אם שמעתם על EDM ותוהים על מה מדובר, הגעתם למקום הנכון. תהליך זה, המכונה גם... עיבוד שבבי של פריקה חשמליתזה מאפשר ייצור של גיאומטריות מורכבות בחומרים קשים מאוד מבלי שהכלי ייגע פיזית בחומר העבודה. במילים אחרות, הכלי לא חותך: הניצוץ עושה את העבודה.
לאורך מדריך זה תבינו מהו EDM, איך הוא עובד, אילו סוגים קיימים, אילו חומרים ניתן לעבד באמצעותו?תלמדו מתי מתאים להשתמש בו, מהן העלויות הכרוכות בו, וכיצד הוא משתווה לעיבוד שבבי מסורתי. תראו גם את רכיביו, את תהליך העבודה שלב אחר שלב, ותשובות לשאלות נפוצות, הכל מוצג בצורה ברורה וטבעית כדי להקל על מציאת מה שאתם צריכים.
מהו EDM (עיבוד שבבי פריקה חשמלית)?
EDM היא טכניקת הסרת חומרים המשתמשת באנרגיה תרמית: פריקות חשמליות מבוקרות בין אלקטרודה לחומר עבודה הוא משמש להיתוך ואידוי של חלקים קטנים של מתכת. הוא עובד אך ורק עם חומרים מוליכים או מוליכים למחצה, כך שפלסטיק, עץ, זכוכית או קרמיקה מבודדת אינם מתאימים.
הכוח הגדול ביותר שלו הוא שהוא תהליך ללא מגע מכנימכיוון שאין כוח חיתוך, העיוות ממוזער בחלקים עדינים, דפנות דקות או פרטים צרים מאוד, ומתקבלים גימורי משטח עדינים מאוד עם סבילות תובעניות.
באשר למקורותיו, ההשפעה הסחיפה של החשמל ידועה מאז המאה ה-18, אך רק בשנות ה-40 של המאה ה-20 מדענים סובייטים גילו... ב. ונ. לזארנקו הם פיתחו מעגל של פריקות חוזרות ונשנות בתווך דיאלקטרי שהפך עיבוד שבבי מבוקר לאפשרי. בסוף שנות ה-60, עיבוד שבבי באמצעות פריקה חשמלית של חוטים (EDM) מצא תאוצה לאחר הופעת המכונות המסחריות הראשונות, ומאז הטכנולוגיה המשיכה להתפתח. בוגר ומשלב בקרת CNC, רב-צירים ואוטומציה.
איך זה עובד: מדחף חשמלי ועד להסרת חומר
בכל סוגי ה-EDM, העיקרון זהה: אלקטרודה (חוט, מוט או אלקטרודה מעוצבת) מקרבת לחומר העבודה, תוך שמירה על הפרדה מיקרוסקופית. הגנרטור מפעיל פולסים היוצרים ניצוץ בין האלקטרודה לחלקהטמפרטורה המקומית יכולה להגיע לסדר גודל של 14.500 עד 21.500 מעלות פרנהייט, מספיק כדי להמיס ולאדות את החומר בנקודות ספציפיות.
התהליך מתרחש אלפי פעמים בשנייה. נוזל דיאלקטרי (שמן ספציפי או מים מזוקקים הפועלים כמבודדים ונוזל קירורהוא מפנה את המיקרו-חלקיקים שהתנתקו, מייצב את הפריקה ומונע ניצוצות לא רצויים. בינתיים, מערכת סרוו שולטת בהפרדה כדי לשמור על הניצוץ בנקודתו האופטימלית, והגנרטור מתאים פרמטרים כגון מתח, זרם, תדר ואפילו צורת הפולס.
היעדר מגע מפחית מתחים שיוריים וקוצצים; למרות זאת, נוצרת שכבה דקה של "יציקה מחדש" על פני השטח, כך שבחלקים קריטיים מומלץ להתאים את האנרגיה של המעברים האחרונים לשיפור שלמות וגימור מטלורגיים.
