步用電解法（ECM ）進行多軸同動粗套料加工，第二步用精密成型電解法（PECM）進行多軸同動精加工。埃馬克獨有的模塊化機床設計可完全根據用戶的具體情況和需求提供獨立或全套的機床設備，為用戶進行最佳匹配的電解加工解決方案，幫助用戶實現利益最大化。正如，埃馬克最新開發(fā)的PO 900 BF多軸聯動高頻窄脈沖精密電解加工中心及全套交鑰匙解決方案——從整體葉盤毛坯的初成型葉片套料加工（大量去除材料，初步實現葉片扭曲角度以及葉片輪廓成型套料毛坯）直到最終葉片型面成型完整的工藝鏈交鑰匙解決方案。其最終葉片型面輪廓精度≤0,06mm，高溫合金材料表面光潔度Ra ≤0, 2 μm。
汽車發(fā)動機“渦輪增壓器”加工示例
渦輪增壓器作為汽車提高發(fā)動機功率和減少廢氣排放的重要部件，不僅滿足了環(huán)保的要求，而且還能更好地滿足用戶需求，保證足夠的駕駛樂趣。現在國內越來越多的汽車配備有渦輪增壓器，而且隨著市場的需求，渦輪增壓器體積變的越來越小、轉速卻越來越高、空氣壓比也更優(yōu)。為此，其零部件多會采用高強度的鎳鉻合金材料制成，傳統的切削工藝已無法完成渦輪增壓器核心部件，如渦輪和渦輪葉片的高效批量生產，而埃馬克的ECM和PECM加工技術卻可以輕松勝任。
即使尺寸再小的渦輪增壓器零部件，埃馬克專家都完全可以提供一整套ECM生產解決方案，而不受尺寸限制。相關的電脈沖與機械振動復合加工技術和專利電源技術正是為實現這一目標而研發(fā)出來的，通過埃馬克的模塊化數控多軸聯動電解加工機床以及先進的ECM工藝技術，用戶可以在極短的加工周期內高效、精準的完成各種難加工的體積小且結構復雜的零部件。如，埃馬克PT 400多軸聯動電解機床設備可完全取代銑削及電火花加工工藝，且無毛刺，國內高溫合金材料表面光潔度可高達Ra 0.3µm（依材料而言），為汽車制造行業(yè)的快速發(fā)展奠定了技術基礎。
模塊化設計 滿足未來發(fā)展
ECM加工技術配合埃馬克的模塊化概念來配置每臺機床，不僅可以單獨進行特定的生產任務，而且還可在進行批量或復雜的加工生產時，根據客戶需求將每臺機床進行互聯，達到高度集成化的生產加工要求?？梢哉f，先進的ECM技術結合靈活的模塊化設計以及配合埃馬克獨有的各類技術創(chuàng)新，如高級礦物機床底座、智能軟硬件接口以及簡單自動化解決方案等，不僅解決了生產復雜零部件這一大難題，更讓用戶真正體驗到什么是完美高效的生產模式。
如今，中國航空制造業(yè)、汽車制造業(yè)以及其它工業(yè)領域的發(fā)展可謂突飛猛進，產品質量也在逐漸和國際接軌，而且更多的企業(yè)開始進行獨立自主研發(fā)和生產。“埃馬克先進的ECM/PECM技術和模塊化設備，可以為用戶提供量身定制全套的ECM/ PECM 交鑰匙解決方案，可實現復雜工件的量產化，完美的表面光潔度、極低的工具磨損率以及高效低成本的加工。”張明博士表示，“埃馬克先進的ECM/PECM加工技術極大地迎合了中國制造業(yè)市場發(fā)展的需求，為其達到世界水平提供了重要的技術理論和加工設備。”
圖1：埃馬克 PO 900 BF 型號機床正在進行整體葉盤加工。
圖2：埃馬克 PO 900 BF 加工區(qū)，采用精密電化學加工（PECM）技術進行整體葉盤的加工。
圖3：適用于高難度二維和三維結構工件的模塊化、可擴展加工概念的 PECM 數控精密電解加工機床。
圖4：噴射噴嘴加工過程中 PT 400 的加工區(qū)域，30個工件同時加工。
