Содержание
Компания Honscn специализируется на профессиональных услугах обработки на станках с ЧПУ с 2003 года.
Производитель корпусов премиум-класса × Honscn: Полые корпуса из титана марки 5 (TC4), изготовленные с помощью высокоточной ЧПУ-обработки.
2025-12-11
Информация о клиенте: Лидер в производстве высококачественных корпусов для оборудования.
Наш клиент — специализированный производитель корпусов премиум-класса, обслуживающий такие отрасли, как элитная электроника, медицинское оборудование и товары повседневного спроса высокого класса. Их репутация основана на производстве корпусов, сочетающих исключительную функциональность с безупречной эстетикой — где даже малейший дефект поверхности или отклонение в размерах могут поставить под угрозу премиальное позиционирование продукта. Когда им потребовался сложный полый трубчатый корпус для флагманской линейки продукции, они обратились к нам после того, как традиционные производители не смогли соответствовать их строгим стандартам как по сложности формы, так и по качеству поверхности.
Их основное требование было очевидным: изготовление на заказ полого трубчатого корпуса из титана 5-го класса (TC4) со сложными вырезами и изгибами, при этом с идеально гладкой, без дефектов, поверхностью. Это был не просто компонент; это было «лицо» их будущего продукта, поэтому компромисс был недопустим.
Обзор проекта: Создание титанового шедевра
Проект был сосредоточен на разработке опытного образца сложной серии полых трубчатых оболочек для линейки высококачественной продукции клиента. В отличие от стандартных корпусов, этот компонент требует точных вырезов (для размещения внутренних компонентов и вентиляции) и плавных изгибов, позволяющих улавливать свет и подчеркивать текстуру высококачественного титана. Как внешний корпус, его внешний вид напрямую влиял на воспринимаемую ценность конечного продукта, поэтому качество поверхности и точность размеров имели решающее значение для успеха клиента на рынке.
Клиент уже обращался к двум другим производителям, но оба столкнулись с трудностями, связанными с обработкой материала TC4 и сложной геометрией детали. Им нужен был партнер, который мог бы объединить экспертные знания в области материалов с передовыми возможностями обработки, чтобы превратить их проект в осязаемый, безупречный продукт.
Изделие: Полая трубчатая оболочка из титана марки 5 (TC4).
Каждый аспект продукта был разработан для обеспечения высочайшей производительности и эстетики:
- Материал : Титан 5-го класса (TC4, Ti-6Al-4V). Выбран за непревзойденное сочетание высокой прочности (в 4 раза прочнее алюминия), коррозионной стойкости и превосходного металлического блеска — идеально подходит для высококачественных корпусов, требующих как долговечности, так и привлекательного внешнего вида.
- Конструкция и размеры : Сложная полая трубчатая структура со сложными вырезами (диаметром от 3 до 8 мм) и контурными внешними изгибами. Отсутствие плоских поверхностей означает, что каждый проход обработки требовал точного контроля.
- Основные требования : Чистота поверхности: Ra ≤ 0,4 мкм (почти зеркальная гладкость, без царапин, заусенцев или следов от инструмента).
- Допуск по размерам: ±0,02 мм (критично для установки внутренних компонентов).
- Структурная целостность: отсутствие трещин или микродефектов в полых секциях или вырезах.
Позиционирование на рынке : Флагманский корпус для линейки высококачественной продукции клиента, ориентированный на потребителей премиум-класса и профессиональных пользователей, для которых дизайн и качество являются приоритетами.
Основные проблемы: почему традиционные методы обработки материалов оказались неэффективными.
В рамках проекта были выявлены три взаимосвязанные проблемы, которые сделали стандартные методы производства непрактичными, — каждая из них была связана со свойствами материала и сложностью конструкции:
Задача 1: Титан марки 5 (TC4) по своей природе трудно поддается механической обработке.