הרכיבים העיקריים של מכונת EDM
מעבר לשלדה ולסרנים, מכונת עיבוד שבבי פריקה חשמלית (EDM) משלבת מספר מערכות המאפשרות דיוק וחזרה על התהליך; לכל אחת מהן תפקיד ספציפי. קריטי לאיכות הסופית.
ספק כוח ומחולל דופק
הוא מפעיל את המערכת ומייצר את הניצוץ. הוא מווסת. מתח, זרם, תדר ומשך דופק בהתאם לפעולה: חיתוך גס, חצי גימור או גימור. כוונון עדין חיוני לאיזון קצב ההתחלה, בלאי האלקטרודה וגימור פני השטח.
אלקטרודות
ב-Sinker EDM, האלקטרודה משחזרת את החלל שיש לעבד בצורה שלילית; ב-Wire EDM, האלקטרודה היא חוט דק מאוד, וב-Cuting, היא צינור מוליך שדרכו זורם גם החומר הדיאלקטרי. חומרים אופייניים: גרפיט, נחושת, נחושת-טונגסטן, טונגסטן, פליז וסגסוגות קשורות, לכל אחת תכונות משלה. איזון בין מוליכות, עמידות בפני שחיקה ויכולת עיבוד שבבי.
מערכת דיאלקטרית
זהו "המדיום" הפועל. זה יכול להיות שמן (נפוץ יותר במשקלים) או מים מזוקקים (אופייני ב-EDM תיל). הוא מקרר, מסיר חלקיקים, מייצב את תעלת הפריקה ומפחית קצרים. הוא כולל מיכל, משאבה, מסננים, ובמכונות רבות, מערכות קירור כדי לשלוט על טמפרטורת הנוזל.
בקרת סרוו ובקרה מספרית
בקרת הסרוו מתאימה את הפער (ההפרדה) בין האלקטרודה לחומר העבודה בזמן אמת כדי להבטיח ניצוץ יעיל ויציב, בעוד שה-CNC מתזמר. מסלולים, נטיות, זמני הורדה וסנכרוןשילוב זה מבטיח דיוק וחזרה אפילו בפרטים עדינים מאוד.
מדריכים, ראשים ואביזרים
מכונת הזזה של חוטים משתמשת במדריכים עליונים ותחתונים המחזיקים וממקמים את החוט; היישור והגובה המשתנה שלהם מאפשרים עבודה עם חלקים בגדלים שונים. גובה ולבצע חיתוכים בזווית ביחס לציר ה-Z. המכונה משלבת גם מיכל עבודה, משאבה, גופי התאמה, מדי מתח (מד מתח/מד זרם) ולעתים קרובות, מערכת ייעודית לפריקת/סינון חלקיקים.
סוגי EDM ולמה כל אחד מהם משמש
בהתאם לגיאומטריה, גודל התכונה והגימור הרצוי, סוג אחד או אחר יתאים יותר. לכולם יש את אותו עיקרון של שחיקת ניצוצות, אך כלי האלקטרודה וה... אסטרטגיית חיתוך.
EDM באמצעות חדירה (משקוע, טבילה או חלל)
משתמשים באלקטרודה בעלת הצורה הרצויה (עשויה גרפיט או נחושת, למשל), אשר מוכנסת לחומר העבודה כדי "להעתיק" את הגיאומטריה הזו. זוהי השיטה האידיאלית עבור חללים מורכבים, ורידים עמוקים, פינות פנימיות צרות מאוד ופרטים שבלתי אפשריים או יקרים מאוד להשגה בשיטות קונבנציונליות. יתר על כן, הדבר מפחית את העיבוד הנדרש לאחר מכן לשיפור הגימור או להקשיחות המשטחים.
הוא פועל בדרך כלל שקוע בשמן דיאלקטרי ומספק שליטה מצוינת באזורים תלת-ממדיים, מה שהופך אותו למרכיב עיקרי ב תבניות, תבניות וכלים בעל מורכבות גבוהה. קיבולתו כמעט ולא תלויה בקשיות החומר.
