هل فكرت يومًا في تصميم شيء ما على الماس باستخدام الأدوات التقليدية؟? ماذا سيحدث? قد تتسبب آلات الطحن في تآكل قطعة العمل أو إتلافها. فما هو الحل? معالجة التفريغ الكهربائي (موسيقى الرقص الإلكترونية) هي عملية متقدمة تؤدي إلى تآكل المواد من قطعة العمل. بسبب الشرارات الكهربائية التي تسيطر عليها, الدقة استثنائية. من الصعب جدًا تلبية هذا التسامح مع آلات CNC التقليدية.
حقائق مثيرة للاهتمام: يمكن أن يكون تحمل EDM أكثر إحكامًا من 300 ميكرون.
ومن المثير للاهتمام, يبحث العلماء لتعزيز كفاءة EDM. على سبيل المثال, توفر الأقطاب الكهربائية المركبة من المعدن والسيراميك الموصلية الجيدة ومقاومة التآكل.
دعنا نستكشف مثالاً آخر إذا كنت مبتدئًا, ثم يمكنك فهم الفكرة. فقط تخيل أن صاعقة صغيرة ولكنها دقيقة تضرب الجسم بشكل متكرر للحصول على الشكل المعقد للمواد الموصلة مثل:
- فُولاَذ
- التيتانيوم
- سبائك غريبة
ما هي معالجة التفريغ الكهربائي?
EDM هي آلة. اختصارها هو معالجة التفريغ الكهربائي. يدمج ميكانيكيو CNC هذه التقنية لقطع الأجزاء بدقة تبلغ جزءًا من عشرة آلاف من البوصة. وهذا يعادل أخذ شعرة إنسان وتقطيعها 40 القطع - التحمل الضيق المجنون. هذه بسهولة واحدة من أكثر الآلات دقة في المتجر. الآن, هذه التكنولوجيا موجودة منذ الأربعينيات. يتم استخدامه في المقام الأول في مجال الطيران, طبي, وصناعات الأدوات والقوالب.
الآلات التقليدية مقابل. موسيقى الرقص الإلكترونية (بالقطع)
على الرغم من أن طرق التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات 3 محاور أو 5 محاور جيدة, لا يمكنهم تطوير تصميمات دقيقة مقارنةً بآلات EDM. حفر, طحن, أو تحول- تستخدم كل هذه الآلات أدوات حادة لتصميم المادة. حتى الآن, كل هذه الأدوات الحديثة لا تضمن عدم التسامح مطلقًا.
حدود الآلات التقليدية
- قدرات محدودة:غالبًا ما تفشل الآلات التقليدية في تصنيع الأشياء ذات الجدران الرقيقة. النقطة المهمة هي أن أداة القطع لها حجم بالفعل لا يمكنه الوصول إلى الزوايا.
- القيود المادية:يمكن للمواد الصلبة أن تلحق الضرر بأدوات القطع بسرعة.
- توليد حراري:الآلات التقليدية تولد حرارة الاحتكاك. هذه الحرارة يمكن أن تلحق الضرر بالأشياء الحساسة.
أنواع الآلات التفريغ الكهربائي
هناك نوعان رئيسيان من آلات التفريغ الكهربائي.
- معالجة التفريغ الكهربائي
- معالجة تفريغ الأسلاك الكهربائية
إحداها هي معالجة التفريغ الكهربائي للأكتاف المتصلبة, والآخر هو تصنيع الأسلاك الكهربائية التفريغ. الأمر كله يتعلق بالشكل.
في معالجة التفريغ الكهربائي, يتم تحديد شكل القطب ليكون شكل المنتج. بصورة مماثلة, مع تكرار عملية التفريغ الكهربائي, يقع المنتج تدريجياً في حب شكل القطب. تستخدم آلات التفريغ الكهربائي للأسلاك الأسلاك. يتم قطع المنتج. ويسمى أيضًا قطع الأسلاك.
مزايا تصنيع التفريغ الكهربائي
يتغلب EDM على القيود التالية:
الأشكال المعقدة:
EDM قادر على عمل تصميمات ثنائية أو حتى ثلاثية الأبعاد بدقة عالية. أحد الأجزاء المذهلة في تصنيع EDM هو أنه يتعامل مع التصميمات الأكثر تعقيدًا.
تصنيع المواد الصلبة:
يتضمن EDM شرارات كهربائية. وهذا يعني أن مراكز التصنيع أصبحت الآن قادرة على تصنيع معظم المواد الصلبة.
