Elektrochemische Bearbeiding (ECM) Begrepen: Een Precies Metaalverwijderingsproces

Elektrochemische bearbeiding (Electrochemical Machining - ECM) is een metaalbewerkingsproces dat de verwijdering van materiaal van een werkstuk omvat door middel van elektrochemische erosie. Dit proces wordt bereikt door een hoge stroom elektrische lading door te geven van het positief geladen werkstuk door een elektrolytoplossing naar het negatief geladen "snijgereedschap." Dit zorgt ervoor dat moleculen van het werkstuk in het elektrolyt ontlosten in een profiel dat de vorm van het snijgereedschap nabootst. Op deze manier wordt een "sneede" gemaakt in het werkstuk van dezelfde vorm als het snijgereedschap. Hoewel beperkt tot gebruik op elektrisch geleidende materialen, biedt elektrochemische bearbeiding verscheidene voordelen inclusief het snijden van complexe interne profielen en minimale spanningsoverdracht aan het werkstuk.

Historische ontwikkeling

Potentiële toepassingen van elektrochemische bearbeiding waren al onderwerp van belang en experimenten zo ver terug als de jaren 1930 en zijn een commerciële realiteit geweest sinds 1959. Het principe dat het proces onderbouwt is hetzelfde als electrolys voor galvaniseren. In ECM toepassingen wordt het proces echter omgekeerd; materiaal wordt van het werkstuk verwijderd en niet op het werkstuk afgeschieden. Dit wordt bereikt door een speciaal gevormde kathode in nabijheid van, maar niet aanrakend, het werkstuk te plaatsen. Een geperst elektrolytoplossing wordt tussen de twee gepompt en fungeert als een geleider voor een hoge stroom lading die van het werkstuk naar de kathode passeert.

Voordelen

Deze stroomstroom zorgt ervoor dat het werkstuk op moleculair niveau erodeert om een sneede te vormen die de vorm van de kathode volgt. Dit betekent dat de kathode effectief het proces snijgereedschap wordt. Het materiaal dat van het werkstuk loskomt, wordt weggedragen met het elektrolyt, waardoor het snijgereedschap onderhevig is aan zeer weinig slijtage tijdens bewerking. De kloof tussen het werkstuk en snijgereedschap tijdens bewerking wordt gehandhaafd tussen 0,003 en 0,03 inch (0,08 mm en 0,8 mm).

Deze afwezigheid van fysiek contact tussen het snijgereedschap en werkstuk is een van de elektrochemische bewerkingsmethode's grootste voordelen omdat geen spanning of warmte aan het werkstuk overgedragen wordt tijdens bewerking. Het is ook mogelijk om zeer harde materialen te bewerken zonder de gerelateerde kosten van dure, ultra harde gereedschappen. Elektrochemische bearbeiding is dus een geschikte manier om zeer harde, precisie onderdelen te produceren zoals turbinenschaufels. Een wijd scala aan complexe profielen, zowel interne als externe, kan ook bewerkt worden met de procedure. De enige echte nadelen van ECM technieken zijn de hoge initiële installatiekosten en het corrosierisico voor gereedschappen en werkstukken geveld door de elektrolytoplossing.