Титан TC4 обладает высокой прочностью на растяжение (до 1034 МПа) и низкой теплопроводностью, что означает быстрое накопление тепла в зоне контакта инструмента и заготовки во время обработки. Это приводит к быстрому износу инструмента, его сколам и неравномерной резке — проблемам, которые усугубляются при обработке сложных форм. Традиционные токарные станки или одноосевые станки с ЧПУ не могли поддерживать стабильные параметры резания, что приводило к дефектам поверхности и погрешностям в размерах.
Задача 2: Сложная конструкция полой трубчатой конструкции требует многоосевого управления.
Сочетание полых трубок, изогнутых поверхностей и точных вырезов в конструкции корпуса означало, что ни один угол обработки не позволял получить доступ ко всем элементам. Традиционные 3-осевые станки с ЧПУ потребовали бы нескольких настроек, что привело бы к ошибкам выравнивания между элементами. Даже небольшие отклонения (всего 0,03 мм) нарушили бы симметрию детали и ее соответствие внутренним компонентам.
Задание 3: Превосходная эстетика не допускает несовершенства.
Поскольку деталь представляла собой видимый корпус, ей требовалась безупречная поверхность — без следов инструмента, заусенцев или изменения цвета. Склонность TC4 «зацеплять» режущие инструменты (вызывая разрывы поверхности) и изменение цвета под воздействием тепла делали это серьезной проблемой. Традиционная постобработка (например, шлифовка или полировка) могла привести к изменению размеров, поэтому чистовую обработку приходилось проводить непосредственно во время механической обработки.
Наше индивидуальное решение: многоосевая обработка на станках с ЧПУ + высокоточное машиностроение.
Для преодоления этих трудностей мы объединили передовые технологии механической обработки, специализированный инструмент и строгий контроль процесса, сосредоточившись на «совершенстве обработки», а не на исправлении ошибок после обработки:
Решение 1: 5-осевая обработка на станках с ЧПУ для обработки деталей сложной геометрии.
Мы использовали наши высокоточные 5-осевые обрабатывающие центры с ЧПУ, обеспечивающие одновременное управление всеми осями. Это позволило нам обрабатывать изогнутые поверхности оболочки, полую сердцевину и вырезы за одну установку, исключая ошибки выравнивания, возникающие из-за многократной смены инструмента. Возможность 5-осевой системы регулировать угол наклона заготовки в режиме реального времени гарантировала доступ к каждой детали с оптимальной ориентацией инструмента, снижая износ инструмента и улучшая качество поверхности.
Решение 2: Специализированный инструмент и параметры резки для TC4
Для решения задач обработки материалов на установке TC4 мы оптимизировали инструменты и параметры процесса:
- Выбор инструмента : Мы использовали концевые фрезы из сверхтвердого карбида с покрытием TiAlN, разработанные специально для обработки титана. Эти инструменты устойчивы к высоким температурам и износу, сохраняя остроту режущей кромки дольше, чем стандартные инструменты.
- Параметры резания : Наши инженеры точно настроили скорость вращения шпинделя (1500–2000 об/мин) и скорость подачи (50–80 мм/мин), чтобы сбалансировать удаление материала с отводом тепла. Мы также использовали систему охлаждения под высоким давлением для удаления стружки и охлаждения зоны контакта инструмента и заготовки, что предотвратило изменение цвета и разрыв поверхности, вызванные нагревом.
Решение 3: Контроль качества на всех этапах производства для безупречной эстетики.
Мы внедрили контроль качества на каждом этапе обработки, чтобы гарантировать безупречность:
- Предварительная проверка перед обработкой : сырье TC4 было проверено с помощью ультразвукового контроля для выявления внутренних дефектов, которые могли бы вызвать растрескивание во время обработки.
- Промежуточные проверки : После черновой обработки (удаления 70% материала) и перед чистовой обработкой мы используем координатно-измерительную машину (КИМ) для проверки размеров, при необходимости корректируя траекторию резания, чтобы оставаться в пределах допусков.
