Elektrische ontladingsbewerking van metalen

Deze vorm van metaalbewerking is gebaseerd op het gebruik van elektrische erosie, waarbij de elektrische ontlading tussen de werkelektrode van de machine en het werkstuk begeleid wordt. Daarom wordt het ook wel EDM genoemd, wat een acroniem is voor Electrical Discharge Machining – letterlijk vertaald betekent het: „machinale bewerking met elektrische ontlading”. Het is dus geschikt voor alle materialen met een specifieke geleidbaarheid van meer dan 10-2S/cm.

EDM is bijzonder geschikt voor moeilijk te bewerken materialen, zoals gesinterde hardmetalen en geharde gereedschapsstalen, die door hun grotere hardheid minder geschikt zijn voor machinale bewerking. Tot de voordelen van de EDM-technologie behoren ook de mogelijkheid om zeer complexe vormen en een hoge nauwkeurigheid te verkrijgen. ED-bewerking wordt ook met succes gebruikt voor het regenereren van kunststofbewerkingsgereedschap, zoals spuitgietmatrijzen.

EDM-bewerking wordt onderverdeeld in twee basistypes: zinkvonken en draadsnijden. Zij verschillen vooral in het type van de gebruikte werkelektrode. Sacher voert opdrachten uit waarvoor het gebruik van deze beide soorten EDM nodig is.”

Elektrisch ontladingsbewerken - waar bestaat dat uit?

Elektrisch ontladingsbewerken (EDM) is het proces waarbij materiaal van een werkstuk wordt verwijderd. Het wordt uitgevoerd door middel van elektrische erosie, die optreedt bij een reeks elektrische ontladingen tussen een erode (werkelektrode) en het oppervlak van het werkstuk dat in diëlektrische vloeistof is ondergedompeld. Tijdens de elektrische erosie is er geen contactoppervlak en geen mechanisch contact tussen de twee. In plaats daarvan is er een spleet van tussen de 0,01 en 0,8 mm, afhankelijk van de specifieke omstandigheden.

Elektro-erosie vindt plaats door middel van elektrische energie in de vorm van elektrische boogontladingen of periodieke vonkontladingen, die optreden tussen het gereedschap en het oppervlak van het werkstuk. Deze ontladingen treden op in een diëlektrisch werkmedium. De bewerkingsmogelijkheden zijn echter beperkt, omdat diëlektrica weinig of geen stroom geleiden. Om die reden is het bewerken met elektrische ontladingen alleen van toepassing op elektrisch geleidende materialen. Tijdens een elektrische ontlading ontstaat er een plasmakanaal waaromheen een gasbel verschijnt die in diameter toeneemt. Er ontstaat een plaatselijke temperatuurstijging van ongeveer 13.725 graden Celsius (14.000 K), waardoor een beperkt volume materiaal smelt en gedeeltelijk verdampt.

Wanneer de elektrische ontlading verdwijnt, treedt er een drukdaling op, waardoor het gesmolten materiaal verdampt. De snelle verandering in druk kan leiden tot de vorming van micro-explosies. Het vloeibare materiaal wordt uitgeworpen. Een deel ervan stolt in de krater en een deel stolt in de vorm van bolletjes. De gestolde substantie heeft een structuur en eigenschappen die verschillen van die vóór het EDM-proces. De daaropvolgende elektrische ontladingen vinden plaats op andere plaatsen, die gekenmerkt worden door betere omstandigheden voor de vorming van het plasmakanaal en, bijgevolg, de ontlading.

EDM-productiviteit

De hoeveelheid verwijderd materiaal hangt af van de energie die bij een enkele ontlading gebruikt wordt. Hoe hoger deze energie, hoe hoger het verspaningsrendement blijkt te zijn, evenals de grotere oppervlakteruwheid. Aangezien de ontladingen nooit gelijktijdig plaatsvinden, is het niet gemakkelijk te bepalen hoe lang de CNC ED bewerking zal duren. Verscheidene factoren beïnvloeden de prestaties van het proces, waaronder het vermogen, de pulsduur, de stroomsterkte en andere parameters van de pulsgenerator, en ook het werkstukoppervlak of het elektrodemateriaal. Deze elementen zijn ook van belang voor de duur van het bewerkingsproces, de conditie van de oppervlaktelaag en de nauwkeurigheid van de EDM-bewerking.

De kwaliteit van het resulterende oppervlak wordt sterk beïnvloed door de energieparameter van een enkele ontladingspuls. Hoe hoger de waarden van de stroomparameters zijn, hoe ruwer het oppervlak zal zijn. Dit komt omdat grotere ontladingen tot grotere kraters leiden.

CNC EDM-bewerking

Sacher biedt uitgebreide diensten aan op het gebied van CNC-elektrische ontladingsbewerking, d.w.z. met behulp van gespecialiseerde machines, uitgerust met microcomputers die geïntegreerd zijn in het besturingsgedeelte van deze apparaten. Het hele bewerkingsproces is computergestuurd en vereist geen manuele tussenkomst van de operator. Het resultaat is dat het bewerkingsproces veel efficiënter en effectiever is dan de bewerking met conventionele methoden.

CNC ED-bewerking garandeert een uitstekende flexibiliteit tijdens het hele productieproces, wat zich onder andere uit in de gemakkelijke mogelijkheid om een grote verscheidenheid van werkstukken te vervaardigen. De technologie verkort ook aanzienlijk de duur van het produktieproces, wat zich vertaalt in besparingen in zowel tijd als materiaal. Daardoor worden de kosten voor de vervaardiging en de bewerking van afzonderlijke onderdelen geoptimaliseerd. Het proces dat met de CNC methode wordt uitgevoerd, wordt economischer en efficiënter.

Machinale bewerking met elektrische ontladingen - toepassingen en voordelen

Het bewerken met elektrische ontlading wordt veel gebruikt in de industrie. Het maakt de bewerking van zeer harde materialen mogelijk, ook van moeilijk te bewerken materialen zoals gesinterde carbiden en geharde staalsoorten. Het EDM-proces wordt aanbevolen voor matrijzen en mallen. De produktie van deze onderdelen moet met uiterste precisie gebeuren wegens de aanwezigheid van bijzonder veeleisende ontwerp-punten zoals diepe ribben, smalle gleuven, scherpe inwendige hoeken of andere complexe vormen. ED-bewerking is in dergelijke gevallen onvervangbaar.

Bovendien kan met EDM een superieure nauwkeurigheid, een uitstekende oppervlakte-integriteit en een zeer fijne afwerking van het oppervlak worden bereikt, zodat polijsten en andere secundaire processen niet of veel minder nodig zijn. Bovendien kunnen met dit procédé zeer complexe vormen en kleine onderdelen worden vervaardigd die met andere methoden en gereedschappen moeilijk te vervaardigen zouden zijn. Elektro-erosie maakt het ook mogelijk om uitstekende oppervlaktekwaliteiten te bereiken, uitstekend afgewerkte tapse gaten en gaten met een zeer kleine diameter.