الحد الأدنى من المنطقة المتضررة من الحرارة (المخاطر):
يتم التحكم بدرجة كبيرة في الحرارة في عملية التفريغ الكهربائي. لذلك, الحرارة لا تضر الشغل.
عيوب الآلات التفريغ الكهربائي
- يقتصر على المواد الموصلة
- بطء معدل إزالة المواد
- تآكل القطب الكهربائي
- قضايا سلامة السطح
- صعوبة في معالجة الزوايا الحادة والميزات الصغيرة
- مخاوف بيئية
تطبيقات EDM (استخدامات EDM)
إن تحمل EDM يجعلها بارزة مقارنة بطرق التصنيع الأخرى. لذلك, لديها مجموعة من التطبيقات:
صنع القالب والموت:
تتطلب القوالب المعقدة لقولبة الحقن وصب القوالب المعدنية دقة وقوة عالية للتعامل مع أدوات الفولاذ الصلبة. يتفوق EDM في هذه الحالة.
أجزاء الفضاء الجوي:
تحتاج طائرات المحرك إلى الضوء, أجزاء خفيفة مقاومة للحرارة. نظرًا لأن أشكالها معقدة وطرق التصنيع التقليدية لا يمكنها تلبية متطلبات محددة, يمكن لآلات التفريغ الكهربائي تطوير أجزاء دقيقة للغاية.
أجهزة طبية:
تحتاج عمليات الزرع الجراحية إلى دقة أعلى ومواد متوافقة حيوياً. تقوم آلات EDM بتطوير الأجزاء الطبية المعقدة بشكل فعال.
صناعة الإلكترونيات:
يعد تصنيع ثقوب صغيرة للأسلاك على لوحة الدوائر المطبوعة أمرًا سهلاً باستخدام ماكينة EDM CNC.
ما يمكن أن يحققه EDM للتشطيب السطحي?
| عامل | التأثير على الانتهاء من السطح | النهاية الناتجة (Ra في مايكرو بوصة) |
| تفريغ الطاقة | طاقة أعلى = لمسة نهائية أكثر خشونة | 60 - 120 |
| طاقة أقل = لمسة نهائية أكثر سلاسة | 15 - 30 | |
| مدة النبض | مدة نبض أطول = لمسة نهائية أكثر خشونة | 60 - 120 |
| مدة نبض أقصر = لمسة نهائية أكثر سلاسة | 15 - 30 | |
| مادة القطب | تعطي الأقطاب الكهربائية النحاسية والنحاسية تشطيبات سطحية أكثر سلاسة | 20 - 40 |
| السائل العازل | النوع العازل وتأثير التنظيف على تشطيب السطح | يعتمد على سائل معين وتطبيق |
| مادة الشغل | تميل المواد الأكثر صلابة إلى إنتاج تشطيبات أكثر سلاسة | 15 - 30 |
فهم عملية EDM خطوة بخطوة
تعد عملية التفريغ الكهربائي إحدى طرق المعالجة التي تعمل على تبخير الأشياء بدلاً من تقطيعها. إذا قمت بإنشاء مسافة بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة حيث لا يتدفق تيار الهواء ثم قم بتطبيق جهد كبير, سوف يتدفق التيار عبر الفضاء.
هذه ظاهرة التفريغ الكهربائي. خلال هذا التفريغ الكهربائي, يتم توليد كمية كبيرة جدًا من الحرارة, مما يتسبب في تبخر القطب الكهربائي. يستخدم هذا في تصنيع التفريغ الكهربائي. بكل بساطة, يتم إنشاء البرق بشكل مصطنع, ويتم توليد الطاقة. لكن, هذا التفريغ لا يدوم إلى الأبد.
بعد تفريغ واحد, هناك استراحة قصيرة, ويتبخر الكائن. يمكن أن يتراوح التفريغ الواحد من ميكرون إلى عدة عشرات من الميكرونات. إنها مهمة تتطلب الكثير من الصبر حيث لا يمكن معالجتها إلا 300 درجات.
دور الأقطاب الكهربائية (آلة التنظيم الإداري):
يستخدم EDM قطبين كهربائيين:
- واحد هو القطب الأداة, عادة النحاس, نحاس, أو الجرافيت.
- والآخر هو الكائن (الشغل نفسه).
السائل العازل ووظيفته:
السائل العازل, سائل غير موصل, يملأ الفراغ بين الأقطاب الكهربائية. هذا السائل له عدة أغراض:
- يقوم السائل العازل بعزل المسافة بين الأقطاب الكهربائية عندما لا يتم إشعالها بشكل فعال.