- Контроль качества обработки поверхности : В процессе чистовой обработки мы используем портативный измеритель шероховатости поверхности для проверки значения Ra в режиме реального времени и регулировки скорости вращения инструмента и скорости подачи для поддержания целевого значения 0,4 мкм.
Как мы изготавливали титановые корпуса: пошаговый процесс.
Для обеспечения стабильности и качества требовался структурированный, отслеживаемый процесс — вот как мы превратили необработанный TC4 в безупречные корпуса:
- Подготовка материала : Был закуплен сертифицированный пруток из титана марки 5 (TC4) (Ti-6Al-4V), который был разрезан на цилиндрические заготовки. Каждая заготовка прошла ультразвуковой контроль для обеспечения отсутствия внутренних трещин или примесей.
- Черновая обработка : Излишки материала удаляются с помощью пятиосевого станка с ЧПУ для формирования базовой полой трубчатой конструкции. Для обеспечения точности размеров в процессе чистовой обработки мы предусмотрели «припуск на чистовую обработку» в 0,1 мм.
- Высокоточная чистовая обработка : Для обработки кривых, вырезов и внутреннего полого сердечника были использованы твердосплавные инструменты с покрытием. Для поддержания качества поверхности непрерывно использовалась охлаждающая жидкость под высоким давлением. Этот этап занимал 2,5 часа на деталь — медленный и точный, чтобы избежать дефектов.
- Удаление заусенцев и полировка : Было выполнено ручное удаление заусенцев с помощью алмазных инструментов (во избежание царапин) и заключительная прецизионная полировка с использованием полировального круга с паяльной пастой, совместимой с титаном. Это позволило достичь шероховатости поверхности Ra ≤ 0,4 мкм без изменения размеров.
- Заключительный аудит качества : Каждый прототип прошел трехэтапную проверку: проверка размеров с помощью КИМ (подтверждение допуска ±0,02 мм)
- Проверка качества поверхности с помощью профилометра
- Визуальный осмотр под светодиодным освещением (для обнаружения микроскопических царапин или дефектов).
Результаты: безупречные прототипы и приверженность серийному производству.
Мы поставили партию прототипов в срок, и реакция клиента была незамедлительной. Их инженерная команда провела тщательное тестирование, включая проверку размеров, проверку соответствия внутренним компонентам и оценку качества поверхности. Прототипы превзошли их ожидания:
«Эти титановые корпуса безупречны — каждая кривая точно выверена, поверхность безупречна, и они идеально подходят к нашим внутренним компонентам. Мы и раньше работали с производителями титана, но такой уровень детализации является эталоном в отрасли. Мы готовы приступить к производству».— Директор по исследованиям и разработкам клиента
Воодушевленный успехом прототипа, клиент подтвердил заказ на пробное производство 100 единиц, запланированный на январь. Они также поделились планами по расширению нашего партнерства на другие сложные корпуса из титана и алюминия для своей линейки продукции 2025 года, превратив проект прототипа в долгосрочное сотрудничество.
Ценность для клиента: это не просто деталь, а конкурентное преимущество.
Наше решение принесло пользу, выходящую далеко за рамки высококачественного корпуса:
- Укрепление бренда : Безупречный титановый корпус поднял флагманский продукт клиента на новый уровень, укрепив его позиции на рынке премиум-класса.
- Экономия времени : Предоставляя готовые к производству прототипы (без необходимости внесения изменений в дизайн или доработок), мы сокращаем время выхода продукта на рынок для клиента на 6 недель.
- Снижение рисков : Наш контроль качества на всех этапах производства исключил риск появления дефектных деталей, что крайне важно для такого дорогостоящего материала, как TC4.
- Масштабируемость : Наша 5-осевая система ЧПУ готова к масштабированию от прототипов до крупносерийного производства, обеспечивая стабильность при увеличении спроса со стороны клиента.
RECOMMENDED FOR YOU
нет данных
Связаться с нами
Авторские права © 2025 HONSCN | Карта сайта Политика конфиденциальности