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電子束PIKA面加工裝置EBM 「PF100S/PF300S」是一款將模具及醫療領域、丙烯製樹脂製品、鈦製品、陶瓷製品等作為對象,通過電子束照射進行表面改質的裝置,透過電子束不斷照射的過程中反覆熔解與凝固,可有效節省拋光時間,無需熟練操作人員的經驗,也能在極短時間內得到平滑的加工面。
如下例所示,先使用放電技術把表面加工到0.8 μmRa; 然後分別使用傳統的手工打磨加工和電子束加工,要求需加工到0.15 μmRa表面粗糙度,對兩者使用的時間進行了比較;實際實作結果採用電子束的加工方式,加工總時間縮小了一半。
產品資訊
▼工廠常見困擾
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手工研磨表面,
費時又費工
手工研磨費工費時,
人事成本高;
急件易有延遲,
導致毛利降低。
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師傅水準不一,
技術缺乏穩定性
老師傅技術程度不一,
產品水準較難控制。
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銳角拋光,
手工易產生圓角
高光面銳角產品,
人工打磨拋光
容易產成圓角。
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複雜面不易加工,
加工時間長
複雜面手工拋光不易,
花費時間長,
技術門檻高。
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模具表面面粗度不佳,
易產生鏽斑
模具表面面粗度不足,
無法成形透明件,
須做去鏽處理。
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表面面粗度差,不易脫模/產品脫模刮傷
(良率下降)
表面精度不平整、
細微孔洞易藏污垢;
脫模易造成
表面細微刮痕與拉模。
▼EBM-特色
電子束照射特性
EBM照射程序是一種脈衝工藝,加熱/冷卻循環通常在10μs 以內發生,採用重複照射工藝條件可以使照射面逐漸達到精加工效果,沿著整個金屬表面反覆進行照射後,就可以獲得光滑的金屬表面品質。
多次照射並不會產生過大的重熔/再結晶區域,適合應用於複雜結構的拋光製程,可保有工件的加工精密表面輪廓。
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直徑60mm直接照射,節省手工打磨時間
電子束金屬表面拋光技術將電子束不聚焦而使其極大面積化,藉由大面積化降低單位面積電能密度,與金屬材料表面相互作用時,能量轉化效率將提升70%~80%,可將拋光加工時間大幅降低,而且能使品質獲得提升。
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表面改質,硬度提升
EBM照射時會在腔體佈滿氮氣,並藉由高電壓激發用高速電子撞擊金屬離子,碰撞產生高溫激發化學反應,使得腔體的N和Cr發生結合,在表面形成一個CrN薄膜,這可成為抗氧化層防止金屬生鏽,也同時完成金屬氮化處理,強化金屬表面硬度。
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提升表面面粗度/硬度/防鏽
高速電子撞擊金屬離子使表面產生化學反應,使得腔體中的N和金屬中的元素進行結合,通常這層薄膜厚度約3微米上下,起因於高速電子能夠穿透金屬的深度約在3微米上下,因為電子遠小於原子核,所以會被原子核阻攔住,無法再更深入內部。
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側面精電子束照射後溶融關係
由於電子束受到磁場控制的影響,會以螺旋的方式進行移動,因此由上往下運行中,會伴隨著螺旋軌跡撞擊金屬側壁,這也是側壁可形成保護薄膜的原因,但是也隨著深度越深能量會不斷消耗遞減,所以通常超過15mm後就屬無效做工了。
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改善耐腐蝕性、防水性
(放電+EB加工)
面粗糙度的提高。
沖壓模具表面更加平滑,減少碎屑堵塞的次數。
塑料模具成型品的離型得到提高,縮短成型所需的時間。
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有效抑制模垢產生,減少模具保養次數
手工打磨問題點:
1. 精度無法掌握、離形不佳
2. 模具髒汙轉印,在成品上造成NG
3. 須頻繁清潔/保養模具
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提升表面面粗度(放電加工面)
製程會使用放電加工,通常特徵相對比較複雜和細緻,因此如果後續要進行手工研磨就取決於造型幾何議題了。所以如選擇EBM加工,就可更快速達成表面拋光的成效。