- فهو يساعد على تبريد العملية وطرد الحطام.
فجوة الشرارة وإزالة المواد
يعد الحفاظ على فجوة صغيرة بين قطب الأداة وقطعة العمل أمرًا ضروريًا. عند تطبيق تيار كهربائي, يتراكم الجهد العالي عبر هذه الفجوة. يتغلب هذا الجهد في النهاية على الخصائص العازلة للسائل العازل, مما يسبب شرارة للقفز بين الأقطاب الكهربائية.
الحرارة الشديدة (الوصول إلى درجات حرارة تصل إلى 12000 درجة مئوية!) يذوب ويبخر كمية صغيرة من المواد من كل من القطب وقطعة العمل. تستمر هذه العملية في تكرار نفسها, مع حدوث آلاف الشرر في الثانية. تؤدي هذه الشرر إلى تآكل المادة حتى تحصل على الشكل الدقيق.
أنواع مختلفة من عمليات EDM
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من عمليات EDM:
- سلك التنظيم الإداري
- ثقالة EDM
- حفر حفرة EDM
شرح عملية EDM للأسلاك:
تخيل أن لديك سلكًا متحركًا في يدك. إنه مثل قطع شيء ما. بصورة مماثلة, يمر سلك نحاسي أو تنجستن عبر خزان مغمور يحتوي على قطعة العمل. السلك نفسه لا يلمس قطعة العمل فعليًا.
الخطوة التالية ستكون مثيرة للاهتمام. يولد السلك المتحرك وقطعة العمل شرارات. من المهم ملاحظة أنها ليست طريقة بسيطة لقطع الأسلاك. عملية EDM السلكية دقيقة. تعمل آلة قطع الأسلاك على تآكل المادة باتباع مسار يتم التحكم فيه بواسطة برنامج CNC.
لضمان قطع نظيفة, لا يستخدم الميكانيكيون هذه الأسلاك بشكل مفرط. تضمن هذه الممارسة إجراء تخفيضات دقيقة ونظيفة.
مزايا قطع الأسلاك EDM:
- يتفوق Wire EDM في إنشاء أشكال معقدة ثنائية الأبعاد
- يمكنها أن تصنع بدقة زوايا حادة وميزات مجهرية.
- يقوم سلك EDM بقطع الصفائح المعدنية الرقيقة بدقة.
تطبيقات سلك EDM:
- الإستنسل ولوحة الدوائر
- الفضاء الجوي
- صناعة السيارات لقطع الأشكال المعقدة.
ثقالة EDM (آلة الغطاس EDM)
في الغطاس EDM, يتبع قطب الأداة شكلًا هندسيًا محددًا. إنه يكرر الميزة المطلوبة على قطعة العمل. على عكس سلك EDM, يغرق قطب الأداة عموديًا في السائل العازل باتجاه قطعة العمل. يجب على الميكانيكيين التحكم في الفجوة بين القطب وقطعة العمل.
بينما يتحرك قطب الأداة ببطء إلى الأسفل, بعد برنامج CNC, يؤدي الغطاس EDM إلى تآكل مادة الشغل. إنه يكرر شكله بطريقة ثلاثية الأبعاد, والتي يمكن أن تخلق تجاويف وجيوب معقدة.
مزايا Sinker EDM:
- يمكن لـ Sinker EDM إنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة
- الأفضل للتصاميم المعقدة, قوالب, وتجاويف
تطبيقات Sinker EDM:
- يستخدم Sinker EDM على نطاق واسع في صناعة القوالب والقوالب
- صناعة الطيران والأجهزة الطبية.
حفر حفرة EDM
حفر الثقب EDM هو نوع خاص من آلات التفريغ الكهربائي حيث يتم استخدام البريق الكهربائي لعمل ثقوب دقيقة في المواد الموصلة. يتم شطف السائل العازل بشكل مستمر لتبريد وإزالة الحطام حيث يؤدي الشرر إلى تآكل المواد من قطعة العمل على طول شكل القطب المجوف. يوفر هذا الأسلوب دقة ممتازة للثقوب الصغيرة, مناسبة للمواد التي يصعب تصنيعها, ينتج أسطحًا دقيقة ولكنه يمكن أن يكون بطيئًا ويتطلب التحكم في تآكل القطب الكهربائي وتجديد الطبقة السطحية.
