7 situaties waarin EDM beter is dan conventionele bewerking

Elektrische ontladingsbewerking (EDM), ook wel "vonkbewerking" genoemd, is een van de meest bruikbare en unieke gereedschappen in het arsenaal van de machinist. In plaats van een scherp snijgereedschap in te zetten, gebruikt het proces vonken om door materiaal te snijden, waardoor nieuwe productiemogelijkheden ontstaan.

Maar het is niet altijd gemakkelijk om te bepalen wanneer EDM moet worden gebruikt. Sommige ingenieurs zijn zelfs zo gewend aan conventionele CNC-bewerking dat ze niet eens de mogelijkheid overwegen om EDM voor hun onderdelen of prototypes te gebruiken - zelfs wanneer EDM de kwaliteit enorm verbetert van het eindproduct of verlaag de totale projectkosten .

Dit artikel probeert een snelle introductie tot EDM te geven door zeven specifieke situaties te bespreken waarin machinale bewerking met elektrische ontlading de voorkeur kan hebben boven conventionele machinale bewerking.

Wat is EDM?

EDM is een fabricage- en prototypingproces voor metalen onderdelen. Een EDM-machine is qua constructie vergelijkbaar met een CNC-machine, met het belangrijke onderscheid dat EDM elektrische ontladingen (vonken) gebruikt om door het metalen materiaal te snijden in plaats van een scherp snijgereedschap.

Dus hoe bedwing je een vonk om hem door metaal te laten snijden? In het EDM-proces fungeert een gereedschap van zacht metaal of grafiet als een van de twee elektroden , terwijl het geleidende metalen werkstuk als het andere werkt. De machine past spanning toe terwijl zowel het gereedschap als het werkstuk zijn ondergedompeld in een diëlektrische vloeistof . Deze opstelling veroorzaakt diëlektrische doorslag van de vloeistof waardoor een elektrische boog . ontstaat krachtig genoeg om materiaal van het werkstuk te verwijderen. Het vuil wordt vervolgens weggespoeld door het vloeibare diëlektricum te vervangen.

Er zijn twee hoofdtypen elektrische ontladingsbewerking:

Zinker-EDM gebruikt een metalen matrijs als elektrode en is handig voor het maken van complexe vormen, omdat de matrijs is voorgevormd tot een specifieke vorm.

Draadvonken gebruikt een strakke draad en is handig voor het snijden van dikke platen en vooral harde metalen.

Voordelen van EDM ten opzichte van traditionele bewerking zijn onder meer:

• Mogelijkheid om zeer harde metalen binnen te dringen
• Mogelijkheid om complexe vormen te bewerken
• Reductie van vervorming op fijne functies

Het is echter niet geschikt voor alle banen. EDM is niet alleen ongeschikt voor kunststoffen, maar is veel langzamer dan conventionele bewerking, waardoor CNC in de meeste situaties beter is.

Hier zijn zeven specifieke technische situaties waarin EDM betere resultaten kan opleveren dan een conventionele CNC-machine:

1. Wanneer scherpe binnenhoeken zijn nodig

EDM, met name draadvonken, komt goed tot zijn recht bij het bewerken van scherpe binnenhoeken, zolang het juiste draadtype, de juiste spanning en voedingsomstandigheden worden gekozen.

Bij gebruik van een conventionele CNC-machine is een scherpe of vierkante binnenhoek moeilijk te realiseren, aangezien snijgereedschappen typisch rond zijn en daarom afgeronde (radius)hoeken in het werkstuk achterlaten. Er zijn oplossingen voor dit probleem, zoals vierkante vingerfrezen en eenzijdige ondersnijdingen, maar machinisten accepteren vaak de noodzaak van afgeronde binnenhoeken.

Hoewel de draad die in draadvonken wordt gebruikt ook rond is, is het zoveel fijner dan een CNC-snijgereedschap dat het virtueel kan maken vierkante binnenhoeken. Met draadvonken kan de hoekradius worden teruggebracht tot slechts 0,005 inch.

2. Als zeer diepe sneden nodig zijn

Bij gebruik van een conventionele CNC-machine vereist het frezen van diepe sneden en holtes een lang snijgereedschap. Gereedschappen met een hoge lengte:diameterverhouding kunnen echter klapperen veroorzaken - overmatige trillingen van het gereedschap - en resulteren in bewerking van slechte kwaliteit.

