Najnowsze artykuły
- 26 kwietnia 2025
Obróbka elektroerozyjna (EDM) jest techniką usuwania materiału lub wytwarzania. Po raz pierwszy została wprowadzona w 1770 roku przez Josepha Priestly'ego. Jednak wraz z modernizacją technologii i sprzętu, technologia ta jest obecnie zintegrowana z komputerowym sterowaniem numerycznym (CNC). Proces EDM polega na wykorzystaniu energii cieplnej do usunięcia nadmiaru materiału z przedmiotu w celu stworzenia pożądanego kształtu dla danego zadania.
Nie jest to najbardziej popularny proces obróbki CNC. Jednak inżynierowie polegają na nim przy wykonywaniu części, które nie mogą być poddane obróbce. Nie wymaga ona ani nie wykorzystuje siły mechanicznej do usuwania nadmiaru materiału. Dlatego wiele osób uważa, że jest to niekonwencjonalny proces produkcyjny. Proces ten ułatwia kształtowanie i obróbkę w wielu gałęziach przemysłu. W tym artykule przeanalizujemy zasadę jego działania, różne dostępne rodzaje, a także jego zalety i zastosowania.
Obróbka elektroerozyjna (EDM) jest procesem usuwania materiału poprzez wystawienie go na powtarzalne, kontrolowane wyładowania elektryczne. Jest ona odpowiednia dla zjawisk termoelektrycznych. Gdy wyładowanie występuje pomiędzy elektrodą/drutem a obrabianym przedmiotem, na obrabianym przedmiocie wytwarzana jest energia cieplna. Prowadzi to do usunięcia warstwy materiału. Ogólnie rzecz biorąc, EDM dzieli się na trzy rodzaje: Die-sink EDM, mały szybki otwór EDM i drut cięty EDM. Jednak w nowoczesnych procesach produkcyjnych obrabiarki drutowe EDM są zintegrowane z CNC. Dlatego też zautomatyzowane maszyny EDM są powszechnie stosowane w przemyśle.
Jest to proces bardzo dokładny i nie wymaga użycia narzędzi na obrabianym przedmiocie. Jeśli potrzebujesz obrabiać twarde materiały lub formować skomplikowane kształty, EDM jest zazwyczaj najlepszym wyborem.
Chociaż definicja może wydawać się prosta, fizyczny proces jest bardziej skomplikowany. Użycie EDM do usunięcia materiału z obrabianego przedmiotu jest osiągane przez serię powtarzających się szybkich wyładowań prądowych pomiędzy elektrodami. Elektrody te są oddzielone za pomocą płynu dielektrycznego. Następnie napięcie jest przesyłane przez ciecz dielektryczną. Należy zauważyć, że produkcja EDM jest odpowiednia tylko dla materiałów przewodzących.
Jedna z tych elektrod jest używana do zmiany kształtu w celu dokładnego dopasowania do celu. Elektroda ta jest elektrodą obrabianego przedmiotu lub "anodą". Najczęściej stosowane materiały elektrodowe to miedź, stop wolframu, żeliwo, stal, srebrny stop wolframu i grafit. Drugą elektrodą jest elektroda narzędzia lub "katoda". Podstawową zasadą tego procesu jest korodowanie materiałów za pomocą kontrolowanych iskier elektrycznych. Z tego powodu, obie elektrody nie mogą się dotykać.
Różnica potencjałów pomiędzy przedmiotem obrabianym a elektrodą jest wprowadzana w postaci impulsów. W miarę zbliżania się elektrod do detalu, pole elektryczne istniejące w małej szczelinie między nimi wzrasta. Trwa to do momentu osiągnięcia poziomu przebicia.
Wyładowanie powoduje ekstremalne nagrzewanie materiału. Ogrzewanie powoduje, że niektóre części materiału topią się. Stabilny przepływ płynu dielektrycznego pomaga usunąć nadmiar materiału. Ciecz pomaga również w chłodzeniu podczas obróbki.