التكامل والأتمتة باستخدام الحاسب الآلي في EDM
آلات EDM CNC الحديثة تأتي بتقنية CNC. وهو يعمل بمثابة العقل للعملية. على سبيل المثال, يمكنه ترجمة التصميم الرقمي بشكل فعال. يقدم هذا التكامل فوائد عديدة:
مزايا CNC في EDM
- تحسين الدقة
- قدرات التصنيع المعقدة
- زيادة الإنتاجية والكفاءة
الأتمتة في عمليات EDM
بخلاف ماكينات CNC, تعمل بعض ميزات الأتمتة على تحسين كفاءة EDM. على سبيل المثال:
- خيوط الأسلاك التلقائية:في الأسلاك EDM, يمكن للأنظمة الآلية تمرير السلك الرفيع عبر الماكينة.
- أنظمة التحكم التكيفية:يمكن لهذه الأنظمة المتقدمة مراقبة عملية التصنيع في الواقع.
- التعامل الآلي مع قطع العمل:يمكن للأنظمة الآلية تحميل وتفريغ قطع العمل من الماكينة لعمليات الإنتاج بكميات كبيرة.
ما هي أنواع المواد التي يمكن معالجتها باستخدام EDM؟?
- المعادن: الفولاذ, الألومنيوم, نحاس, التيتانيوم, سبائك, إلخ.
- الجرافيت (تستخدم للأقطاب الكهربائية في EDM نفسها)
نموذج لمقارنة عملية EDM لمواد مختلفة
تعد الموصلية أحد العوامل الحاسمة في معالجة المواد باستخدام آلات EDM. بعض المواد صعبة للغاية, مثل:
- فُولاَذ
- الألومنيوم
- النحاس وحتى السبائك الغريبة.
تبعًا, المقاومة للحرارة هي العامل الرئيسي الثاني في تصنيع التفريغ الكهربائي. نظرًا لأن EDM يولد شرارات ساخنة للغاية, نحن بحاجة إلى مواد يمكنها تحمل الضغط الشديد.
أقل, ستجد معلومات دقيقة حول عملية EDM باستخدام مواد مختلفة.
| مادة | نقطة الانصهار (درجة مئوية) | معلمات الشرارة النموذجية | وقت التصنيع (مقارنة بالتقليدية) | النفايات المادية | التكلفة التقريبية (مقارنة بالتقليدية) |
| فُولاَذ (إيسي 1018) | 1482 | انخفاض الجهد, نبض أقصر | أبطأ | أدنى | أعلى |
| الألومنيوم (6061) | 660 | انخفاض الجهد, نبض أقصر | أبطأ | أدنى | أعلى |
| نحاس (C360) | 900 | الجهد المعتدل, نبض معتدل | مشابه | أدنى | مشابه |
| التيتانيوم (درجة 2) | 1668 | الجهد العالي, نبض أطول | أبطأ | أدنى | أعلى |
ملحوظة: لمعرفة التكلفة ومزيد من التفاصيل, يجب عليك الاتصال بمحترف ورشة تصنيع CNC.
متى تستخدم EDM?
يمكننا استخدام EDM في المواقف التالية:
- المواد الصلبة أو الهشة
- ثقوب صغيرة وميزات معقدة
- التقليل من التشوه الحراري
- تشطيبات خالية من الحرق
خاتمة
تصنيع التفريغ الكهربائي (موسيقى الرقص الإلكترونية) تكتسب شعبية في الصناعة التحويلية. إنه البديل الأمثل لطرق التصنيع التقليدية ويمكنه تنفيذ التصميمات بكفاءة على المواد الموصلة الأكثر صلابة.
- ما هي الآلات التفريغ الكهربائي جيدة في?
يعد تصنيع الآلات التفريغ الكهربائي جيدًا
- التفاصيل الدقيقة
- تصنيع المعادن الصلبة
2. ما هي آلات التفريغ الكهربائي التي لا تجيدها؟?
الآلات التي تعتبر معالجة التفريغ الكهربائي أمرًا فظيعًا:
- الإنتاج بكثافة الإنتاج بكميات ضخمة
- جعلها سلسة, مثل التلميع
3. ما هو مبدأ EDM?
EDM يحمل تآكلًا متحكمًا فيه. فيما يلي الخطوات الأساسية:
- أقطاب كهربائية
- السائل العازل
- سبارك جيل
- إزالة المواد
- التحكم الدقيق
1 فكرت في "ما هي معالجة التفريغ الكهربائي? دليل EDM النهائي 2024”