Kas ir elektriskās izlādes apstrāde (EDM)? - pārskats
1. Ievads EDM
EDM, kas pazīstams arī kā dzirksteles apstrāde, nogriešana, stiepļu dedzināšana vai erozijas apstrāde, ir atņemšanas ražošanas process. To galvenokārt izmanto, lai sagrieztu cietu vai grūtu - uz - mašīnu materiāliem, piemēram, sacietējušo instrumentu tēraudu, titānu, volfrāciju un karbīdu, kas citādi ir izaicinoši mašīnai, izmantojot tradicionālās metodes.
EDM ir balstīts uz materiāla noņemšanas principu, ātri atkārtojot elektriskās izlādes starp instrumentu (elektrodu) un sagatavi, kas iegremdēta dielektriskā šķidrumā.
2. EDM princips
EDM pamatprincips ir elektriskās enerģijas pārvēršana siltumenerģijā, lai no sagataves grautu materiālu. Instruments un sagatave ir savienoti ar līdzstrāvas barošanas avotu un tiek turēti tuvu attālumā. Kad tiek piemērots augsts - sprieguma elektriskais lauks, starp elektrodiem notiek dielektrisks sadalījums, radot dzirksteli.
Katra dzirkstele rada intensīvu lokalizētu siltumu (8000 grādu līdz 12 000 grādiem), kas izkausē un iztvaiko nelielu daļu sagataves. Dielektriskais šķidrums atdzesē teritoriju un izskalo gružus. Šis process atkārto tūkstošiem reižu sekundē, pakāpeniski veidojot sagatavi vēlamajai ģeometrijai.
3. EDM veidi
EDM var iedalīt trīs galvenajos tipos, pamatojoties uz elektrodu formu un lietojumprogrammu:
a. Die grimst EDM (RAM EDM vai Sinker EDM)
Izmanto formas grafīta vai vara elektrodu, kas ir vēlamā dobuma negatīva kopija.
Parasti izmanto veidņu, nāvējošu un sarežģītu dobumu radīšanai.
Piemērots 3D formām.
b. Stieples EDM (WEDM)
Kā elektrodu izmanto plānu, nepārtraukti kustīgu vadu (parasti misiņu).
Stieple izgriež cauri materiālam kā joslasaw, kuru vada CNC.
Ideāli piemērots sarežģītu 2D profilu un sarežģītu formu ražošanai ar stingrām pielaides.
c. Caurumu urbšana EDM
Specializēta EDM forma, ko izmanto, lai ātri urbtu sīkas un dziļas caurumus rūdītos materiālos.
Izmanto dzesēšanas caurumu izgatavošanai turbīnu asmeņos vai mazus caurumus degvielas inžektoru sprauslās.
4. EDM procesa komponenti
EDM iestatīšanas galvenie komponenti ir:
Barošanas avots: Ģenerē pulsētu līdzstrāvas spriegumu, kas nepieciešams dzirksteles ražošanai.
Elektrods (rīks): Vadošs materiāls, ko izmanto sagataves veidošanai vai sagriešanai.
Sagatave: Apstrādājamais materiāls, parasti vadošs.
Dielektrisks šķidrums: Izolācijas šķidrums (parasti dejonizēts ūdens vai eļļa), kas kontrolē dzirksteles veidošanos, atdzesē sagatavi un noņem gružus.
Servo vadības sistēma: Uztur pareizo plaisu starp instrumentu un sagatavi.
Darbgalds: CNC sistēma instrumentu kustības vadīšanai, it īpaši stieples EDM.
5. Darba mehānisms
Lūk, kā EDM process darbojas detalizēti:
Iniciācija: Elektrods un sagatave tiek tuvināti kopā ar nelielu spraugu (parasti 10-50 mikroni) un iegremdēti dielektriskā šķidrumā.
Dzirksteles paaudze: Tiek izmantots augsts - frekvences impulsa līdzstrāvas spriegums, jonizējot dielektriku un veidojot plazmas kanālu.
Materiāla noņemšana: Iegūtā dzirkstele kūst un iztvaiko nelielu materiāla daļu.
Dzesēšana un skalošana: Dielektrika atdzesē laukumu un izskalo izkausētās daļiņas.
Atkārtojums: Šis cikls notiek strauji (līdz 250 000 reižu sekundē), pakāpeniski sagriežot materiālu vēlamajā formā.