עיבוד שבבי של פריקה חשמלית של חוטים (EDM)
הוא משתמש בחוט מוליך דק מאוד, בדרך כלל בקוטר של 0,05 עד 0,35 מ"מ, אשר "מנסר" את החומר באמצעות ניצוצות בעוד שהדיאלקטרי (מים מזוקקים) מקרר ומפנה חלקיקיםזה אידיאלי לקווי מתאר דו-ממדיים מדויקים מאוד, גם עם הטיות ביחס ל-Z, ובמרכזים מתקדמים, עם 5 צירים.
זה דורש חור הברגה ראשוני ויכול רק לייצר דרך חללים, לא עיוור. זה מאפשר רדיוסים פנימיים קטנים מאוד (מוגבלים על ידי קוטר החוט), דיוק מעולה במחוררים, במשבצות וברכיבים לרכב וחלל, רפואי ודנטלי.
EDM (EDM קידוח)
מתמחה בחורים זעירים ובחורים עמוקים, ישרים וללא קוצים. הוא משתמש באלקטרודות צינוריות המאפשרות את זרימת החומר הדיאלקטרי דרך הכלי כדי לפנות את החומר. הוא יכול להשיג קטרים של כ... 0,0015 אינץ' (≈0,038 מ"מ) או גבוה יותר, אפילו עם יחסי גובה-רוחב גבוהים מאוד.
יתרונות עיקריים: מקדחים ללא סטייה על משטחים מעוקלים או משופעים, אינם מושפעים מקשיחות החומר ומשאירים גימור כה עדין שבמקרים רבים, משמש כמשטח מתגלגל ללא עיבוד שבבי לאחר מכן. הוא משמש בדרך כלל להתנעת החוט בעיבוד שבבי תיל, הסרת ברזים שבורים ויצירת תעלות קירור בלהבי טורבינה.
גרסאות והרחבות: רב-צירים, מיקרו-EDM וכרסום EDM
מתי מתאים לבחור ב-EDM?
ישנם מצבים בהם EDM הוא ללא ספק האפשרות הטובה ביותר: כאשר גיאומטריות בלתי אפשריות לכרסום או לחריטה ללא עיוות, כאשר החומר קשה ביותר, או כאשר המטרה היא להשיג מראה מסוים. גימור מעולה וללא קוצים.
- קידוח חורים זעירים וחורים עמוקים מאוד עם סבולות הדוקות.
- חיתוך פרופילים אקסטרוזים, צורות סיבוביות וקווי מתאר דו-ממדיים מורכבים בעזרת דיוק רב.
- יצירת חללים תלת-ממדיים מורכבים בתבניות ובמבנים, עם ורידים עמוקים ופינות פנימיות צרות.
- חריטה על חומרים קשים (לדוגמה, טונגסטן או קרביד).
- הסרת ברזים או מקדחות שבורים מבלי לפגוע בחומר העבודה, אפילו בחומר שעבר טיפול בחום.
יתרונות ומגבלות מעשיות
EDM בולט בדיוק המימדים שלו, בהיעדר לחץ מכני וב- גימור משטח ברמה גבוההאבל זה לא פתרון קסם, וחשוב גם להכיר את חסרונותיו.
- יתרונות: תהליך ללא מגע הממזער עיוות; סבולות תובעניות מאוד (בסדר גודל של ±0,0002 אינץ'); אפשרות לעיבוד חומרים קשים מאודחיתוכים עמוקים ויציבים; פחות קוצים; קצב שחיקה נמוך של כלים בהשוואה לחיתוך קונבנציונלי; אפשרות לאוטומציה של "כיבוי אורות".
- חסרונות: זמני אתחול איטיים יותר מאשר בעיבוד שבבי מסורתי; הוא אינו מתאים לחומרים שאינם מוליכים; צריכת חשמל גבוהה; עלויות מכונה ותפעול גבוהות (אלקטרודות, חוט, דיאלקטרי); השכבה המחושלת עשויה לדרוש מעברי גימור; בעיבוד שבבי חוט, לא ניתן ליצור חללים עיוורים, והרדיוס הפנימי המינימלי מוגבל על ידי קוטר החוטפינות חדות לחלוטין אינן משוחזרות.
