Egy vitatott, ám sokoldalú technológia
Gyakorlatilag bármilyen vezetőképes anyag megmunkálható vele, jó méretpontosság és felületi érdesség érhető el, és az anyagban maradó feszültségre sem kell számítanunk: a szikraforgácsolás talán túl jó technológiának hangzik ahhoz, hogy igaz legyen, és valóban, mint minden megmunkálási eljárásnak, ennek is vannak hátrányai. Mégis, számos feladatban a lehető legjobb technológiai választás. A Gravitás 2000 Kft. szakembereivel a szikraforgácsolás alkalmazásáról, előnyeiről, hátrányairól és korlátairól beszélgettünk. 

A szikraforgácsolással kapcsolatban megoszlanak a vélemények az iparban: míg egyes ágazatokban nélkülözhetetlen, más területeken egyéb eljárásokkal helyettesítik. Kevesen értenek hozzá, nemcsak hazánkban, hanem világszerte, a speciális területeken mégis ígéretesnek számít. Markos Sándorral, Tavali Zsolttal és Glück Antallal, a Gravitás 2000 Kft. szakembereivel a tapasztalataikról és a technológiában rejlő lehetőségekről is beszélgettünk.

Potenciális technológia rengeteg lehetőséggel

„A világban számos kutatás foglalkozik azzal, hogyan lehetne a szikraforgácsolást hatékonyabbá tenni. Emellett fontos téma az is, hogy a nem vezető anyagok szikraforgácsolását meg lehet-e oldani, mivel ez további alkalmazási területeket nyithat meg” – kezdi Markos Sándor, aki nemcsak a Gravitás 2000 Kft.-nél foglalkozik szikraforgácsolással, hanem a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gyártástudomány és -technológia Tanszékének címzetes egyetemi docenseként és meghívott óraadójaként is. A szikraforgácsoló gépek gyártásának központja a Távol-Kelet: Japánban, Dél-Koreában és Kínában is gyártanak szikraforgácsolókat, de egyelőre a legkedveltebb berendezéseket Japánból importálják világszerte. A kutatások már nem ennyire fókuszáltak, az Egyesült Államokban, Indiában és Koreában is több csoport dolgozik a technológia fejlesztésén.

Tapasztalat teszi a mestert

A szikraforgácsolással kapcsolatban az egyik legnagyobb – hazánkban igen akut – probléma, hogy sem közép-, sem felsőfokon nincs specifikus szikraforgácsoló-képzés. Így a legtöbb szakember a gyakorlatban tudja csak elsajátítani a technológiaspecifikus ismereteket. „Egy tiszta és szép technológiának tartom a huzalozást, de korábban én sem tanultam róla, csak itt, a gyakorlatban” – foglalja össze Glück Antal. Mindaz pedig, amit a mindennapi rutin során kellett elsajátítania, magában foglalja a szikraforgácsolással kapcsolatos leggyakoribb teendőket, így a megfelelő technológiai paraméterek kiválasztását, az öblítési beállításokat, a tisztítási és karbantartási feladatok ellátását, valamint a modellek és rajzok megfelelő értelmezését, használatát. „Ahhoz, hogy mindent értsünk, legalább három-négy év aktív használatra van szükség” – emeli ki. Tavali Zsolt hozzáteszi emellett, hogy „a gyártók által kiadott katalógusok sokkal kevesebb támpontot adnak, mint a maráshoz vagy az esztergáláshoz. Sokszor csak a tapasztalat útján tudjuk meghatározni a beállításokat, amelyek a géptől, az anyagtól és a huzal típusától is függenek, és számos körülmény befolyásolhatja még őket.” Markos Sándor kiemeli továbbá, hogy a kúpos vágásokkal kapcsolatban még nehezebb dolguk van a gépkezelőknek és a technológusoknak.

