EDM'yi duyduysanız ve ne olduğunu merak ediyorsanız, doğru yerdesiniz. Bu işlem, aynı zamanda Elektriksel deşarj işlemeTakımın iş parçasına fiziksel olarak temas etmesine gerek kalmadan çok sert malzemelerde karmaşık geometrilerin üretilmesine olanak tanır. Başka bir deyişle, takım kesmez: kıvılcım işi yapar.
Bu rehber boyunca şunları anlayacaksınız: EDM nedir, nasıl çalışır, çeşitleri nelerdir, hangi malzemeleri işleyebilir?Ne zaman kullanılmasının uygun olduğunu, maliyetlerini ve geleneksel işleme yöntemleriyle nasıl karşılaştırıldığını öğreneceksiniz. Ayrıca, bileşenlerini, adım adım iş akışını ve sık sorulan soruların yanıtlarını, ihtiyacınız olanı kolayca bulmanızı sağlayacak şekilde açık ve doğal bir şekilde göreceksiniz.
EDM (Elektriksel Deşarj İşleme) Nedir?
EDM, termal enerji kullanan bir malzeme çıkarma tekniğidir: bir elektrot ile iş parçası arasında kontrollü elektriksel deşarjlar Küçük metal parçalarını eritmek ve buharlaştırmak için kullanılır. Sadece iletken veya yarı iletken malzemelerle çalıştığı için plastik, ahşap, cam veya yalıtkan seramikler uygun değildir.
En büyük gücü, bir mekanik temas olmadan işlemKesme kuvveti olmadığından hassas parçalarda, ince cidarlarda veya çok dar detaylarda deformasyon en aza indirilir ve zorlu toleranslara sahip çok ince yüzey kalitesi elde edilir.
Elektriğin aşındırıcı etkisinin kökenine bakıldığında, 18. yüzyıldan beri bilindiği, ancak 1940'larda Sovyet bilim insanlarının bunu keşfettiği görülmektedir. B. ve N. Lazarenko Dielektrik bir ortamda tekrarlanan deşarjlardan oluşan bir devre geliştirdiler ve bu da kontrollü işlemeyi mümkün kıldı. 60'ların sonlarında, ilk ticari makinelerin piyasaya sürülmesinden sonra tel elektro erozyon işleme (EDM) yaygınlaştı ve o zamandan beri teknoloji gelişmeye devam etti. olgunlaşın ve CNC kontrolünü dahil edin, çok eksenli ve otomasyon.
Nasıl çalışır: Elektriksel dürtüden malzeme çıkarmaya kadar
Tüm EDM türlerinde prensip aynıdır: Bir elektrot (tel, çubuk veya şekillendirilmiş elektrot) iş parçasına yaklaştırılarak mikroskobik bir mesafe korunur. Jeneratör, bir elektrod kaynağı oluşturan darbeler uygular. elektrot ve parça arasında kıvılcımYerel sıcaklık 14.500 ila 21.500 °F mertebesine ulaşabilir, bu da belirli noktalardaki malzemenin erimesi ve buharlaşması için yeterlidir.
Bu işlem saniyede binlerce kez gerçekleşir. Bir dielektrik sıvı (belirli bir yağ veya yalıtkan ve soğutucu görevi gören deiyonize suYerinden çıkan mikro parçacıkları tahliye eder, deşarjı dengeler ve istenmeyen kıvılcımları önler. Bu arada, bir servo sistemi kıvılcımı optimum noktada tutmak için ayırmayı kontrol eder ve jeneratör voltaj, akım, frekans ve hatta darbe şekli gibi parametreleri ayarlar.
Temas olmaması, artık gerilmeleri ve çapakları azaltır; buna rağmen, yüzeyde ince bir "yeniden döküm" tabakası oluşur, bu nedenle kritik parçalarda tavsiye edilir son geçişlerin enerjisini ayarlayın metalurjik bütünlüğü ve finisajı iyileştirmek için.
Bir EDM makinesinin temel bileşenleri
Şasi ve aksların ötesinde, bir elektriksel deşarj işleme (EDM) makinesi, işlemin hassasiyetini ve tekrarlanabilirliğini sağlayan çeşitli sistemleri entegre eder; her birinin belirli bir işlevi vardır. son kalite için kritik.
Güç kaynağı ve darbe üreteci
Sistemi çalıştırır ve kıvılcımı üretir. Düzenler. voltaj, akım, frekans ve darbe süresi İşleme bağlı olarak: kaba işleme, yarı ince işleme veya ince işleme. Başlangıç hızı, elektrot aşınması ve yüzey kalitesini dengelemek için ince ayar hayati önem taşır.
elektrotlar
Batırma EDM'de, elektrot işlenecek boşluğu negatif olarak yeniden üretir; tel EDM'de, elektrot çok ince bir teldir ve delmede, iletken bir tüp dielektriğin de içinden aktığı. Tipik malzemeler: grafit, bakır, bakır-tungsten, tungsten, pirinç ve ilgili alaşımlar; her biri kendine özgü özelliklere sahiptir. iletkenlik, aşınma direnci ve işlenebilirlik arasında denge.