חומרים תואמים
כמעט כל המתכות והסגסוגות המוליכות ניתנות לעיבוד במכונה. בין הנפוצים ביותר... פלדה (כולל פלדת אל-חלד מוקשה)נחושת, אלומיניום, פליז, גרפיט, טיטניום, טונגסטן קרביד, קובאר, זהב וכסף.
בסגסוגות-על מבוססות ניקל (אינקונל, הסטלוי), EDM פועל בצורה אמינה; עם ניקל בעל טוהר גבוה הנמצא בשימוש נרחב באווירונאוטיקה, ה... בחירת אלקטרודות ופרמטרים זהו מפתח לשמירה על שיעורי התחלת עבודה יציבים וגימורים איכותיים.
תעשיות וחלקים אופייניים
עיבוד שבבי פריקה חשמלית (EDM) הפך לכלי הכרחי במגזרים בהם חומרים מדויקים וקשים חיוניים, עם בולטות מיוחדת ב... תעופה וחלל, רכב, רפואה ואנרגיה.
- תעופה וחלל: להבי טורבינה, מזרקים, רכיבי קירור, תומכים מבניים ומארזי אוויוניקה עם סבולות קריטיות.
- ייצור כלי רכב ותבניות: אגרופים, חיתוך, שיחול ושרטוט עמוק, תבניות ומדידים מורכבים.
- רפואי ודנטלי: שתלים ומכשירים כירורגיים עם פרטים קטנטנים גימור ללא קוצים.
- אלקטרוניקה/מוליכים למחצה: מחברים, מארזים וחלקים מדויקים עם קווי מתאר עדינים.
- אנרגיה ותחומים אחרים: עיבוד שבבי של רכיבים לאנרגיית גרעינית/אנרגיה ברוח, מחקר ופיתוח ויישומים צבא ותשתיות.
עלויות: השקעה, תפעול ופריון
לפני שאתם ממהרים לקנות מכונת EDM, שקלו את האיזון בין השקעה, עלויות עיבוד ועומס עבודה, כי הבחירה יש השפעה ישירה על הרווחיות.
השקעה במכונות
ההשקעה הראשונית גבוהה, במיוחד עבור הדגמים החדשים ביותר. עבור ריצות קצרות מאוד, העלות הקבועה ליחידה יכולה לנסוק, לכן מומלץ... ניתוח עומס עבודה והחזרה צָפוּי.
עלויות תפעול וחומרים
אלקטרודות, חוטים, נוזל דיאלקטרי, סינון וחשמל מעורבים. עם זאת, בזבוז החומרים בדרך כלל קטן יותר מאשר בתהליכי עיבוד שבבי, כך שעלות חומרי הגלם יכולה להיות נמוכה יותר. יותר תוכן ביישומים רבים.
תחזוקה וכוח אדם
כמו כל מכונה מדויקת, היא דורשת תחזוקה מונעת (סינון, הנחיות, כיולים). יתר על כן, תפעולה דורשת צוות מנוסהזה מגדיל את עלויות העבודה אך פוגע באיכות ובזמן.
פרודוקטיביות וזמן אספקה
עבור חלקים מורכבים הדורשים מספר כיוונים בעיבוד שבבי קונבנציונלי, EDM יכול להשלים את התהליך בכינון אחד, ובכך להפחית שגיאות וזמני אספקה. עם זאת, התהליך עצמו הוא יותר... איטי יותר מ-CNC בחריטה גסה של נפחים גדולים, ולכן תכנון חשוב.
בחירת כלים וספקים
בייצור אלקטרודות סינקר, עלות ייצור האלקטרודות יכולה להיות משמעותית אם גודל האצווה קטן. אם אתם מבצעים מיקור חוץ, חפשו ספקים עם פארק גדול של אנך, חוטים ומקדחותתקשורת טובה, לוחות זמנים אמינים וקיבולת בהתאם לגודל ולמורכבות החלק שלך.