EDM biedt een oplossing voor zeer diepe sneden, omdat het niet gevoelig is voor klapperen. In de meeste gevallen kan EDM gemakkelijk gaten maken met een lengte:diameterverhouding tot 20:1, maar deze verhouding kan in bepaalde situaties zelfs extreem oplopen tot 100:1.

3. Als het werkstukmateriaal erg hard is

Een van de belangrijkste toepassingen van EDM is het machinaal bewerken van items zoals matrijzen, mallen en zelfs machinale snijgereedschappen. Deze items zijn vaak gemaakt van uitzonderlijk harde materialen zoals gehard staal of wolfraamcarbide, die erg moeilijk te doorboren zijn met een snijgereedschap.

Een voordeel van EDM is dat de hardheid van deze metalen geen grote invloed heeft op het vermogen van de machine om aan nauwe toleranties te voldoen.

Andere metalen die met EDM kunnen worden gesneden, zijn onder meer Hastelloy (een nikkel-molybdeenlegering), titanium en Inconel-legeringen.

4. Wanneer onderdelen een spiegelende afwerking vereisen

EDM produceert doorgaans onderdelen met een oppervlakteafwerking die bestaat uit kraters of pokdalingen. Door echter bepaalde parameters nauwkeurig te controleren, kan het proces een uitzonderlijke spiegelachtige oppervlakteafwerking produceren zonder dat polijsten nodig is.

Belangrijk is dat EDM geen directionele oppervlak met "lay" zoals conventionele bewerking dat doet.

En door EDM-bewerking heel langzaam met een laag vermogen, is het mogelijk om de grootte van de kraters of pokdalingen drastisch te verkleinen. Het is uiteindelijk mogelijk om een ​​zeer gladde oppervlakteafwerking te creëren van ongeveer 5 RMS (4 micro-inch Ra).

Een andere manier om een ​​spiegelachtige afwerking te creëren, is door fijn schuurpoeder in de diëlektrische vloeistof te brengen, wat een effect geeft dat lijkt op zandstralen, maar terwijl de bewerking plaatsvindt in plaats van achteraf.

5. Bij productie de klok rond

Hoewel dit meer de zorg van een fabrikant is dan van een ingenieur, biedt EDM belangrijke mogelijkheden als het gaat om automatisering en onbeheerde of "lights-out" fabricage.

Omdat EDM voorspelbaarder is dan conventionele bewerking en minder vatbaar is voor foutenonderbrekingen, is het mogelijk om een ​​EDM-machine te automatiseren en de klok rond te laten draaien met minimaal toezicht.

Als de fabrikant het laden en lossen van werkstukken (en elektroden) kan automatiseren, kan hij een zeer efficiënte en geautomatiseerde productieworkflow creëren.

6. Bij het maken van een mal

EDM heeft soms de voorkeur boven CNC-bewerking bij het maken van matrijzen, deels vanwege het vermogen om nauwkeurig door harde metalen zoals gereedschapsstaal te snijden. Soms wordt eerst een CNC-frees of zinkvonk-EDM gebruikt, voordat draadvonken wordt gebruikt voor detail of de diepste sneden.

Veel spuitgietbedrijven gebruiken een combinatie van CNC-bewerking en EDM, waarbij ze afhankelijk van de taak kiezen.

7. Als nauwe toleranties vereist zijn

Precisiebewerking wordt gemakkelijker gemaakt door het gebruik van EDM, omdat het zeer nauwe toleranties kan bereiken. Belangrijk is dat het werkstuk waarschijnlijk niet vervormt door EDM, aangezien er geen fysiek contact is.

Met meerdere passages kan EDM toleranties bereiken die zo krap zijn als +/- 0,0002”. De snijsnelheden moeten echter aanzienlijk worden verlaagd om het hoogste niveau van precisie te garanderen.

3ERP is een specialist in prototyping met jarenlange ervaring in het gebruik van machinale bewerkingen met elektrische ontlading en andere processen. Vraag een . aan gratis offerte voor je volgende project.