Dielektrik sistem
Çalışma "ortamı"dır. Yağ (bataryalarda daha yaygındır) veya deiyonize su (Tel EDM'de tipiktir). Soğutur, parçacıkları giderir, deşarj kanalını stabilize eder ve kısa devreleri azaltır. Bir tank, pompa, filtreler ve birçok makinede bulunur. Soğutma Sistemleri sıvı sıcaklığını kontrol etmek için.
Servokontrol ve sayısal kontrol
Servo kontrolü, verimli ve istikrarlı bir kıvılcım sağlamak için elektrot ile iş parçası arasındaki boşluğu (ayrılığı) gerçek zamanlı olarak ayarlarken, CNC bunu düzenler yörüngeler, eğilimler, indirme süreleri ve senkronizasyonBu kombinasyon, çok ince detaylarda bile hassasiyet ve tekrarlanabilirliği garanti eder.
Kılavuzlar, kafalar ve aksesuarlar
Tel Erozyon, teli tutan ve konumlandıran üst ve alt kılavuzlar kullanır; bunların hizalanması ve değişken yüksekliği, farklı boyutlardaki parçalarla çalışmaya olanak tanır. yüksekliği ayarlayın ve açılı kesimler yapın Z eksenine göre. Makine ayrıca bir çalışma tankı, pompa, bağlantı elemanları, ölçüm cihazları (voltmetre/ampermetre) ve genellikle özel bir partikül boşaltma/filtrasyon sistemi içerir.
EDM türleri ve her birinin kullanım amacı
Geometriye, özellik boyutuna ve istenen yüzey kalitesine bağlı olarak, bir veya iki tip daha uygun olacaktır. Hepsi aynı kıvılcım erozyon prensibini paylaşır, ancak elektrot aleti ve... kesme stratejisi.
Penetrasyon (daldırma, daldırma veya boşluk) yoluyla EDM
İstenilen şekle sahip (örneğin grafit veya bakırdan yapılmış) bir elektrot kullanılır ve bu elektrot, iş parçasına yerleştirilerek o geometri "kopyalanır". Bu, aşağıdakiler için ideal bir yöntemdir: karmaşık boşluklar, derin damarlar, çok sıkı iç köşeler ve geleneksel yöntemlerle elde edilmesi imkansız veya çok maliyetli olan detayların elde edilmesini sağlar. Ayrıca, yüzeyleri iyileştirmek veya sertleştirmek için gereken son işlem süresini azaltır.
Genellikle dielektrik yağa daldırılmış olarak çalışır ve 3 boyutlu alanlarda mükemmel kontrol sağlar, bu da onu temel bir unsur haline getirir kalıplar, kalıplar ve takımlar yüksek karmaşıklığa sahiptir. Kapasitesi malzemenin sertliğine pek bağlı değildir.
Tel Erozyon (tel elektrik deşarj işleme)
Genellikle 0,05 ila 0,35 mm çapında çok ince bir iletken tel kullanır ve dielektrik (de-iyonize su) ile kıvılcımlar vasıtasıyla malzemeyi "keser". parçacıkları soğutur ve tahliye ederZ eksenine göre eğimleri ve ileri merkezlerde 5 eksenli, çok hassas 2D konturlar için idealdir.
Başlangıçta dişli bir delik gerektirir ve yalnızca üretebilir boşluklardan, kör değil. Çok küçük iç yarıçaplara (tel çapıyla sınırlı), delme makinelerinde, kalıplarda ve otomotiv, havacılık bileşenlerinde mükemmel hassasiyete olanak tanır. tıbbi ve diş hekimliği.
EDM (delme EDM)
Mikro delikler ve derin, düz, çapaksız delikler konusunda uzmanlaşmıştır. Malzemeyi boşaltmak için dielektriğin aletten akışını kolaylaştıran boru şeklindeki elektrotlar kullanır. Yaklaşık çaplara ulaşabilir. 0,0015” (≈0,038 mm) veya daha yüksek, hatta çok yüksek görüntü oranlarında bile.
Temel avantajları: Eğimli veya eğimli yüzeylerde sapma olmadan delme yapar, malzemenin sertliğinden etkilenmez ve çoğu durumda o kadar ince bir yüzey bırakır ki, yuvarlanma yüzeyi görevi görür Son işleme gerektirmez. Genellikle tel erozyonunda teli işlemeye başlamak, kırık uçları çıkarmak ve türbin kanatlarında soğutma kanalları oluşturmak için kullanılır.
