Wat is Electrical Discharge Machining (EDM)-proces en hoe werkt het?

Elektrische ontladingsbewerking (EDM) is een niet-traditioneel verspanend en elektrothermisch proces waarbij materiaal van het werkstuk wordt verwijderd door middel van elektrische ontladingen (vonken).

• Het werd voor het eerst waargenomen in 1770 door Joseph Priestley. Hij was een Engelse natuurkundige.
• In een EDM-machine wordt het materiaal verwijderd door snel terugkerende (herhalende) ontladingen van stroom tussen de elektroden. De elektroden worden gescheiden door diëlektrische vloeistof en er wordt een hoge spanning over aangelegd.
• Het wordt gebruikt om die materialen te bewerken die moeilijk te bewerken zijn en een hoge temperatuurbestendigheid hebben.
• EDM kan worden gebruikt om alleen elektrisch geleidende materialen te bewerken. Anders kan het niet worden gebruikt.
• Een van de elektroden wordt als gereedschap genoemd en de andere als werkstuk. Hier is het gereedschap verbonden met de negatieve pool van de voeding en het werkstuk is verbonden met de positieve pool.

Werkingsprincipe

Afbeeldingsbron

In elektrische ontlading machinale bewerking; een potentiaalverschil wordt toegepast over het gereedschap en w/p in pulsvorm. Het gereedschap en het werkstuk moeten elektrisch geleidend zijn en er moet een kleine opening tussen worden gehouden. Het gereedschap en het werkstuk worden ondergedompeld in een diëlektrisch medium (kerosine of gedeïoniseerd water).

Als het potentiaalverschil wordt toegepast, beginnen elektronen van het gereedschap naar het werkstuk te bewegen. Hier is de tool negatief en w/p is positief. De elektronen die van het gereedschap naar de w/p gaan, botsen met de moleculen van het diëlektrische medium.

Door de botsing van elektronen met het molecuul, wordt het omgezet in ionen. Dit verhoogt de concentratie van elektronen en ionen in de opening tussen het gereedschap en w/p. Het elektron beweegt naar de w/p en ionen naar het gereedschap.

Een elektrische stroom wordt opgezet tussen het gereedschap en w/p en wordt plasma genoemd. Terwijl de elektronen en ionen de w/p en het gereedschap raken, verandert de kinetische energie ervan in warmte-energie. De temperatuur van de geproduceerde warmte is ongeveer 10000 graden Celsius. Deze warmte verdampt en smelt het materiaal van het werkstuk. Als de spanning uitvalt, stopt de stroom tussen het gereedschap en w/p. En het gesmolten materiaal in de w/p wordt gespoeld door circulerend diëlektrisch medium en laat een krater achter.

De vonkgeneratie is niet continu omdat er geen constante spanning over de elektroden wordt aangelegd. De spanning wordt in pulsvorm aangelegd.

Lees ook:

• Hoe werkt het bewerkingsproces met elektronenstralen?
• Wat is een waterstraalbewerkingsproces en hoe werkt het?
• Laserstraalbewerking - belangrijkste onderdelen, principe, werken met toepassingen

Soorten elektrische ontladingsmachines

Er zijn twee soorten EDM-machines

(i) Ram/Sinker EDM :Deze EDM-machine bestaat uit gereedschap en werkstuk ondergedompeld in een diëlektrisch medium. Het bestaat uit een ram-type gereedschap en het kan worden gemaakt volgens de vorm of vorm die nodig is om op het werkstuk te produceren. Het wordt ook wel holtetype of volume-EDM genoemd.

(ii) Draadvonken: Bij draadvonken wordt dunne enkeladerige draad gebruikt om het materiaal van het werkstuk te snijden. De draad is meestal gemaakt van messing. Er is altijd een constante opening tussen de draad en w/p. De draad wordt continu door het werkstuk geleid dat is ondergedompeld in een tank met diëlektrisch medium. Hier wordt een vonk gegenereerd in de opening tussen de draad en het werkstuk. Het wordt gebruikt om metaal tot 300 mm dik te snijden en om ponsen, matrijzen en gereedschappen te maken van harde metalen die moeilijk te snijden zijn met andere methoden.