6. Materiāli, ko izmanto EDM
a. Sagataves materiāli
Rūdīti tēraudi (instrumentu tērauds, nerūsējošais tērauds)
Titāns un tā sakausējumi
Volframa karbīds
Neiebilstība
Alumīnijs (retāk sastopams vadītspējas un skalošanas problēmu dēļ)
b. Elektrodu materiāli
Grafīts (parasti tiek izmantots grimētāja EDM, ņemot vērā mašīnām un nodiluma pretestību)
Vara (lieliska vadītspēja un laba nodiluma pretestība)
Misiņš (izmanto stieples EDM)
Volframs (smalkām funkcijām un augstām - temperatūras lietojumprogrammām)
7. EDM priekšrocības
EDM piedāvā vairākas atšķirīgas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām apstrādes metodēm:
a. Darba ar cietajiem materiāliem
Var sagriezt sacietējušu tēraudu, titānu un karbīdu bez nepieciešamības mīkstināt.
b. Nav mehāniska sprieguma
Nav kontakta starp instrumentu un sagatavi nenozīmē mehānisku spriegumu, kropļojumu vai burrus.
c. Augsta precizitāte un precizitāte
Spēj radīt sarežģītas un smalkas pazīmes ar pielaides ± 0,005 mm vai labāk.
d. Sarežģīta ģeometrija
Var radīt asus iekšējos stūrus, plānas sienas, dziļas dobumus un sarežģītas 3D formas.
e. Lieliska virsmas apdare
Piedāvā gludu virsmas apdari, dažreiz novēršot nepieciešamību pēc sekundārām operācijām.
8. EDM ierobežojumi
Neskatoties uz priekšrocībām, EDM ir daži ierobežojumi:
a. Tikai vadītspējīgi materiāli
EDM var tikai ar mašīnu elektriski vadītspējīgiem materiāliem.
b. Lēnāk nekā parastā apstrāde
Materiāla noņemšanas ātrums (MRR) ir lēnāks, īpaši lielām - skaļuma daļām.
c. Instrumentu nodilums
Elektrodu pieredzes nodilums, un instrumentu projektēšanā ir jāmaina vai jākompensē.
d. Liels enerģijas patēriņš
EDM ir enerģija - intensīva nepārtrauktas dzirksteles ģenerēšanas dēļ.
e. Virsmas integritātes problēmas
Pārstrādājuma slāņa un mikroplānas iespējamība, ja tā netiek pareizi kontrolēta.
9. EDM lietojumprogrammas
EDM tiek plaši izmantots augstās - Precīzijas ražošanas lietojumprogrammās:
a. Avi kosmosa
Turbīnu asmeņi, degvielas iesmidzinātāji, motora detaļas un dzesēšanas caurumi gāzes turbīnās.
b. Medicīnisks
Ķirurģiski instrumenti, ortopēdiski implanti un mikro - zobārstniecības instrumentu apstrāde.
c. Autobūves
Motora komponenti, degvielas sistēmas, veidnes plastmasas un gumijas detaļām.
d. Rīks un mirstība
Veidnes iesmidzināšanai, die liešana mirst un apzīmogošana nomirst.
e. Elektronika
Micro - caurumi, smalkas spraugas un smalki komponenti savienotājos un pusvadītājos.
10. Nesenie sasniegumi un nākotnes tendences
a. Augsts - ātruma edm
Jauni barošanas avoti un optimizētas impulsu tehnoloģijas ļauj ātrāk noņemt materiālu un labāku virsmas kvalitāti.
b. Nano - edm un micro - edm
Izmanto mikro - ražošanai elektronikā, medicīniskajā un MEMS (mikro - Electro - mehāniskās sistēmas).
c. Piedevas - atņemšanas integrācija
EDM tiek integrēts ar 3D drukāšanas un hibrīda ražošanas sistēmām.
d. AI un mašīnmācība
Viedās EDM sistēmas izmanto AI procesa optimizācijai, elektrodu nodiluma prognozēšanai un reālai - laika uzraudzībai.
e. Vides uzlabojumi
Lai samazinātu ietekmi uz vidi, tiek pētīti ECO - draudzīgi dielektriski šķidrumi un sausi EDM (izmantojot gāzi, nevis šķidrumu).
11. Secinājums
Elektriskās izlādes apstrāde (EDM) ir jaudīga un neaizstājama apstrādes tehnoloģija, kas ļauj precīzi veidot vadītspējīgus materiālus, īpaši tos, kurus ir grūti izgatavot, izmantojot tradicionālās metodes. Tās spēja radīt sarežģītas ģeometrijas, smalkas detaļas un izcilas virsmas apdares ir padarījusi to par modernu ražošanas stūrakmeni augstā - tehnoloģiju nozarē.
Neskatoties uz ātruma un enerģijas patēriņa ierobežojumiem, notiekošie jauninājumi automatizācijas, vadības sistēmu un ietekmes uz vidi palīdz uzlabot tās iespējas un efektivitāti. Tā kā nozares virza snieguma un miniaturizācijas robežas, EDM arī turpmāk būs izšķiroša loma, pārvēršot inženiertehniskos izaicinājumus realitātē.
PowerWinx piedāvā augstus - Precīzijas elektriskās izlādes apstrādes (EDM) pakalpojumus, kas pielāgoti sarežģītiem un cietiem - līdz - mašīnas komponentiem. Izmantojot uzlabotās EDM tehnoloģijas un ekspertu tehniķus, mēs piegādājam sarežģītas formas un stingras pielaides tādām nozarēm kā kosmiskais aviācijas, automobiļu un elektronika. Mūsu EDM iespējas nodrošina izcilu virsmas apdari, precizitāti un efektivitāti, padarot PowerWinx par uzticamu partneri precizitātes apstrādes risinājumiem.