Gnist erosjon

Die synker av et stålhulrom under det innebygde dielektrikumet

Den elektriske utladning maskinering (kort EDM av Engl. Elektrisk utladningsmaskinering , og elektrisk utladning maskinering , EDM fjerning ( DIN 8580 ) eller elektrisk utladningsmaskinering ) er en termisk, borttærende tilvirkningsmetode for ledende materialer basert på elektriske utladninger ( gnist ) mellom den elektrode som et verktøy og det ledende arbeidsstykket er basert på.

Bearbeidingsprosess

Wire and die sinking EDM

Behandlingen skjer i et ikke-ledende medium, det såkalte dielektrikumet (for det meste olje eller avionisert vann). Enten er arbeidsstykket, verktøyet og dielektrikumet i et basseng, eller så blir dielektriket ført gjennom slanger til området som skal eroderes, der det vasker seg rundt verktøyet og arbeidsstykket.

Elektrodeverktøyet flyttes til innenfor 0,004 til 0,5 mm fra arbeidsstykket. I det rette øyeblikket blir tilbakeblikk av gnister forårsaket av å øke den påførte spenningen. Gnistene får materialet til å smelte og fordampe ved punkter. Fjerningsresultatet er påvirket av intensiteten, frekvensen, varigheten, lengden, spaltebredden og polariteten til utslippene. Verktøyet flyttes ved hjelp av en CNC- kontroll. Komplekse geometriske former kan produseres.

Elektrodematerialet er valgt for å matche materialet som skal behandles. Kobber , messing , grafitt , kobberlegeringer (for det meste med wolfram ) og hardmetall er de vanligste elektrodematerialene.

Det skilles mellom gnisterosjon boring ( drill erosjon), gnisterosjon skjæring ( ledning eroderende ), i hvilken en ledning danner elektrode, og gnisterosjon synker ( søkke erosjon ), i hvilken elektroden blir beveget inn i arbeidsstykket som en negativ form ved hjelp av en gnist erosjon maskin . Diskerosjon blir også brukt mer og mer, med en kobber- , kobber-wolfram- eller grafittplate som fungerer som en roterende elektrode.

Verktøyelektroden er normalt koblet til positivt, og gnistene utløses av en rask pulssekvens med så konstant energi som mulig.

historie

I 1770 oppdaget den engelske forskeren Joseph Priestley den erosive effekten av elektriske utladninger.

I 1943 i russiske forskere og ektefeller Boris Romanovich (kom russisk Борис Романович ) og Natalia Ioasafowna Lazarenko ( russisk Наталья Иоасафовна Лазаренко ) med sikte på å skade elektriske kontakter ved å gnist under bytteprosessen for å redusere, til ideen om destrukt Å bruke effekten av elektriske utladninger og å utvikle en metode for kontrollert prosessering av metaller. De kalte prosessen gnist erosjon fordi en serie gnister ble generert mellom to ledere som var nedsenket i flytende dielektrikum. Prinsippet for utladningsgeneratoren som ble brukt den gangen, kjent som Lazarenko-sirkelen , ble brukt lenge i konstruksjonen av generatorer for elektriske utladningsmaskiner . I en forbedret form brukes denne typen generator fremdeles i dag i visse applikasjoner.

Den første maskinen for maskinering ved elektrisk utladningsbearbeiding ble presentert i 1955 på den europeiske maskinverktøyutstillingen i Milano. Den første NC wire EDM-maskinen ble utviklet og presentert i Sveits i 1969 av AG for industriell elektronikk (AGIE). Dette kombinerer fordelene med numerisk kontroll i forbindelse med gnaseerosjon. Det var heller ikke lenger nødvendig å produsere en elektrode før maskinering. I dag brukes CNC-erosjonsmaskiner i maskin- og anleggskonstruksjon, fordi blant annet slike kompliserte former. kan også produseres i harde materialer (skjæreslag, matriser).

Siden 1982 har gnaseerosjon også blitt brukt i fint håndverk som B. brukt og videreutviklet innen tannteknologi . Dental gnist erosjon brukes til installasjon av friksjonstapper eller for formtilpasning for låsing og svingbare bolter og festeforbindelser av alle slag. I 1995 ble den videre utviklede sensorerende festeerosjonen, eller SAE for kort, utvidet til å omfatte et viktig område av Applikasjon: gnist erosjon passivering av implantat-støttede proteser.

Bruksområder

På den ene siden brukes gnaseerosjon til å bearbeide materialer som er vanskelige å bearbeide , hvis mekaniske prosessering fører til rask bruk av konvensjonelle verktøy. På den annen side kan man oppnå et meget høyt presisjonsnivå i produksjonen av komplekse former i ledende materialer, som på andre måter krevde et betydelig høyere innsatsnivå.

EDM er spesielt egnet for produksjon av dype og smale fordypninger og kutt, samt svært komplekse overflatestrukturer.

Herdet stål , harde titanlegeringer , hardmetall , harde materialer og ledende høyfast keramikk, som v. en. i luften og romfart brukes, kan håndteres godt.

Overflatestrukturer med variabel ruhet så vel som burfrie kanter kan opprettes. Med tilsvarende innsats kan overflater også poleres av EDM.

Ved å bruke en koordinatmålemaskin og en elektrodeveksler for boring og dypsinking, kan prosessene automatiseres ytterligere.

ulempe

  • Produksjonen av elektroder er relativt kompleks.
  • For å sette opp maskinen må hver elektrode måles (midtforskyvning, rotasjon, lengde) og måledataene må tas i betraktning i programmeringen.
  • Materialfjerningen per arbeidssyklus er lav. Dette begrenser bruken til fjerning av begrensede mengder materiale
  • Siden temperatursvingninger fører til unøyaktigheter, må rommet være luftkondisjonert for nøyaktig arbeid.
  • Totalt sett er de høyeste produksjonskostnadene innen produksjon av verktøy og mold.
  • Materialene som skal behandles, må være elektrisk ledende.

Elektrodemateriale

Avhengig av prosessen brukes forskjellige materialer til elektrodene.

  • Boreerosjon: kobber- eller messingrør i forskjellige profiler (Ø 0,1 - 6,0 mm)
  • Wire erosjon: messing eller kobbertråd, delvis også belagt (Ø 0,02 - 0,33 mm)
  • Die synkende erosjon: Kobber- eller grafittblokker , som for det meste får sin form med høyhastighetsfreseprosesser , sjeldnere med ultralyd vibrerende lapping . Noen ganger er det også bandasjeinnretninger på erosjonsmaskinene for profilering av elektroden. I tilfelle skiveerosjon er det vanligvis montert en dreiebenkmeisel som elektroden kan fritt profileres med og bringes tilbake i form hvis den er tungt slitt.

Individuelle bevis

  1. A. Behrens, J. Ginzel, F.-L. Bruhns: Arc Detection in Electro-Discharge Machining. University of the Federal Armed Forces - Laboratory for Manufacturing Technology (LFT), Hamburg 2000, s. 7, (PDF; 147 kB).
  2. А.Д. Верхотуров, А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов: БОРИС РОМАНОВИЧ ЛАЗАРЕНКО - АВТОР ВЫДАЮЩИХСЯ ОТКРЫТИЙ В ТЕХНИКЕ XX ВЕКА. УЧЁНЫЙ И ОРГАНИЗАТОР НАУКИ (К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ). (PDF; 1,6 MB) 19. juli 2010, åpnet 2. juni 2019 (russisk).