Elektroerozja drutowa (obróbka elektroerozyjna) to proces, w którym możemy ciąć każdy materiał przewodzący prąd elektryczny, twardy lub miękki, a nawet węglik lub diament. Drut EDM tnie bez kontaktu fizycznego z detalem. W naszej narzędziowni obróbka WEDM jest stałym elementem naszej pracy.
Historia EDM
W XVIII wieku angielski naukowiec Joseph Priestly odkrył, że może erodować metal za pomocą wyładowań elektrycznych. Jednak dopiero w drugiej wojnie światowej proces ten stał się przydatny, gdy dwaj rosyjscy naukowcy, małżeństwo o imieniu Lazarenko, opracowali kontrolowaną metodę wykorzystania elektryczności do usuwania metalu. Na początku EDM był używany głównie do usuwania zepsutych gwintowników i wierteł poprzez doprowadzenie elektrody do środka złamanego narzędzia. Oprócz elektroerozji drutowej tę samą zasadę stosuje się obecnie w elektrodrążarkach wgłębnych, która tworzy wnękę w elemencie obrabianym za pomocą elektrody miedzianej lub grafitowej o pożądanym kształcie. Wiertarka elektroerozyjna wykorzystuje elektrodę rurową do „wypalenia” otworu przez materiał przewodzący.
Obróbka detali za pomocą elektroerozji drutowej (WEDM)
WEDM, który wszedł do użytku komercyjnego w latach 60. XX wieku, wykorzystuje naprężony drut, , jako elektrodę. Zwykle obrabiany przedmiot i drut są zanurzone w wodzie dejonizowanej. Woda działa jako dielektryk (izolator elektryczny), dopóki nie nastąpi wyładowanie elektryczne. Gdy drut zbliża się do przedmiotu obrabianego, w pewnym momencie odległość staje się wystarczająco mała, a napięcie na tyle duże, że powstaje rozładowanie elektryczności - iskry - między drutem a przedmiotem obrabianym.
Wyładowanie elektryczne ogrzewa niewielką część przedmiotu obrabianego do tysięcy stopni. Dielektryk staje się zjonizowanym gazem lub plazmą, która balonuje się pod wysokim ciśnieniem. Bańka plazmowa zapada się, zmuszając stopiony materiał do rozproszenia się w płynie dielektrycznym, pozostawiając szczeline w obrabianym elemencie. W tym samym czasie część drutu ulega erozji. Ten proces rozładowania powtarza się szybko, do 250 000 razy na sekundę. W ten sposób metal w pobliżu drutu jest usuwany, a wzdłuż drutu tworzy się nacięcie. Przepłukiwany strumień wody chłodzi drut i usuwa wytwarzane cząstki.
Ponieważ drut jest również nieco erodowany w tym procesie, drutowa maszyna EDM stale podaje świeży drut ze szpuli. Maszyna tnie zużyty drut i pozostawia go w koszu w celu recyklingu.
Aby wyciąć kształt wewnętrzny, musisz wykonać otwór pilotujący. Można to zrobić konwencjonalnym wiertłem lub wiertarką elektroerozyjną. Drut jest przewleczony przez otwór, aby rozpocząć. Nowoczesne maszyny CNC zapewniają automatyczne nawlekanie drutu. Strumień wody lub strumień powietrza prowadzi drut przez obrabiany przedmiot. Maszyna automatycznie wykonuje niezbędne połączenia mechaniczne i elektryczne. Jeśli drut pęknie podczas cięcia części, urządzenie wykrywa przerwanie, ponownie przewleka drut i wznawia cięcie w miejscu, w którym drut się złamał.
Wpływ drutu na proces elektroerozji
Krytycznymi składnikami procesu EDM są drut i woda dielektryczna. Drut jest dostępny w kilku materiałach i różnych średnicach.
Drut używany do większości zastosowań jest wykonany z mosiądzu. Jeśli potrzebujesz wyższej wydajności, możesz wybrać drut ocynkowany w celu zwiększenia prędkości i lepszego wykończenia powierzchni. Powłoka cynkowa pozwala drutowi tolerować wyższe ciepło i pomaga utrzymać spójność iskry.
Dzisiejsze maszyny EDM wykrywają rodzaj drutu i warunki cięcia i odpowiednio dostosowują prędkość cięcia. Zmiana drutu może poprawić prędkość procesu. Na przykład w jednym projekcie zastosowano drut mosiężny, który wykonał cięcie w ciągu 10 godzin. Ale rozproszony drut odprężony skrócił go do siedmiu godzin, nie zmieniając żadnych ustawień. Proces elektroerozji można zoptymalizować, dostosowując ustawienia maszyny oraz poprzez dobór optymalnego drutu.
Inne rodzaje drutu EDM są dostępne do określonych zastosowań. Na przykład wszczepialne urządzenia medyczne nie mogą napotykać miedzi, dlatego stosuje się drut molibdenowy. Odporny na pękanie drut mosiężny z rdzeniem stalowym jest stosowany do zastosowań, w których drut jest pod wysokim napięciem.
Woda, a elektroerozja drutowa.
Aby uzyskać najlepszą wydajność maszyny do elektroerozji drutowej, musisz utrzymywać czystość wody i prawidłowe przewodnictwo. W procesie WEDM część metalu wchodzi do wody w postaci małych cząstek, a część rozpuszcza się w wodzie. Klasyczny system oczyszczania wody działa składa się z dwóch części: uzdatnianie wody - filtr do usuwania cząstek oraz filtr dejonizujący, aby usunąć atomy metalu z roztworu. W firmie Reg Form używamy filtrów ekologicznych, dzięki czemu nie musimy wymieniać filtrów, na nowe. Proces konserwacji polega na usuwaniu cząstek metalu i czyszczeniu filtrów.
Aplikacje w procesie WEDM
Elektroerozja drutowa sprawdza się w wielu różnych projektach gdzie trzeba wykonać np: mały promień wewnątrz narożników, ciasne szczeliny. W sytuacji gdy do obróbki mamy trudny w obróbce materiał, (np stal narzędziowa - hartowana , czy wysokowydajny stop). Czasami kluczowa jest jakość powierzchni oraz wysoka tolerancja wykonania otworów. W naszej firmie częstą aplikacją jest wykonanie otworów w tolerancji h7, pod wypychacze w formach. Nasza narzędziownia wykorzystuje elektroerozję do wykonywania stempli i matryc.
