GF加工：创新工艺技术助力模具制造企业

GF加工方案凭借其在放电加工、铣削加工、激光加工和自动化方面的专业优势，为精密模具加工领域提供具有竞争力的产品和解决方案。而来自GF加工方案的一些创新的核心技术，更是帮助客户提升工艺水平、提高业内竞争力的制胜法宝。以下梳理一下GF加工方案近年来推出的新技术。

放电加工

◆ 双丝切换功能

GF加工方案独创的自动双丝切换功能（AWC）只在其高端机型中配置。AWC模块开辟了更多灵活性和过程控制的新道路，这是由于它可以使用不同丝径和不同丝材料进行加工。例如：粗加工可以使用包锌丝或者粗丝以提高加工效率，然后自动切换到标准丝径进行精加工以降低运行成本。特别是当工件的加工要求必须在精加工使用细丝（0.1mm或者更细的丝径）时，双丝切换加工对于效率提高特别明显。在粗加工利用粗丝的高速性能优势，而使得精加工切割所用的高价电极丝得到更好的价值体现。

AWC令用户把线切割机床的性能推向之前从未到达的极限。比如需要细丝加工的大厚度工件。可以使用粗丝对大厚度工件进行细丝无法实现的粗加工，再使用细丝进行最后的精加工。例如：80mm高的冲头，需要用0.1mm丝径加工，而粗加工可以采用粗丝加工，切割效率高又保证了所需的尺寸精度（图1）。

GF加工方案独创的自动双丝切换功能（AWC）提升线切割机床的性能。

图1 GF加工方案独创的自动双丝切换功能（AWC）提升线切割机床的性能。

◆穿丝专家系统

GF加工方案2014年推出的数控精密慢走丝线切割机床CUT 2000S/3000S配有穿丝专家系统，使困难条件下的穿丝变得简单（图2）。穿丝专家系统是可伸缩式装置，驱动丝从上导丝器到起始孔的上平面，可根据丝径的不同，通过一个精密的管子，把丝导到下导丝嘴。结果是：从简单的到最复杂条件的穿丝条件下都能穿丝成功。

GF加工方案的穿丝专家系统使困难条件下的穿丝变得简单。

图2 GF加工方案的穿丝专家系统使困难条件下的穿丝变得简单。

穿丝专家的标准配置包含一个喷嘴以提高任何丝径（小于0.3mm直径）在标准条件下（贴近工件上平面）的穿丝可靠性。有两种适用于不同丝径应用的喷嘴可选：一种是细丝（0.05~0.07mm丝径），还有一种专用于0.1~0.15mm丝径。这两种都是贴着工件上平面而不穿过工件穿丝。此外，带针状管子的两种喷嘴（外径分别是0.4mm和0.8mm）可以用于需要穿过工件到下导丝嘴进行穿丝的案子。针状管子的长度是30mm，用于穿丝的丝径最大可到0.25mm。

高精度模具加工。

图3 高精度模具加工。

◆高级在线测量单元

高级在线测量单元IVU系统把微米级加工带到一个新境界并确保加工结果100%的可靠。基于光学的测量系统，直接机床在线可视化测量，通过集成的CCD镜头自动聚焦进行自动测量循环。有了高级IVU模块，您可以确保获得和理论轮廓DXF档文件相一致的最佳的轮廓精度。

高级在线测量功能重新定义了高精度模具加工的工艺控制。首先，无需拆卸工件到机外进行测量，避免了二次装夹带有的定位误差。更为神奇的是，机床可以根据在线测量的结果，自动生成修正程序对局部误差进行修正（图4）。高级在线测量功能也重新定义了高精度零件加工的工艺控制；首先，无需制作复杂夹具进行定位和二次尺寸修正；更重要的是，对复杂零件的定位非常简单和可靠。

可以根据在线测量的结果，自动生成修正程序对局部误差进行修正。

图4 可以根据在线测量的结果，自动生成修正程序对局部误差进行修正。

◆电火花成形加工中的iGAP功能

GF加工方案的FORMx00系列机床配置了最新的iGAP智能放电系统。它的全新工艺包含了新的Oscillator模式和Servo模式，让放电在限制的火花间隙（电极缩小量）中发挥出最大的效率，在达到相同表面质量要求的情况下，大大提高了石墨筋条以及其他标准应用的速度和损耗！即使与AgieCharmilles经典的电火花成形机床FO350Sp相比，电极损耗降低50%，速度提高25%！

◆新一代操作系统AC HMI

随着客户对机床的性能提出更高的要求， GF加工方案调研了全球数百家用户，邀请人机工程学的专家，历经数年研制新一代操作系统AC HMI，其符合操作引导性、最小负载、清晰控制、适用性、一致性、兼容性等要求，广泛用于最新电加工机床上。

