Hai mai pensato di disegnare qualcosa su un diamante con strumenti tradizionali? Cosa accadrà? Le fresatrici farebbero fatica o danneggerebbero il pezzo. Allora qual è la soluzione?? Lavorazione tramite elettroerosione (Elettroerosione) è un processo avanzato che erode il materiale da un pezzo. A causa di scintille elettriche controllate, la precisione è eccezionale. Questa tolleranza è molto difficile da soddisfare con le tradizionali macchine CNC.
Fatti interessanti: La tolleranza all'elettroerosione può essere molto più stretta di 300 micron.
È interessante notare, gli scienziati stanno effettuando ricerche per migliorare l’efficienza dell’EDM. Ad esempio, Gli elettrodi compositi metallo-ceramica forniscono una buona conduttività e resistenza all'usura.
Esploriamo un altro esempio, quindi se sei un principiante, allora potrai afferrare l'idea. Immagina solo che un fulmine minuscolo ma preciso colpisca ripetutamente l'oggetto per ottenere la forma complessa su materiali conduttivi come:
- Acciaio
- Titanio
- Leghe esotiche
Che cos'è la lavorazione ad elettroerosione?
L'elettroerosione è una macchina. La sua abbreviazione è lavorazione con elettroerosione. I macchinisti CNC incorporano questa tecnologia per tagliare le parti con una precisione di un decimillesimo di pollice. Ciò equivale a prendere un capello umano e tagliarlo 40 pezzi: tolleranze pazzesche. Questa è facilmente una delle macchine più precise del negozio. Ora, questa tecnologia esiste dagli anni '40. È utilizzato principalmente nel settore aerospaziale, medico, e industrie di utensili e matrici.
Lavorazione tradizionale vs. Elettroerosione (Lavorazione)
Sebbene i metodi di lavorazione CNC a 3 o 5 assi siano buoni, non possono sviluppare progetti accurati rispetto alla lavorazione EDM. Perforazione, fresatura, O girando—tutte queste macchine utilizzano strumenti affilati per progettare un materiale. Ancora, tutti questi strumenti moderni non garantiscono la tolleranza zero.
Limitazioni della lavorazione tradizionale
- Capacità limitate:La lavorazione tradizionale spesso non riesce a realizzare oggetti con pareti sottili. Il punto è che l’utensile da taglio ha già una dimensione che non riesce a raggiungere gli angoli.
- Limitazioni sui materiali:I materiali tenaci possono danneggiare rapidamente gli utensili da taglio.
- Generazione di calore:La lavorazione tradizionale genera calore da attrito. Questo calore può danneggiare gli oggetti delicati.
Tipi di lavorazione con elettroerosione
Esistono due tipi principali di lavorazione con elettroerosione.
- Lavorazione ad elettroerosione
- Lavorazione mediante elettroerosione a filo
Una è l'elettroerosione per spallamenti rigidi, e l'altro è la lavorazione con elettroerosione a filo. È tutta una questione di forma.
Nella lavorazione con elettroerosione, la forma dell'elettrodo è determinata in modo da corrispondere alla forma del prodotto. Allo stesso modo, man mano che si ripete la lavorazione con elettroerosione, il prodotto si innamora gradualmente della forma dell'elettrodo. La lavorazione con elettroerosione a filo utilizza filo. Il prodotto è tagliato. Si chiama anche taglio del filo.
Vantaggi dell'elettroerosione
L'EDM supera le seguenti limitazioni:
Forme complesse:
L'EDM è in grado di realizzare progetti 2D o anche 3D con elevata precisione. Uno degli aspetti sorprendenti della lavorazione EDM è che gestisce i progetti più complessi.
Lavorazione di materiali duri:
L'EDM incorpora scintille elettriche. Ciò significa che i centri di lavoro sono ora in grado di lavorare la maggior parte dei materiali rigidi.