Varyantlar ve uzantılar: çok eksenli, mikro EDM ve EDM frezeleme
EDM'yi seçmek ne zaman uygundur?
EDM'nin açıkça en iyi seçenek olduğu durumlar vardır: geometrilerin bozulma olmadan frezelenmesi veya tornalanmasının imkansız olduğu, malzemenin aşırı sert olduğu veya hedefin belirli bir görünüm elde etmek olduğu durumlar. üstün, çapaksız bir yüzey.
- Mikro delikler ve çok derin delikler açma sıkı toleranslarla.
- Ekstrüzyonları, döner şekilleri ve karmaşık 2D konturları kesme büyük hassasiyet.
- Kalıplarda ve kalıplarda karmaşık 3 boyutlu boşlukların oluşturulması, derin damarlar ve sıkı iç köşeler.
- Sert malzemeler üzerine gravür (örneğin, tungsten veya karbür).
- İş parçasına zarar vermeden kırık muslukların veya matkapların çıkarılması, ısıl işlem görmüş malzemede.
Pratik avantajlar ve sınırlamalar
EDM, boyutsal doğruluğu, mekanik stresin olmaması ve yüksek seviyeli yüzey kalitesiAncak bu tek başına kesin bir çözüm değil ve dezavantajlarını bilmek de önemli.
- Artıları: deformasyonu en aza indiren temassız işlem; çok zorlu toleranslar (±0,0002″ mertebesinde); çok sert malzemelerin işlenmesi olanağıDerin ve stabil kesimler; daha az çapak; geleneksel kesime kıyasla düşük takım aşınma oranı; "ışıklar kapalı" otomasyon imkanı.
- Eksileri: daha yavaş önyükleme süreleri Geleneksel işlemeye göre daha az; iletken olmayan malzemeler için uygun değildir; yüksek elektrik tüketimi; yüksek makine ve işletme maliyetleri (elektrotlar, tel, dielektrik); tavlanmış tabaka son işlem geçişleri gerektirebilir; tel EDM'de kör boşluklar yapılamaz ve minimum iç yarıçap, diş çapıMükemmel keskin köşeler yeniden üretilemiyor.
Uyumlu malzemeler
Neredeyse tüm iletken metaller ve alaşımlar işlenebilir. En yaygın olanları şunlardır: çelik (sertleştirilmiş ve paslanmaz çelik dahil)bakır, alüminyum, pirinç, grafit, titanyum, tungsten karbür, kovar, altın ve gümüş.
Nikel esaslı süper alaşımlarda (Inconel, Hastelloy) EDM güvenilir bir şekilde çalışır; havacılıkta yaygın olarak kullanılan yüksek saflıktaki nikellerde ise elektrot seçimi ve parametreleri İstikrarlı başlangıç oranlarının ve kaliteli sonuçların korunması için önemlidir.
Tipik endüstriler ve parçalar
Elektriksel deşarj işleme (EDM), özellikle hassas ve sert malzemelerin önemli olduğu sektörlerde vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. havacılık, otomotiv, tıp ve enerji.
- havacılık: türbin kanatları, enjektörler, soğutma bileşenleri, yapısal destekler ve kritik toleranslara sahip aviyonik muhafazalar.
- Otomotiv ve kalıp yapımı: delme makineleri, kesme, ekstrüzyon ve derin çekme kalıpları, karmaşık kalıplar ve göstergeler.
- Tıbbi ve diş hekimliği: implantlar ve cerrahi cihazlar, ayrıntılı bilgiler ve çapaksız yüzey.
- Elektronik/yarı iletkenler: konektörler, muhafazalar ve hassas parçalar ince konturlar.
- Enerji ve diğer alanlar: Nükleer/rüzgar enerjisi için bileşenlerin işlenmesi, Ar-Ge ve uygulamalar askeri ve altyapı.
Maliyetler: yatırım, işletme ve verimlilik
Bir EDM makinesi satın almak için acele etmeden önce, yatırım, işleme maliyetleri ve iş yükü arasındaki dengeyi göz önünde bulundurun, çünkü seçim karlılığa doğrudan etkisi vardır.
Makine yatırımı
Özellikle en yeni modeller için ilk yatırım yüksektir. Çok kısa üretim adetlerinde, parça başına sabit maliyet çok yüksek olabilir, bu nedenle... iş yükünü ve getiriyi analiz edin beklenen.
İşletme ve malzeme maliyetleri
Elektrotlar, tel, dielektrik sıvı, filtreleme ve elektrik gibi malzemeler kullanılır. Ancak, malzeme israfı genellikle işleme süreçlerine göre daha azdır, bu nedenle hammadde maliyeti daha düşük olabilir. daha fazla içerik birçok uygulamada.