A szikraforgácsolás tényleg nem varázslat
A szikraforgácsolás olyan technológia, amely az anyagleválasztást a munkadarabra ható erőkifejtés nélkül végzi. Mindez a vezetőhuzal és a munkadarab között létrejött potenciálkülönbség segítségével történik, így gyakorlatilag bármilyen vezetőképes anyag megmunkálható. Ez pedig amennyire nagy szabadságot jelent, ugyanakkora korlátot is: egyelőre a nem vezető anyagok, így például a kerámiák megmunkálása sem lehetséges az eljárással. Azonban ez nem jelenti azt, hogy erre nem is lesz lehetőség a jövőben: „Hosszabb impulzusokkal vezetővé tehető a munkadarab külső anyagrétege, így megtörténhet az anyagleválasztás kerámiákban is. Ez egyelőre egy kísérleti eljárás, de ha sikerül megvalósítani, az a technológia jövőjét jelentheti” – jegyzi meg Markos Sándor. A szikraforgácsolás egyik legnagyobb előnye a változatos geometriák létrehozása mellett, hogy az anyag keménysége nem befolyásolja a megmunkálás lehetőségét. „Mindegy, hogy egy edzett acéldarabot vagy egy kisebb keménységű alkatrészt kell megmunkálni, az eljárással ugyanúgy kialakítható az alkatrész” – foglalja össze Glück Antal. A technológiával kapcsolatban a legnagyobb hátrányt a költsége és a sebessége jelenti, egyelőre drága és lassú eljárásként definiálják, azonban a legpontosabb méretkövetelményeknek, a felületi minőséggel kapcsolatos elvárásoknak csak így tudnak megfelelni a gyártók, illetve bizonyos felületelemek is csak így (vagy esetleg 3D-nyomtatással) alakíthatók ki.

Fenntartás és karbantartás

Tavali Zsolt és Glück Antal szerint a gépkezelés számos rendszeres karbantartási feladatot magában foglal, így a víztartály ellenőrzését és feltöltését vagy a gyantacserét is. (Utóbbi felelős a vízbe jutott levált, volfrámmegmunkálás esetén mikronos méretű fémszemcsék szűréséért.) „Az adalékolást nem nevezném karbantartási feladatnak, ráadásul nem is tartom kifejezetten rendszeresnek, a volfrámmegmunkálás esetén különösen körültekintőnek kell lennünk ezzel. A legtöbb adalékanyag hatása nem érvényesül olyan mértékben, mint amekkora költséget jelent” – véli Glück Antal, kiegészítve azzal, hogy a legnehezebb kezelői feladat a huzalbefűzés. A kezelők végzik továbbá a gépek beállítását és a technologizálás egy részét is. „A volfrámmegmunkálás miatt sokkal gyakrabban van szükség egy-egy alkatrész cseréjére, így erre kiemelt figyelmet kell fordítanunk. A leváló apró, mikronos szemcsék gyorsan vezetővé tehetik a vizet, és lerakódásokat okoznak a gépben, amelyek aztán idő előtti tönkremenetelhez vezetnek” – foglalja össze Tavali Zsolt. Ugyanakkor a gépeken az ütközés valószínűsége elenyésző. „A lineármotoros rendszer előnye, hogy programfutás közben lehetetlen összetörni a gépet, mivel az a legkisebb ellenállás esetén letilt. Azonban gyorsjáratban, programon kívül már nem ugyanaz a helyzet, úgyhogy mindenképpen figyelni kell a működést” – egészíti ki. A fenntartás és a karbantartás nem jelent extra terhet a szakemberek szerint,
tapasztalataik alapján 90 százalékos kihasználással üzemeltethetik a gépeket jelenleg. „A legtöbb karbantartást érdemes akkor elvégezni, amikor eleve állnak a gépek, 1000- 1500 óra üzem után már szükség lehet egyes alkatrészek cseréjére és komolyabb tisztításra is, mert csak így lehet megóvni őket az idő előtti elhasználódástól” – egészíti ki Glück Antal. A stratégia sikerességét pedig mi sem bizonyítja jobban, mint a Gravitásnál megtalálható, 24 gépből álló Sodick-géppark jelenlegi állapota, amely lehetővé teszi az akár folyamatos üzemben történő volfrámmegmunkálást.