Zona interessata dal calore minimo (HAZ):
Il calore nella lavorazione con elettroerosione è molto controllato. Perciò, il calore non danneggia il pezzo.
Svantaggi della lavorazione con elettroerosione
- Limitato ai materiali conduttivi
- Tasso di rimozione del materiale lento
- Usura e rottura degli elettrodi
- Problemi di integrità della superficie
- Difficoltà nella lavorazione di spigoli vivi e piccoli elementi
- Preoccupazioni ambientali
Applicazioni dell'elettroerosione (usi dell'EDM)
La tolleranza all'elettroerosione lo rende prominente rispetto ad altri metodi di lavorazione. Perciò, ha una gamma di applicazioni:
Costruzione di stampi e matrici:
Stampi complessi per lo stampaggio a iniezione e la pressofusione dei metalli richiedono elevata precisione e resistenza per gestire acciai duri per utensili. L'EDM eccelle in questa situazione.
Parti aerospaziali:
I jet del motore hanno bisogno di luce, parti luminose resistenti al calore. Poiché hanno forme complesse e metodi di lavorazione tradizionali, non possono soddisfare richieste specifiche, la lavorazione con elettroerosione può sviluppare parti altamente precise.
Dispositivi medici:
Gli impianti chirurgici necessitano di maggiore precisione e materiali biocompatibili. La lavorazione per elettroerosione sviluppa in modo efficace parti mediche complesse.
Industria elettronica:
Realizzare piccoli fori per i cavi su un circuito stampato è facile con la lavorazione CNC EDM.
Cosa può ottenere la finitura superficiale tramite elettroerosione?
| Fattore | Impatto sulla finitura superficiale | Finitura risultante (Ra in micropollici) |
| Scarica Energia | Energia più elevata = finitura più ruvida | 60 – 120 |
| Energia inferiore = finitura più liscia | 15 – 30 | |
| Durata dell'impulso | Durata dell'impulso più lunga = finitura più ruvida | 60 – 120 |
| Durata dell'impulso più breve = finitura più liscia | 15 – 30 | |
| Materiale dell'elettrodo | Gli elettrodi in ottone e rame garantiscono finiture superficiali più lisce | 20 – 40 |
| Fluido dielettrico | Tipo dielettrico e impatto del lavaggio sulla finitura superficiale | Dipende dal fluido e dall'applicazione specifici |
| Materiale del pezzo | I materiali più duri tendono a produrre finiture più lisce | 15 – 30 |
Comprendere il processo EDM passo dopo passo
La lavorazione con elettroerosione è un metodo di lavorazione che vaporizza le cose anziché tagliarle. Se si crea uno spazio tra gli elettrodi positivo e negativo dove non scorre corrente d'aria e quindi si applica una tensione enorme, una corrente scorrerà attraverso lo spazio.
Questo è un fenomeno di scarica elettrica. Durante questa scarica elettrica, viene generata una quantità estremamente grande di calore, che fa evaporare l'elettrodo. Viene utilizzato nella lavorazione con elettroerosione. Per dirla semplicemente, il fulmine è creato artificialmente, e viene generata energia. Tuttavia, questa scarica non dura per sempre.
Dopo una scarica, c'è una breve pausa, e l'oggetto vaporizza. Una scarica può variare da un micron a diverse decine di micron. È un lavoro che richiede molta pazienza poiché può solo elaborare 300 gradi.
Il ruolo degli elettrodi (Macchina per elettroerosione):
L'EDM utilizza due elettrodi:
- Uno è l'elettrodo dello strumento, tipicamente ottone, rame, o grafite.
- L'altro è l'oggetto (pezzo stesso).
Fluido dielettrico e sua funzione:
Fluido dielettrico, un liquido non conduttivo, riempie lo spazio tra gli elettrodi. Questo fluido ha diversi scopi:
- Il fluido dielettrico isola lo spazio tra gli elettrodi quando non vi sono scintille attive.