新的HMI主要功能按顺序从左到右排列，操作步骤从上到下进行，完全符合人的操作习惯（图5）。并且各个功能以颜色框加以区别，操作者非常容易知道自己处于哪个阶段。图形引导和最大限度在一个页面完成所有动作令操作倍加轻松。自动纠错功能和随时在线帮助功能使得操作更加自信。由于这些特点，该操作系统非常简单易学！仅仅几个步骤，就可以完成从工件设定到开始加工的整个过程。更少的操作时间意味着更多的机床加工时间也同时意味着更多的效益。与此同时，人力培训成本降到最低。

GF加工方案历经数年研制新一代操作系统AC HMI。

图5 GF加工方案历经数年研制新一代操作系统AC HMI。

新系统符合现代工厂的生产管理方式。新的操作系统会在每一个加工完成后，都会发布一个完整的综合报告。它包括所使用程序的名称、日期、设置以及发生的时间、事件等。这个文件可以打印或记录以备管理部门使用，以便进行跟踪、统计或重做相同的部分，具有质量跟踪的可追溯性，同时，也为优化加工流程提供可靠的数据报告。另外，灵活性对现代工厂的车间管理也非常重要，新系统可以根据车间的实际工作需要，安排白班和晚班以及平时和周末不同的工作安排。这对小型的车间和外加工作坊很有帮助。还有，该系统独有的“急件插入”功能，可以非常方便地中断正在加工的工件，插入非常紧急的工作，等到急件完成后，仅需按一下“恢复”键就可以马上开始原先中断的工作。该功能具有很强的实际作用。

GF加工方案新的操作系统却完全兼容原先一些旧的系统。

图6 GF加工方案新的操作系统却完全兼容原先一些旧的系统。

一般新的系统不具有旧的系统的兼容性。但是GF加工方案新的操作系统却完全兼容原先一些旧的系统，这不得不说是新系统重大而现实的创新（图6）。原先的老客户在购买使用新的机床新的系统，充分利用新机床新系统的创新功能，又能使用自己原先数年间积累的成熟的加工程序和加工工艺，从而真正打造自己的“加工升级版”。

铣削加工

◆智能刀具测量

精密模具加工中对机床的加工步距精度要求达到纳米级别，但是测量刀具几何形状时的误差会导致工件精准度失准，那对用户岂不是毫无益处？为了保证采用不同刀具加工的工件表面各段的精确度，精密的刀具测量至关重要。传统激光刀具测量的作用原理中，不同的刀具形状导致不同的激光淹没系数，从而引起Z轴绝对基准的变化。粘附在刀具上的杂质颗粒或油滴也可能导致测量结果与实际刀具轮廓产生偏差。GF加工方案的解决方案截然不同。独一无二的智能型刀具测量系统(ITM)可以在现代图像传感器上显示直径12毫米以下的整个刀具端部（图7）。数字显示的刀具几何形状先由特殊软件进行数字化处理，然后进行测量：ITM首次实现微米范围内Z轴绝对基准的刀具测量。这是一个技术突破，实现了新的高效工作方式。

\独一无二的智能型刀具测量系统(ITM)可以在现代图像传感器上显示直径12毫米以下的整个刀具端部。

图7 独一无二的智能型刀具测量系统(ITM)可以在现代图像传感器上显示直径12毫米以下的整个刀具端部。

◆精密高效的冷却技术

GF加工方案的MIKRON HSM LP Precision系列加工中心将精密铣削带入了崭新的时代。刀具在主轴高速运转的情况下，能够保持高精度以及最小程度的噪音。只有这样才能成就MIKRON HSM LP Precision的表面质量和轮廓精度。由于在所有直线电机驱动的机床上都会产生热损耗，所以精密机床的传动过程必须进行相应冷却。每根线性轴和摆动轴都有自己的冷却循环系统。同时，OptiCool 冷却技术使主轴头冷却系统实现了前所未有的恒温性能。MIKRON HSM LP Precision通过改进的冷却管理系统阻止热量从驱动电机流入床身，这样就保证了几何稳定性，在部件运转中确保了极高的重复精度。

◆智能加工控制模块

如同现代赛车运动一样，当驾驶员启动电子支持功能时，汽车可以达到其性能极限，如果使用了获得专利的电子软件“智能机床”模块——操作人员支持系统(OSS)，高速铣削加工中心MIKRON HSM LP Precision也可达到其性能极限。

根据直观的用户指导，机床操作人员可直接控制所生产工件的单件造价。工作人员可利用时间优先、加工表面质量优先或轮廓绝对精度优先这三个方案，修改控制装置上的驱动和控制参数。这样可根据任务要求迅速可靠地实现生产目标。使用MIKRON  HSM LP Precision机床可保证客户的生产能力，因为它是具有无与伦比主轴动力的高速机床。