EDM לעומת עיבוד שבבי מסורתי
שני התהליכים הללו לא תמיד מתחרים; לעתים קרובות הם משלימים זה את זה. בתבניות, למשל, מקובל לעצב מראש באמצעות כרסום CNC ולשפר את הקצוות בעזרת... עיבוד שבבי של פריקה חשמלית בחוטים.
- EDM: ללא מגע, פחות עיוות, דיוק גבוה במיוחד ו גימור מעולהזה עובד עם חומרים קשים מאוד; זה איטי יותר ויש לו עלות שעתית גבוהה יותר.
- מסורתי: מהיר יותר להתחלות גדולות, רב-תכליתי יותר מבחינת חומרים (כולל אנשים שאינם נהגים), עלות שעתית נמוכה יותר; עלול ליצור לחץ וקרשים, ומתקשה להגיע ליעדים מסוימים פינות פנימיות.
אינטגרציה עם CNC ותוכנות סטנדרטיות
CNC הוא הממשק המחבר בין עיצוב למכונה: הוא מתרגם מסלולים לתנועות צירים ו מנהל את ההורדהב-EDM תיל, השימוש בצירי U/V נפוץ לחיתוך מחודד, וב-EDM רב-צירי, נוסף סיבוב עבור גיאומטריות מורכבות יותר.
- CAD/CAM: יוצר גיאומטריות ונתיבים ספציפיים ל-EDM (כולל פיצוי חוטים ו- אסטרטגיות קודמות).
- סימולציה: ויזואליזציה ואופטימיזציה לפני חיתוך כדי לזהות התנגשויות ו חוסר יעילות.
- ניטור תהליכים: מתאים את פרמטרי הזרם, המתח והפולס בזמן אמת.
- יצירת נתיב: שולטת בקלט/פלט, רדיוסים מינימליים ואיכות לסיים.
תהליך עבודה שלב אחר שלב
למרות שלכל משפחה (הברגה, אנך, קידוח) יש ניואנסים, הזרימה הבסיסית דומה למדי ועוזרת להבין מה קורה בתוך אגן העבודה בכל מחזור. פריקה ופינוי.
- הכנה: חומר עבודה, אלקטרודה/חוט, נוזל דיאלקטרי, ציוד מגן ותוכנת CNC מוכנים.
- קיבוע ויישור: החלק מוחזק, מתייחס ומאובטח פער ראשוני נכון.
- ניהול דיאלקטרי: הנוזל ממולא/מסופק (טבילה או סילון), עם סינון אקטיבי.
- הפעלת תוכנית: ה-CNC מתאם צירים והורדות; הסרוו מתאים את ההפרדה בזמן אמת.
- הסרת חומר: כל ניצוץ מתיך/מאדה חלקיקים שהדיאלקטרי לגרור החוצה; זה חוזר על עצמו עד להשלמת מעברי החיתוך הגס והגימור.
מקרים בהם EDM מנצח בגדול
ישנן עבודות שעבורן עיבוד שבבי פריקה חשמלית (EDM) הוא פשוט האפשרות הטובה ביותר: חיתוכים עמוקים ויציבים מאוד, פינות פנימיות צרותגיאומטריות מורכבות, שילוב עם טיפולים מקדימים למניעת עיוות, וייצור תבניות חזקות ש הם עומדים ביותר מחזורים עם פחות החלפות.
עיבוד שבבי פריקה חשמלית (EDM) הוא למעשה הפעלת חשמל לטובתך: כאשר עיבוד שבבי קונבנציונלי לוקה בחסר עקב קשיות, גיאומטריה או סיכון לעיוות, תהליך זה לא רק מאפשר לך לייצר את החלק, אלא גם לעשות זאת עם... דיוק וגימור יוצאי דופןשילוב עם CAD/CAM, אוטומציה ובקרת תהליכים לשיפור זמני אספקה, איכות וחזרתיות.