- Aiuta a raffreddare il processo e a eliminare i detriti.
Lo spinterometro e la rimozione del materiale
È essenziale mantenere un piccolo spazio tra l'elettrodo dell'utensile e il pezzo da lavorare. Quando viene applicata una corrente elettrica, attraverso questo spazio si accumula un'alta tensione. Questa tensione alla fine supera le proprietà isolanti del fluido dielettrico, provocando una scintilla tra gli elettrodi.
Il caldo intenso (raggiungendo temperature fino a 12.000°C!) fonde e vaporizza una piccola quantità di materiale sia dall'elettrodo che dal pezzo in lavorazione. Questo processo continua a ripetersi, con migliaia di scintille che si verificano al secondo. Queste scintille erodono il materiale fino ad ottenere la forma delicata.
Diversi tipi di processi EDM
Esistono tre tipi principali di processi EDM:
- Elettroerosione a filo
- Elettroerosione a tuffo
- Elettroerosione per foratura
Spiegazione del processo di elettroerosione a filo:
Immagina di avere in mano un filo che si muove. È come tagliare qualcosa. Allo stesso modo, un filo di ottone o di tungsteno passa attraverso una vasca sommersa contenente il pezzo da lavorare. Il filo stesso non tocca fisicamente il pezzo.
Il prossimo passo sarà interessante. Il filo in movimento e il pezzo generano scintille. È importante notare che non si tratta di un semplice metodo di taglio del filo. Il processo di elettroerosione a filo è esatto. Una macchina per il taglio a filo erode il materiale seguendo un percorso controllato da un programma CNC.
Per garantire un taglio netto, i macchinisti non utilizzano eccessivamente questi fili. Questa pratica garantisce tagli precisi e netti.
Vantaggi dell'elettroerosione a filo:
- L'elettroerosione a filo eccelle nella creazione di forme 2D complesse
- Può creare con precisione angoli acuti e caratteristiche microscopiche.
- L'elettroerosione a filo taglia con precisione lamiere sottili.
Applicazioni dell'elettroerosione a filo:
- Stencil e circuito stampato
- Aerospaziale
- Industrie automobilistiche per il taglio di forme complesse.
Elettroerosione a tuffo (macchina per elettroerosione a tuffo)
Nell'elettroerosione a tuffo, l'elettrodo dell'utensile segue una determinata forma geometrica. Replica la caratteristica desiderata sul pezzo. A differenza dell'elettroerosione a filo, l'elettrodo dell'utensile affonda verticalmente nel fluido dielettrico verso il pezzo da lavorare. I macchinisti devono controllare lo spazio tra l'elettrodo e il pezzo.
Mentre l'elettrodo dello strumento si abbassa lentamente, seguendo un programma CNC, L'elettroerosione a tuffo erode il materiale del pezzo. Replica la sua forma in modo tridimensionale, che possono creare cavità e tasche complesse.
Vantaggi dell'elettroerosione a tuffo:
- L'elettroerosione a tuffo può creare forme 3D complesse
- Ideale per progetti complessi, muffe, e cavità
Applicazioni dell'elettroerosione a tuffo:
- L'elettroerosione a tuffo è ampiamente utilizzata nella costruzione di stampi e matrici
- Industrie aerospaziali e dei dispositivi medici.
Elettroerosione per foratura
L'elettroerosione per foratura è un tipo particolare di lavorazione con elettroerosione in cui vengono utilizzate scintille elettriche per realizzare fori precisi in materiali conduttivi. Il fluido dielettrico viene continuamente lavato per raffreddare e rimuovere i detriti mentre le scintille erodono il materiale dal pezzo lungo la forma cava dell'elettrodo. Questo approccio fornisce un'eccellente precisione per fori minuscoli, è adatto per materiali difficili da lavorare, produce superfici fini ma può essere lento e richiedere il controllo dell'usura degli elettrodi e il ricondizionamento dello strato superficiale.