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提升表面面粗度(研磨加工面)
EBM也可搭配拋光製程讓整個拋光時間大幅縮短,可以先拋光然後再EBM,或是先EBM然後再精拋,來達成預期的表面粗糙度。
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提升表面面粗度(切削加工面)
金屬加工時會在金屬表面留下刀痕,透過EBM的加工特性,可將表面刀痕融熔消除,但刀痕過大時效果就不顯著。
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▼EBM-效益
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提升表面面粗度
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提升防鏽/耐腐性
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可加工不規則模具
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減少手工打磨時間
▼EBM-優勢
▼EBM-實際應用
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錐齒輪提升壽命
複雜面手工拋光不易,
花費時間長,技術門檻高。
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水晶球外觀件模具
模具表面面粗度不足,
無法成形透明件,
須做去鏽處理。
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陶瓷加工
加⼯後表⾯硬度提升40%,
摩擦係數減少50%,
色澤呈黑豔色。
–
加工材質:陶瓷
加工時間:9分鐘(單面)
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貝殼形狀加工
提高表面面粗度,
節省手工拋光時間。
–
加工材質:超硬合金
加工時間:8分鐘
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▼EBM-規格
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▼EBM-常見問題
請問電子束拋光有材料限制嗎?
不同材質的材料在加工效果上相對有差異。
經原廠實測過、加工效果良好的材料如:STAVAX、SKD61、420。
若工廠有相關需求可透過下方聯繫窗口來信,或留下您的聯繫資訊,將有專人為您回覆。
請問樣件體積有限制嗎?
建議在300 × 300 × 100 (mm) 以內。
請問只能電子束拋光只能應用在塑膠模具嗎?壓鑄模具可以嗎?有何效果差異?
電子束拋光的適用範圍相當廣泛,也能應用於壓鑄模具上。
模具使用電子束拋光後,會增加脫磨性、防鏽度,可以減少停清沾黏,並讓模具壽命延長至少3倍。
請問拋光時間大概多久呢?跟手拋比呢?
以往傳統的手磨拋光時間較長,且容易因為拋光師傅的技術水準不一等問題,造成拋光品質有所落差。
表面拋光採用電子束拋光技術約30分鐘可以結束,過程中多數時間在抽真空,實際拋光的時間並不長,並擁有品質一致性。
請問電子束拋光能夠拋到RA值多少?
經原廠實測後,最高良面粗度能夠到RA 0.0168。
對於工廠的需求可透過下方聯繫窗口來信,或留下您的聯繫資訊,將有專人為您回覆。
請問這台設備如何取得?可以租借使用嗎?
可以透過下方聯繫窗口來信洽詢,或留下您的聯繫資訊,將有專人盡快為您回覆並提供服務。
型創與Sodick原廠長期合作
型創多年深耕於橡塑膠產業,專門解決生產的疑難雜症,確切理解工廠困擾,並且進行問題解析,進而建議合適的解決方案。
型創和SODICK已建立長期合作關係,後採購台灣第一台EBM設備,在台灣進行推廣測試服務,協助工廠釐清方案效用,並且協助工廠估算ROI,例如:黏膜停機清理將損失多少稼動產值、人力耗損、品質耗損等,協助確認工廠投資是否達到一定效益。
並有鑑於此,SODICK和型創建立聯合解決方案,以便於更有效率的解決工廠面臨的問題。
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過往活動
- AMT技術講座#1-先進模具與成型技術系列 2021/10/28(四)
- 新世代電子束(EBM)加工技術發表應用說明會與測試體驗
- 【花絮】2021模具與成型智慧工廠技術研討會 2021/03/24(三)、2021/03/31(三)
- 2021模具與成型智慧工廠技術研討會 2021/03/24(三)、2021/03/31(三)
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