Wat is EDM-productie?

EDM-productie in een oogopslag

Elektrische ontladingsbewerking (EDM) is een niet-conventionele methode die wordt gebruikt om materiaal van een werkstuk te verwijderen met behulp van thermische energie. Het EDM-proces lijkt veel op lasersnijden, behalve dat het EDM-proces geen mechanische kracht vereist om de verwijdering uit te voeren. Dit is de belangrijkste reden waarom EDM-productie als niet-traditioneel wordt beschouwd, omdat de processen niet noodzakelijk vergezeld hoeven te gaan van snijgereedschappen. EDM-processen komen veel voor, vooral in gereedschaps- en matrijzenbouw, omdat het in staat is om moeilijk te bewerken materialen zoals titanium of andere onregelmatig en complex gevormde materialen te bewerken die moeilijk te bewerken zijn met frezen.

De komst van EDM

De geschiedenis van de EDM-productie gaat helemaal terug tot de jaren vijftig, toen een team van twee Russische wetenschappers de taak kreeg om manieren te vinden om te voorkomen dat wolfraam erodeert als gevolg van vonkend contact. Dit bracht hen ertoe in 1943 de eerste machine voor elektrische ontlading (EDM) uit te vinden, die in staat is om materialen zoals moeilijk te bewerken wolfraam te bewerken. Tegelijkertijd vond een Amerikaans team een ​​ander machinaal machinaal model met elektrische ontlading uit dat in staat is om gebroken boren en tappen uit aluminium gietstukken te verwijderen. Veel van de bewerkingsmethoden met elektrische ontlading waren later gebaseerd op hun uitvindingen, en we noemen deze laatste creaties de die-sink EDM.

In de jaren zestig begon het machinaal bewerken met draadsnijden (d.w.z. draadvonken), met name gebruikt om matrijzen van gehard staal te maken, een hoge vlucht te nemen. De matrijselektrode in draadvonken is in feite een draad. De bewerkingsapparatuur voor elektrische ontlading op dit punt is in staat om erosie te voorkomen en te voorkomen dat de draad breekt. Numeriek gestuurde (NC) systemen werden voor het eerst geïmplementeerd in draadvonken in de jaren 70, waarbij de eerste op NC gebaseerde draadvonkmachine in 1967 werd vervaardigd. Later evolueerde de draadvonken naar computer numeriek bestuurde (CNC) modellen, die in staat meer automatisering en programmeerflexibiliteit. De eerste CNC-draadvonkmachine werd in 1976 gemaakt.

Modern EDM-proces

Tijdens het machinale bewerkingsproces van de elektrische ontlading van de draad wordt een metalen stuk in diëlektrische vloeistof geplaatst en wordt een draad door het ondergedompelde metalen stuk gevoerd. Een elektrische stroom wordt door het metalen werkstuk geleid om ontladingen of vonken te creëren die de beoogde vorm van het originele metalen stuk zullen vormen. Wanneer de elektroden dicht bij elkaar komen, neemt de intensiteit van het elektrische veld toe en neemt de sterkte van de diëlektrische vloeistof bijgevolg toe. Onder deze omstandigheden kan de stroom gemakkelijker tussen de twee elektroden gaan, waardoor de gewenste metalen vorm bij elke vonk geleidelijk van het originele metalen stuk kan worden losgemaakt. Nadat de beoogde metalen vorm uit het metalen stuk is gescheiden, kan het spoelproces worden uitgevoerd waarbij de diëlektrische vloeistof wordt gebruikt om het overtollige materiaal op de metalen vorm te verwijderen.

Soorten EDM

De technologie voor elektrische ontladingsbewerking (EDM) is zo drastisch geëvolueerd dat deze nu kan worden weergegeven in drie hoofdcategorieën:draadvonken, zinkvonken en EDM-boren:

Draadvonken

Omdat we de basis al kort hebben aangeraakt, is draadvonken een meer geëvolueerde versie van het zinkvonk-EDM dat een dunne draad als elektrode gebruikt. Traditioneel gebruik van draadvonken omvatte het maken van matrijzen, ponsen en inzetstukken van harde metalen voor gereedschapstoepassingen (matrijs/matrijs). Het gebruik van draadvonken is echter uitgebreid wat betreft de productie van onderdelen, die nu op grote schaal wordt gebruikt in veel industrieën.

Zinker-EDM

Houd er rekening mee dat zinklood EDM nog steeds bestaat, ondanks dat het een van de vroegste uitvindingen is. Het moderne zinkvonk EDM wordt voornamelijk gebruikt om complexe holtevormen te produceren in gereedschapstoepassingen, zoals kunststof spuitgietsystemen of metalen stempelmatrijzen, maar wordt ook gebruikt in een breed scala aan alternatieve productietoepassingen.

EDM-boren

Dit type bewerkingsproces met elektrische ontlading omvat het gebruik van een kleine holle buiselektrode die typisch is gemaakt van messing of koperlegeringen om gaten in het werkstuk te eroderen. Deze methode is meer een voorbereidingsproces voor de draadvonken door startgaten voor te bereiden. Door de jaren heen is het ontwikkeld om kleine gaatjes te kunnen produceren, waardoor het het ideale bewerkingsproces met elektrische ontlading is voor nichetoepassingen zoals de productie van turbinemotoronderdelen en medische apparatuur.

Voor- en nadelen van EDM

Het belangrijkste voordeel van het gebruik van EDM-machines is dat de kans op beschadiging van het metaal door vaste elektroden relatief klein is (ten opzichte van andere bewerkingen) dankzij de continue toevoer van draad. Bovendien, aangezien EDM-machines kunnen werken met hard materiaal (namelijk draadvonken), zou een submachine voor thermische behandelingen niet nodig zijn, waardoor het oppervlak van de metalen vorm minder snel vervormd zou raken door de afwezigheid van hittestress op de metalen vorm. Als gevolg hiervan kunnen kleinere en meer geavanceerde metaalvormen eenvoudig met hoge nauwkeurigheid worden bewerkt.

EDM-machines hebben echter bepaalde beperkingen. Mechanisten die bedreven zijn in de bewerkingsmethode zijn bijvoorbeeld niet gemakkelijk te vinden. Ook is de snelheid van materiaalverwijdering soms traag, ondanks het feit dat ze een hoge nauwkeurigheid kunnen behouden. EDM-machines vormen ook potentiële gevaren die verband houden met het gebruik van op olie gebaseerde diëlektrica die gemakkelijk tot verbranding kunnen leiden als ze niet voorzichtig zijn. En in het specifieke geval van een zinkvonk EDM kost het een aanzienlijke hoeveelheid tijd en kosten om alleen elektroden te maken. Bovendien hebben monteurs vaak moeite met het reproduceren van scherpe hoeken op het werkstuk vanwege de slijtage van de elektroden. Hoewel het stroomverbruik doorgaans hoog is tijdens bewerkingsprocessen met elektrische ontlading, kunnen er extra kosten ontstaan ​​en kan er ook overmatige oversnede en gereedschapsslijtage optreden tijdens bewerking.