激光纹理加工——挑战你想象力的创新绿色工艺

个性化的纹理是汽车内饰、消费电子类产品以及家电产品博取更多拥趸者的一个重要的方面。GF加工方案的5轴激光纹理加工技术使各种创新的纹理设计成为可能（图8）。它令您的想象力成为限制纹理生成的唯一因素，因为只要您能想到的，激光纹理加工就能实现它！

GF加工方案的5轴激光纹理加工技术使各种创新的纹理设计成为可能。

图8 GF加工方案的5轴激光纹理加工技术使各种创新的纹理设计成为可能。

传统上被广泛使用的纹理加工技术是化学蚀刻处理， 而该技术的工艺非常依赖手工工艺，可重复性极低。而且由于工艺难度比较大，化学蚀刻工厂一般只提供标准的纹理供客户选择，产品缺乏个性。而且化学蚀刻技术中使用的原料以及加工废弃物都对环境造成极大污染。GF加工方案的Laser 系列5轴激光加工机床采用激光烧蚀技术，使用灰度色差原理（最多256层）进行表面渲染及程序处理，可细致逼真地还原纹理细节。只需提供设计的纹理图片，它就能实现从想法到最终产品的全数字化工艺过程。

激光纹理加工可以应用在各种材料上，包括石墨、铝、铜、钢、碳、黄铜以及陶瓷。既可以加工模具表面纹理也可以在零件上直接加工。它使得您可以自由发挥关于工件尺寸和纹理形状的三维创造力，使您拥有独立性、个性、专有技术和创新精神。尤为重要的是，激光烧蚀技术没有刀具损耗，没有加工废弃物，实现了真正的绿色工艺。一起来看看激光加工的绿色特点：

1、使用激光技术，可以一直享有锋利的刀具——它不会磨损、断裂，也不需要校正。并可以获得两年的质保和100,000小时的平均无故障工作时间。

2、由于是数控机床，激光技术具有高复制性。与采用人工蚀刻工艺的传统表面处理技术相比，这种工艺对消费类模具生产非常重要。由于可复制性，可以生产并使得表面纹理图案享有专利。

3、由于没有与工件的物理接触，激光具有安静、免震动和低磨损等特性。

4、化学蚀刻只能加工三至五个层次，而激光加工技术可以加工30至50个层次的纹理图案，相比化学蚀刻技术，激光技术能制造出更多层次和更好更精细的表面质量。

5、与产生高污染废弃物的传统化学蚀刻技术相比，激光加工纹理图案和雕刻时只会产生一些能被真空吸尘器吸走的金属粉末，不会制造出液体、泥浆或碎屑等废弃物。

自动化

近年来，中国制造业长久以来依靠的劳动力优势正在逐步消失。廉价的劳动力大军曾是中国制造业发展的主动力，如今已不如往昔那么庞大和廉价。2011年中国民营企业的城镇劳动力成本经通胀调整后增长12.3%，与此同时，企业还面临不断恶化的用工短缺问题。因此，对于大规模制造生产，提高生产力的出路只有依靠技术提升、引进自动化、智能化技术。而且对于想在全球竞争的企业而言，产品质量必须达到一定的标准才能得到国际市场的认可，而自动化是提高产品质量的必需途径。

GF阿奇夏米尔在放电加工、铣削加工和激光加工三个核心技术中积累的深厚专业知识和公司以客户为中心的理念，使得我们在提供自动化解决方案、支持不同的加工流程等方面具有得天独厚的优势。GF加工方案提供从集成的工件自动化装置到标准的或定制的加工单元的全面自动化解决方案，使客户能够对资源和流程进行全面控制，在过程中的每一个环节都能从我们的解决方案中获得最大的利益。

GF阿奇夏米尔自动化服务最突出的优势在于，能够为客户提供真正的一站式解决方案，从加工设备的选配/整合、自动化方案的制定，到自动化软件的应用，能够满足客户在实施自动化方案各个环节所需要的所有支持。而同质化的产品和一站式的采购使客户无需在自动化系统的兼容性方面有任何的担心，同时SIGMA所提供的用于加工工作准备及生产单元控制及监控的软件模块能够使各个加工工序稳定可靠地运行！

结束语

在目前的模具加工领域，能够提供完整解决方案的厂家并不多。由于模具加工小批量、柔性化的要求，让整体解决方案在之前的市场上并没有得到更多的重视。但随着模具企业量产的增加和对专业性要求的提高，整体解决方案为大势所趋。而在市场上，能将高速铣削、精密电火花加工、激光表面纹理加工和自动化方案四者融合在一起的企业，目前只有GF加工方案。GF加工方案将持续关注中高端模具的新工艺技术开发，为更多的模具制造企业提供更专业的整体解决方案。

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