Bakım ve personel
Herhangi bir hassas makine gibi, önleyici bakıma (filtreleme, kılavuzlar, kalibrasyonlar) ihtiyaç duyar. Ayrıca, çalışması şunları gerektirir: deneyimli personelBu durum işçilik maliyetlerini artırır ancak kaliteyi ve zamanında teslimatı etkiler.
Verimlilik ve teslim süresi
Geleneksel işlemede birden fazla kurulum gerektiren karmaşık parçalar için EDM, süreci tek bir kurulumda tamamlayarak hataları ve teslim sürelerini azaltabilir. Ancak, sürecin kendisi daha karmaşıktır. CNC'den daha yavaş Büyük hacimli işlerde planlama önemlidir.
Takım ve tedarikçi seçimi
Batıcı elektrot üretiminde, parti boyutu küçükse elektrot üretim maliyeti önemli olabilir. Dış kaynak kullanıyorsanız, aşağıdaki özelliklere sahip tedarikçiler arayın: çekül, ip ve matkaplardan oluşan büyük bir parkİyi iletişim, güvenilir süreler ve parça boyutunuz ve karmaşıklığınız için kapasite.
EDM ve geleneksel işleme
Bu iki işlem her zaman rekabet etmez; çoğu zaman birbirini tamamlar. Örneğin kalıplarda, CNC frezeleme ile işleme yapmak ve kenarları... ile inceltmek yaygındır. tel elektrik deşarj işleme.
- EDM: temassız, daha az bozulma, son derece yüksek hassasiyet ve üstün zekalıÇok sert malzemelerle çalışır, daha yavaştır ve saatlik maliyeti daha yüksektir.
- Geleneksel: büyük başlangıçlar için daha hızlı, malzemeler açısından daha çok yönlü (sürücü olmayanları da kapsar), daha düşük saatlik maliyet; stres ve gerginlik yaratabilir ve belirli noktalara ulaşmakta zorluk çeker iç köşeler.
CNC ve standart yazılımlarla entegrasyon
CNC, tasarım ve makineyi birbirine bağlayan arayüzdür: yörüngeleri eksen hareketlerine dönüştürür ve indirmeyi yönetirTel EDM'de konik kesme için U/V eksenlerinin kullanımı yaygındır ve çok eksenli EDM'de daha ayrıntılı geometriler için dönüş eklenir.
- CAD/CAM: EDM'ye özgü geometriler ve takım yolları (tel telafisi ve geçmiş stratejiler).
- Simülasyon: Çarpışmaları tespit etmek için kesmeden önce görselleştirin ve optimize edin verimsizlikler.
- Proses izleme: Akım, voltaj ve darbe parametrelerini gerçek zamanlı olarak ayarlar.
- Yol oluşturma: girişleri/çıkışları, minimum yarıçapları ve kaliteyi kontrol eder acabado.
Adım adım iş akışı
Her ailenin (diş açma, çekül, delme) kendine has nüansları olmasına rağmen, temel akış oldukça benzerdir ve her çevrimde çalışma küvetinin içinde neler olduğunu anlamaya yardımcı olur. boşaltma ve tahliye.
- Hazırlık: İş parçası, elektrot/tel, dielektrik sıvı, koruyucu ekipman ve CNC programı hazır.
- Sabitleme ve hizalama: Parça tutulur, referans alınır ve sabitlenir başlangıç boşluğu Doğru.
- Dielektrik yönetimi: Sıvı, aktif filtrasyonla doldurulur/sağlanır (daldırma veya jet).
- Program başlatma: CNC eksenleri koordine eder ve indirir; servo gerçek zamanlı olarak ayrımı ayarlar.
- Malzemenin çıkarılması: Her kıvılcım, dielektrik malzemenin parçacığını eritir/buharlaştırır. sürükleyip çıkarmak; kaba ve finiş geçişleri tamamlanıncaya kadar tekrarlanır.
EDM'nin ezici bir üstünlükle kazandığı durumlar
Elektriksel deşarj işleme (EDM) yönteminin en iyi seçenek olduğu işler vardır: çok derin ve kararlı kesimler, sıkı iç köşelerkarmaşık geometriler, deformasyonu önlemek için ön işlemlerle kombinasyon ve sağlam kalıpların imalatı daha fazla döngüye dayanırlar daha az ikame ile.
Elektriksel deşarj işleme (EDM), esasen elektriği kendi lehinize kullanmaktır: Geleneksel işleme sertlik, geometri veya deformasyon riski nedeniyle yetersiz kaldığında, bu süreç yalnızca parçayı üretmenize değil, aynı zamanda bunu Olağanüstü hassasiyet ve son işlemCAD/CAM, otomasyon ve proses kontrolüyle entegre olarak üretim sürelerini, kaliteyi ve tekrarlanabilirliği iyileştiriyoruz.