Megbízható szerszámgépek a szerszámgyártás számára
A Sodick szikraforgácsolók Magyarországon és világszerte is kedvelt szerszámgépek a szerszám- és öntőformagyártó vállalatok körében. Hazánkban az IC Hungary Kft. forgalmazza őket. Dankó Márkkal, a cég műszaki vezetőjével a keresletről, a technológia lehetőségeiről, illetve az alkalmazás ideális feltételeiről beszéltünk. „A magyarországi kereslet változó, és a globális hatások is jelentősen befolyásolják. Nálunk elsősorban a szerszámgyártók vásárolnak szikraforgácsoló gépeket. Az elektromosautó-gyártás alkatrészeinek előállítása sok esetben pontosabb méreteket vagy kisebb mérettűréseket vár el – ez élénkítheti majd a technológia iránti igényt, ahogy a precíziós megmunkálásokban, a kisebb felületelemek kialakításában is megkerülhetetlen az eljárás” – foglalja össze Dankó Márk, majd hozzáteszi: „Ahhoz, hogy minél több területen hatékonyan alkalmazható legyen a technológia, új megoldásokkal és egy, a megmunkálás sebességét növelni hivatott szabadalommal is készül a gyártó.” Az újdonságok sorában a képzés támogatásával kapcsolatos tervek is helyet kapnak, mivel nemcsak hazánkban, hanem Európában sem igen akad kimondottan szikraforgácsoló-képzés. „Pedig a hatékonysághoz nem elég egy jó gép és a megfelelő környezet. A felhasználás módja, a karbantartás, a rendszeres tisztítások is nélkülözhetetlenek, ehhez pedig képzett szakemberekre is szükség van” – összegzi a forgalmazó műszaki vezetője.

Amikor egyértelműen a szikraforgácsolás a befutó

Nehéz lenne pontosan definiálni, hogy milyen feladatokra és milyen paraméterekkel kell szikraforgácsolást használni, a szakemberek azonban megfogalmaztak néhány szempontot, amelyet érdemes figyelembe venni. Tavali Zsolt szerint az egyedi gyártásban, illetve a kisebb sorozatoknál még a lassabb működés vagy kisebb sebesség ellenére is megnyerő a szikraforgácsolás. „Emellett nagyon drága anyagok esetén, mint amilyen a volfrám, mindenképpen előnyös ezt választani, így sokkal kisebb a veszteség. A szikrázással kapcsolatban ki szokták még emelni, hogy gyakorlatilag sorjamentes technológia, így az utómunkálási igény is nagyon alacsony” – teszi hozzá. „Apró alkatrészek, jó méretpontosság és felületi minőség iránti elvárások esetén mindenképpen előnyös” – ezt már Glück Antal szögezi le. Kiemeli továbbá, hogy a szikraforgácsolón nem jelent problémát a munkadarabok megfogása, „nincs szükség bonyolult készülékekre, ezért döntő lehet az is a technológia kiválasztásánál, hogymilyen megfogási lehetőségek vannak az alkatrészen.” Markos Sándor szintén az egyedi gyártásban lát lehetőséget a technológia alkalmazására, illetve bizakodó a kutatások eredményeivel kapcsolatban is: „Ha valóban sikerül a kerámiák megmunkálásában is előrelépni, akkor a szikraforgácsolás előtt új lehetőségek nyílnak meg. Továbbá nem szabad megfeledkeznünk arról sem, hogy vannak olyan darabok, amelyek esetén a szikrázás jelentheti a nagyolóeljárást, és marással készíthető el a végleges felület.” Utóbbit elsősorban olyankor szükséges alkalmazni, amikor a felületen kialakuló mikrorepedések nem elfogadhatók a felhasználás szempontjából. A szikrázással ugyanis ilyenek keletkezhetnek, ellentétben az erővel történő anyagleválasztással, amely viszont maradófeszültséget idézhet elő a darabban. A technológia kiválasztásakor pedig az ilyen részletekre ugyanúgy ügyelni kell, mint a megfelelő megmunkálási paraméterekre, a készülékezésre, valamint a felületkezelésekre vagy akár az anyagválasztásra. Ha pedig ezeket a szempontokat mind elemeztük, még mindig hátra van az egyik legfontosabb: a költség. „Vannak szektorok, ahol a szikraforgácsolás megfizethető, de alapvetően még mindig az egyik legdrágább eljárásnak számít” – összegez Tavali Zsolt. Viszont ha sikerül növelni a hatékonyságát, még sokáig olcsóbb technológia maradhat, mint a lézeres módszerek.