Integrazione e automazione CNC nell'elettroerosione
Le moderne macchine CNC per elettroerosione sono dotate della tecnologia CNC. Funziona come il cervello dell'operazione. Per esempio, può tradurre efficacemente il design digitale. Questa integrazione offre numerosi vantaggi:
Vantaggi del CNC nell'elettroerosione
- Precisione migliorata
- Capacità di lavorazione complesse
- Maggiore produttività ed efficienza
Automazione nei processi EDM
Altro che macchine CNC, alcune funzionalità di automazione migliorano ulteriormente l’efficienza dell’EDM. Per esempio:
- Infilatura automatica del filo:Nell'elettroerosione a filo, i sistemi automatizzati possono infilare il filo sottile attraverso la macchina.
- Sistemi di controllo adattivo:Questi sistemi avanzati possono monitorare il processo di lavorazione in tempo reale.
- Movimentazione automatizzata dei pezzi:I sistemi automatizzati possono caricare e scaricare i pezzi dalla macchina per cicli di produzione di volumi elevati.
Quali tipi di materiali possono essere lavorati con l'elettroerosione?
- Metalli: Acciai, alluminio, rame, titanio, leghe, eccetera.
- Grafite (utilizzato per gli elettrodi nell'EDM stesso)
Esempio di confronto del processo EDM per diversi materiali
La conduttività è uno dei fattori critici nella lavorazione dei materiali con la lavorazione EDM. Alcuni materiali sono molto difficili, ad esempio:
- Acciaio
- Alluminio
- Ottone e anche leghe esotiche.
Successivamente, la resistenza al calore è il secondo fattore principale nella lavorazione con elettroerosione. Poiché l'EDM genera scintille estremamente calde, abbiamo bisogno di materiali in grado di resistere alla pressione estrema.
Sotto, troverai informazioni precise sul processo di elettroerosione utilizzando diversi materiali.
| Materiale | Punto di fusione (°C) | Parametri Spark tipici | Tempo di lavorazione (rispetto al Tradizionale) | Rifiuti materiali | Costo approssimativo (rispetto al Tradizionale) |
| Acciaio (AISI 1018) | 1482 | Tensione inferiore, impulso più breve | Più lentamente | Inferiore | Più alto |
| Alluminio (6061) | 660 | Tensione inferiore, impulso più breve | Più lentamente | Inferiore | Più alto |
| Ottone (C360) | 900 | Voltaggio moderato, polso moderato | Simile | Inferiore | Simile |
| Titanio (Grado 2) | 1668 | Voltaggio più alto, impulso più lungo | Più lentamente | Inferiore | Più alto |
Nota: Per il costo e ulteriori dettagli, ti conviene rivolgerti ad un professionista Officina di lavorazione CNC.
Quando utilizzare l'EDM?
Possiamo utilizzare l'EDM nelle seguenti situazioni:
- Materiali duri o fragili
- Piccoli fori e caratteristiche complesse
- Riduzione al minimo della distorsione del calore
- Finiture senza sbavature
Conclusione
Lavorazione ad elettroerosione (Elettroerosione) sta guadagnando popolarità nel settore manifatturiero. È l'alternativa perfetta ai metodi di lavorazione tradizionali e può eseguire in modo efficiente progetti sui materiali conduttivi più rigidi.
- In cosa è efficace la lavorazione con elettroerosione?
La lavorazione con elettroerosione è brava
- Dettagli raffinati
- Lavorazione di metalli tenaci
2. In cosa non è efficace la lavorazione con elettroerosione?
La lavorazione con elettroerosione è terribile:
- Produzione di massa
- Rendendolo liscio, come la lucidatura
3. Qual è il principio dell'EDM?
L'elettroerosione comporta una corrosione controllata. Ecco i passaggi chiave:
- Elettrodi
- Fluido dielettrico
- Generazione di scintille
- Rimozione materiale
- Controllo preciso
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