Apparatuur

De verschillende apparatuur die wordt gebruikt bij het machinaal bewerken van elektrische ontladingen zijn

1. Diëlektrisch reservoir, pomp en circulatiesysteem

Pomp wordt gebruikt om het diëlektrische medium tussen de twee elektroden (gereedschap en werkstuk) te laten circuleren. Als diëlektrisch medium wordt kerosine of gedeïoniseerd water gebruikt.

2. Stroomgenerator en regeleenheid

Generator wordt gebruikt om potentiaalverschil toe te passen. De spanning die in dit bewerkingsproces wordt gebruikt, is niet constant, maar wordt in pulsvorm aangelegd. Een besturingseenheid wordt gebruikt om de verschillende bewerkingen tijdens het bewerkingsproces te regelen.

3. Werktank met werkhoudapparatuur

Het heeft een werktank met een werkhoudapparaat. Het werkstuk wordt vastgehouden in de werkstukken. De tank bevat diëlektrisch medium.

4. Gereedschapshouder

Het wordt gebruikt om het gereedschap vast te houden.

5. Servosysteem om de tool te verplaatsen

Een servosysteem wordt gebruikt om het gereedschap te besturen. Het handhaaft de noodzakelijke opening tussen de elektroden (gereedschap en werkstuk).

Werking van Electrical Discharge Machining (EDM)

• In EDM wordt eerst het gereedschap en w/p op de machine geklemd. Daarna wordt met behulp van een servomechanisme een kleine opening (van mensenhaar) tussen het gereedschap en het werkstuk gehouden.
• Het gereedschap en het werkstuk zijn ondergedompeld in diëlektrisch medium (kerosine of gedeïoniseerd water).
• Er wordt een potentiaalverschil aangelegd over de elektrode. Tussen het gereedschap en het werkstuk ontstaat een elektrische vonk. Deze vonk genereert een hitte van ongeveer 10000 graden Celsius. En door deze warmte begint het materiaal van het werkstuk te verdampen en te smelten.
• De vonkvorming bij machinale bewerking met elektrische ontlading is niet continu. Als de spanning breekt, spoelt de diëlektrische vloeistof de gesmolten materialen weg en laat een krater achter.
• Dit proces bleef doorgaan en bewerkte het werkstuk.

Bekijk de video voor een betere uitleg over het bewerkingsproces met elektrische ontlading:

Voordelen

• Het kan worden gebruikt om elk materiaal te bewerken dat elektrisch geleidend is.
• Het kan gemakkelijk dunne, breekbare delen zoals banen of vinnen bewerken zonder het onderdeel te vervormen.
• Complexe matrijzen en matrijzen worden nauwkeurig, sneller en tegen een lagere prijs geproduceerd.
• Het is een braamvrij proces.
• Er is geen contact tussen het gereedschap en het werkstuk. Zo kunnen delicate secties en werkmateriaal gemakkelijk worden bewerkt zonder enige vervorming.
• Het kan complexe vormen machinaal bewerken die niet worden vervaardigd door de conventionele werktuigmachines.
• Het kan taps toelopende gaten produceren.

Nadelen

• Het kan alleen elektrisch geleidende materialen bewerken.
• Lage metaalverwijdering.
• Meer gereedschapsslijtage tijdens bewerking.
• Neemt extra kosten en tijd in beslag voor het voorbereiden van elektroden voor ram/zinker EDM.
• Hoog stroomverbruik.
• Overcut wordt gevormd in EDM.

Toepassing

1. Het wordt meestal gebruikt door de matrijzen- en matrijzenindustrie.
2. Het wordt gebruikt bij de fabricage van prototypen in de ruimtevaart-, auto- en elektronische industrie.
3. Het wordt gebruikt voor het maken van munten.
4. Het wordt gebruikt om kleine gaatjes te maken in verschillende toepassingen.
5. Het wordt gebruikt om onderdelen te desintegreren die niet gemakkelijk kunnen worden gedesintegreerd, zoals gebroken gereedschap (tapeinden, bouten, boor en tappen) van het werkstuk.

Dit gaat allemaal over de Elektrische ontlading Machining – principe, uitrusting, types, werking, voor- en nadelen bij toepassing. Als je hier vragen over hebt, reageer dan. Als je dit artikel waardevol vindt, deel het dan op Facebook en Google+.