Proces EDM jest unikalny i tradycyjny. Nie oznacza to jednak, że istnieje tylko jedna metoda dla tego procesu. Istnieją trzy różne rodzaje EDM. Pomaga to zapewnić, że istnieją alternatywy, gdy typ nie jest odpowiedni. Różne rodzaje obróbki elektroerozyjnej obejmują:
Czasami nazywana erozją drutu lub obróbką elektroerozyjną iskrową, elektrodrążenie drutowe jest popularnym procesem. Polega on na użyciu drutu mosiężnego lub cienkiego drutu miedzianego do cięcia obrabianego przedmiotu. Cienkie druty pełnią tu rolę elektrod. W tym przypadku cieczą dielektryczną jest zazwyczaj woda dejonizowana. Podczas obróbki WEDM, szpula jest używana do ciągłego odwijania drutu z automatycznego urządzenia podającego.
Wynika to z faktu, że wyładowanie może być zakłócone przez przedmiot obrabiany i drut. W związku z tym, w cięciu wymagana jest nowa ścieżka wyładowania. Metoda ta jest bardzo skuteczna. Jednak inżynier musi dbać o to, że drut musi przejść całkowicie przez przedmiot obrabiany. W związku z tym, zasadniczo tworzy 2D cięcia w części 3D. Często uzyskuje się wyniki podobne do tradycyjnych procesów obróbki CNC.
Proces obróbki elektroerozyjnej otworów jest kolejnym rodzajem obróbki elektroerozyjnej. Jak sama nazwa wskazuje, pomaga on w szybkim wierceniu otworów. Elektroda używana do obróbki elektroerozyjnej otworów jest rurowa, dzięki czemu płyn dielektryczny może łatwo przepływać przez elektrodę.
W przeciwieństwie do tradycyjnych metod wiercenia, obróbka elektroerozyjna otworów może przetwarzać bardzo małe, głębokie otwory. Dodatkowo, otwory te nie wymagają gratowania. Bez względu na twardość i rodzaj metalu, proces ten może skutecznie wiercić precyzyjne otwory szybciej niż tradycyjne metody.
Jest to tradycyjna obróbka elektroerozyjna, znana również jako Ram EDM, zatapianie matrycy lub obróbka elektroerozyjna wgłębna. Typ wnękowy, ponieważ może tworzyć złożone kształty wnęk dla różnych zastosowań odlewniczych (takich jak formowanie wtryskowe).
W procesie tym wykorzystuje się wstępnie przygotowane elektrody miedziane lub grafitowe, które tworzą "pozytywny" kształt pożądanego kształtu. Następnie elektroda jest wciskana w przedmiot obrabiany w celu wytworzenia warstwy negatywowej o kształcie oryginalnego materiału. Niektóre czynniki mogą wpływać na wybór materiałów elektrodowych w EDM. Należą do nich odporność na korozję i przewodność elektrody, a grafit jest generalnie łatwiejszy w obróbce niż miedź. Jednakże miedź jest mocniejsza i bardziej korzystna.
Złożone kształty, które są trudne do wykonania przy użyciu tradycyjnych narzędzi skrawających.
Wyjątkowo twarde materiały o bardzo wąskich tolerancjach.
W przypadku bardzo małych elementów, tradycyjne narzędzia skrawające mogą uszkodzić elementy z powodu nadmiernego nacisku narzędzia skrawającego.
Nie ma bezpośredniego kontaktu pomiędzy narzędziem a obrabianym przedmiotem. Dlatego drobne elementy i słabe materiały mogą być obrabiane bez deformacji.
Można uzyskać dobre wykończenie powierzchni.
Można wiercić bardzo drobne otwory.
Prędkość usuwania materiału jest mała.
Potencjalne zagrożenie pożarem związane z użyciem dielektryków na bazie oleju opałowego.
Dodatkowy czas i koszt tworzenia elektrod do tłoczenia/elektrycznej obróbki elektroerozyjnej.
Zużycie energii jest bardzo wysokie.
Wysoki pobór mocy.
Materiały nieprzewodzące mogą być obrabiane tylko przy określonych ustawieniach procesu.
EDM jest szczególnie dobrze znana w produkcji małoseryjnej. Za pomocą obróbki elektroerozyjnej można wykonywać różne procesy. Do tych procesów należą frezowanie, toczenie i wiercenie małych otworów. Ten unikalny proces jest również cenny dla wielu gałęzi przemysłu, od motoryzacji po przemysł lotniczy i kosmiczny.
EDM jest w stanie tworzyć unikalne i precyzyjne kształty, pomagając w następujących zastosowaniach:
Formowanie wtryskowe
Wiercenie małych otworów
Odlewanie
