Elektrische Ontladingsbewerking (EDM): Hoe Het Werkt en Waarom Het Belangrijk Is

Elektrische ontladingsbewerking (EDM) is een niet-traditioneel, electrothermisch bewerkingsproces waarbij materiaal van het werkstuk wordt verwijderd door elektrische ontladingen (vonken).

• Eerste waarneming in 1770 door Joseph Priestley (Engels natuurkundige).
• Materiaalverwijdering door snel herhalende stroomontladingen tussen electrodes, gescheiden door dielectrische vloeistof, met hoge spanning.
• Voor moeilijk bewerkbare materialen met hoge warmtebestendigheid.
• Alleen elektrisch geleidende materialen.
• Eén elektrode = gereedschap (negatief), ander = werkstuk (positief).

Werkprincipe

Afbeeldingsbron

In EDM wordt een potentiëlsverschil in pulsvorm aangelegd over gereedschap en werkstuk. Beide moeten geleidend zijn; een kleine opening wordt gehandhaafd. Ze worden gedompeld in een dielectrisch medium (petroleum of gedemineraliseerd water).

Elektronen bewegen van gereedschap (negatief) naar werkstuk (positief) en botsen met moleculen van het dielectrische medium. Hierdoor ontstaat ionisatie: verhoging van elektronen/ionen in de opening. Elektronen naar werkstuk, ionen naar gereedschap.

Er ontstaat een elektrische stroom (plasma). Bij botsing van elektronen/ionen met werkstuk/gereedschap wordt kinetische energie omgezet in warmte (~10.000°C). Materiaal verdampt/smelt. Bij spanningsonderbreking stopt de stroom; gesmolten materiaal wordt weggespoeld door circulatie van het dielectrische medium, achterlatend een krater.

Vonkgeneratie is niet continu omdat spanning in pulsen wordt aangelegd.

Typen EDM-machines

(i) Zink-/Sacrificieel EDM (Ram/Sinker EDM): Gereedschap en werkstuk in dielectrisch medium. Ram-type gereedschap, vormgegeven naar gewenste vorm. Ook wel caviteit- of volume-EDM genoemd.

(ii) Draad-EDM (Wire EDM): Dunne enkelstreng draad (meestal messing) snijt materiaal. Constante opening tussen draad en werkstuk. Draad wordt continu gevoerd door werkstuk in tank met dielectrisch medium. Vonk tussen draad en werkstuk. Snijt metaal tot 300 mm dik; voor poens, matrijzen, gereedschappen uit harde metalen.

Uitrusting

1. Dielectrisch Reservoir, Pomp en Circulatiesysteem

Pompt dielectrisch medium tussen electrodes. Petroleum of gedemineraliseerd water.

2. Stroomgenerator en Besturingseenheid

Generator legt potentiëlsverschil in pulsvorm aan. Besturingseenheid regelt bewerkingsoperaties.

3. Werkbak met Werkstukspanning

Werkstuk vastgespannen in bak met dielectrisch medium.

4. Gereedschaphouder

Houdt het gereedschap.

5. Servosysteem voor Gereedschapsbeweging

Houdt benodigde opening tussen electrodes aan.

Werking van EDM

• Gereedschap en werkstuk gespannen; servomechanisme houdt opening (menselijk haar).
• Beide in dielectrisch medium (petroleum/gedemineraliseerd water).
• Spanning aangelegd → vonk → warmte ~10.000°C → materiaal verdampt/smelt.
• Spanning breekt → dielectrisch medium spoelt gesmolten materiaal weg → krater.
• Proces herhaalt zich tot voltooiing.

Voor betere uitleg: bekijk de video over EDM-proces.

Voordelen

• Elk elektrisch geleidend materiaal bewerkbaar.
• Dunne, fragiele secties (webben, vinnen) zonder vervorming.
• Complexe matrijzen/mallen accurate, sneller, goedkoper.
• Gratvrij proces.
• Geen contact tussen gereedschap en werkstuk → delicaten bewerkbaar zonder vervorming.
• Complexe vormen die niet met conventionele machines mogelijk zijn.
• Getapte gaten produceerbaar.

Nadelen

• Alleen elektrisch geleidende materialen.
• Lage materiaalverwijderingssnelheid.
• Meer gereedschapslijting.
• Extra kosten/tijd voor elektrodebereiding (ram/sinker EDM).
• Hoog stroomverbruik.
• Overmaat (overcut) ontstaat.

Toepassingen

1. Matrijzen- en mallindustrie.
2. Prototypen in luchtvaart, auto, elektronica.
3. Muntstempelproductie.
4. Kleine gaten in diverse toepassingen.
5. Ontmantelen van vastzittende onderdelen (gebroken bouten, boortjes, tapen).

Dit was Elektrische Ontladingsbewerking – principe, uitrusting, typen, werking, voor-/nadelen, toepassingen. Vragen? Laat een reactie achter. Waardevol? Deel op Facebook/Google+.