Традиционните методи за металообработка са изправени пред значителни предизвикателства, които съвременните инструменти решават. Основните ограничения включват:
Продуктивността на занаятчиите намалява поради всички тези неефективности, което в крайна сметка засяга техния крайни резултат. Системите с числено програмно управление (CNC), както и лазерната и водна струя за рязане премахват тези стари ограничения благодарение на своята цифрова точност и намалената необходимост от ръчна работа. Проучвания показват, че когато работилниците прилагат тези по-нови инструменти, те имат около два пъти по-малко преправки и реално удвояват производството си в по-малки литейни. Добрата новина е, че внедряването на тези модерни подходи не означава загуба на артистичния аспект. Напротив, занаятчиите могат да запазят уменията си непокътнати, докато се отърват от онези досадни пречки в работния процес, които ги елиминираха толкова дълго време.
CNC машинната обработка, подпомагана от CAD и CAM софтуер, наистина промени начина, по който се подходи към прецизната металообработка днес. Вместо да разчитаме на традиционни чертожни маси и ръчни инструменти, съвременните работилници използват машини с компютърно управление, които следват математически инструкции до части от инча – понякога с точност от плюс или минус 0,005". Какво означава това за реалната работилническа практика? Първоначално – по-малко отпадъчен метал, попадащ в депата за отпадъци. И когато става въпрос за по-бързо издаване на детайли, производителите съобщават, че времето за производство е намалено почти наполовина в сравнение с възможностите на конвенционалните методи от миналото.
Параметричното CAD моделиране намалява досадните ръчни процеси за разполагане, като създава връзки между различните части на един дизайн. Ако някой иска да промени нещо, например по-дълбоки зъби на предавките, всички свързани части се актуализират автоматично. След това идва CAM софтуерът, който взема тези цифрови модели и ги превръща в реални инструкции, които машините могат да следват. Софтуерът определя точно къде да се реже при производството на неща от материали като месинг или бронз. Компаниите отчитат около 30 процента спад в нуждата от преизработване на проекти след първоначалните версии, както и по-малко чакане преди започване на производствени серии в малки партиди. Неплохо за спестяване на време и пари в производствени цехове навсякъде.
Много малки артизански магазини започнаха да постигат по-добри резултати от ограничените си производствени серии благодарение на внедряването на CNC технологии в различни мащаби. Вземете един производител на бронзови скулптури, който намали дефектите с почти 90 процента, след като започна да използва настолни CNC фрези. Детайлираната работа с филигран, която преди отнемаше около 15 часа, извършвана изцяло ръчно? Сега могат да произведат 20 единици с перфектна последователност за едва около три часа. За занаятчиите това означава, че прекарват по-малко време в повтарящи се задачи и повече време в истинско творчество. Някои художници дори експериментират с нови дизайни, които преди машините да се появят, биха били невъзможни за изпълнение ръчно.
При обработката на исторически сплави като ковано желязо, месинг и бронз, традиционната металообработка среща уникални топлинни и структурни предизвикателства. Съвременните лазерни, водоструйни и плазмени системи преодоляват тези ограничения чрез прецизно регулиране на подаването на енергия, но изборът на оптимална технология изисква разбиране на взаимодействията, специфични за материала.
Всяка сплав изисква специализирани методи за рязане:
| ТЕХНОЛОГИЯ | Най-добър за | Материални ограничения | Съображения за качеството на ръба |
|---|---|---|---|
| Лазер | Тънък месинг (<6 мм) | Отразява чиста мед | Зони, засегнати от топлина при бронзовите сплави |
| Водна струя | Бронзови скулптури | Бавно при затвърдени стомани | Липсва топлинна деформация |
| Плазма | Дебела кованата стомана | Излишък от шлака при цветни метали | По-бързо, но по-грубо финално обработване |
Майстори, произвеждащи малки серии, докладват 30% по-малко отхвърлени изделия чрез съгласуване на технологията със свойствата на сплавта — особено важно при възпроизвеждане на исторически компоненти, където размерната точност е задължителна.
Адитивното производство, или накратко AM, променя начина, по който се изработват метални изделия, без да отхвърля традиционните техники, предавани от поколения. С помощта на 3D печат майсторите могат да създават форми, които просто не са възможни чрез класически методи като коване или механична обработка. Много занаятчии днес първо работят цифрово, а след това довършват изделията ръчно, създавайки детайлни дизайни, за които преди биха били необходими месеци работа. Този хибриден подход намалява времето за производство с между 40 и 60 процента, но все пак запазва оригиналната художествена концепция непокътната. Онова, което прави тази технология наистина интересна, е как отваря нови творчески възможности, като в същото време уважава дълбоките познания от традиционните практики в металообработването.
Когато става въпрос за възсъздаване на неща от миналото, като например изящни бронзови дръжки или сложни зъбни колела от антични часовници, тази техника наистина сияе. Процесът започва със създаване на пясъчни форми чрез технологията binder jetting след сканиране на оригиналните предмети в 3D. Квалифицирани работници след това стопяват различни метални сплави и ги наливат в тези форми, като използват същите температурни режими и състави на металите, които са били прилагани по времето, когато занаятчиите са работели ръчно. След отливането истинското омагьосване се случва при завършителните етапи, когато майстори допълват детайлите по повърхността, нанасят стареещи цветове и сглобяват всичко точно както предшествениците им биха направили. Един литейник в Балтимор успял да възпроизведе латунни фитинги от 19-ти век за кораби с почти перфектни размери (около 98%), като запазил автентичността на материалите. Това, което прави binder jetting, е елиминирането на времеемката работа по издълбаване на форми, която преди е отнемала седмици. И според ръководителя на този литейник: „Не става само въпрос за точна форма. Нашите хора знаят как реагират различните метали и какви повърхности изглеждат автентично, което кара тези копия да издържат на проверка“. Освен това остава значително по-малко метален скрап в сравнение с по-старите методи за рязане. Това съчетание от занаятчийско майсторство от миналото с модерна технология помага за запазване на традиционните умения, без да забавя прекомерно процеса.
EN
