1. Grafito materialen EDM ezaugarriak.
1.1. Deskargatzeko mekanizazio-abiadura.
Grafitoa material ez-metalikoa da, 3.650 °C-ko urtze-puntua duena, eta kobrea, berriz, 1.083 °C-koa; beraz, grafito elektrodoak korronte-ezarpen baldintza handiagoak jasan ditzake.
Deskarga-eremua eta elektrodoaren tamaina handiagoak direnean, grafito-materialaren mekanizazio zakarraren eraginkortasun handiko abantailak nabarmenagoak dira.
Grafitoaren eroankortasun termikoa kobrearenaren 1/3 da, eta deskarga-prozesuan sortutako beroa erabil daiteke metalezko materialak modu eraginkorragoan kentzeko. Beraz, grafitoaren prozesatzeko eraginkortasuna kobrezko elektrodoarena baino handiagoa da prozesaketa ertain eta finean.
Prozesatzeko esperientziaren arabera, grafito elektrodoaren deskarga-prozesatzeko abiadura kobrezko elektrodoarena baino 1,5~2 aldiz azkarragoa da erabilera-baldintza egokietan.
1.2.Elektrodoen kontsumoa.
Grafitozko elektrodoak korronte handiko baldintzei aurre egiteko gaitasuna du. Gainera, arbastatze-ezarpen egokiak eginez gero, mekanizazioan sortutako karbonozko altzairuzko piezen edukia eta lan-fluidoa tenperatura altuan kentzen dira karbono partikulen deskonposizioan. Polaritate efektua da. Edukia partzialki kentzean, karbono partikulak elektrodoaren gainazalean itsatsiko dira babes-geruza bat osatzeko, grafitozko elektrodoak mekanizazio arbastatuan galera txikiak izan ditzan, edo "zero hondakin" ere bermatuz.
EDM-n elektrodo nagusiaren galera mekanizazio zakarraren ondorioz gertatzen da. Galera-tasa handia den arren akabera-baldintzetan, galera orokorra ere txikia da piezentzat gordetako mekanizazio-berogailu txikia dela eta.
Oro har, grafito elektrodoaren galera kobrezko elektrodoarena baino txikiagoa da korronte handiko mekanizazio zakarrean, eta kobrezko elektrodoarena baino zertxobait handiagoa akabera-mekanizazioan. Grafito elektrodoaren elektrodo-galera antzekoa da.
1.3. Gainazalaren kalitatea.
Grafito materialaren partikulen diametroak zuzenean eragiten dio elektrohigadura bidezko mekanizazioaren gainazaleko zimurtasunari. Zenbat eta diametro txikiagoa izan, orduan eta gainazaleko zimurtasun txikiagoa lor daiteke.
Duela urte batzuk, 5 mikrako diametroko phi partikulak erabiliz, gainazal onenak VDI18 edm (Ra0.8 mikroi) baino ez zuen lor zezakeen; gaur egun, grafito materialen aleen diametroa phi-tik 3 mikrakoa izan daiteke. Gainazal onenak VDI12 edm egonkorra (Ra0.4 μm) edo maila sofistikatuagoa lor dezake, baina grafito elektrodoak edm islatzen du.
Kobrezko materialak erresistentzia baxua eta egitura trinkoa ditu, eta baldintza zailetan egonkor prozesatu daiteke. Gainazaleko zimurtasuna Ra0.1 m baino txikiagoa izan daiteke, eta ispilu bidez prozesatu daiteke.
Beraz, deskargatze-mekanizazioak gainazal oso finak lortu nahi baditu, egokiagoa da kobrezko materiala elektrodo gisa erabiltzea, eta hori da kobrezko elektrodoaren abantaila nagusia grafitozko elektrodoarekiko.
Baina kobrezko elektrodoa korronte handiko baldintzetan, elektrodoaren gainazala erraz zakartu daiteke, pitzadurak ere ager daitezke, eta grafitozko materialek ez dute arazo hori izango. VDI26-ren (Ra2.0 mikra) gainazalaren zimurtasun-eskakizunari dagokionez, molde-prozesamenduari dagokionez, grafitozko elektrodo bat erabiliz prozesamendu loditik finera egin daiteke, gainazaleko efektu uniformea lortuz eta gainazaleko akatsak murriztuz.
Gainera, grafitoaren eta kobrearen egitura desberdina dela eta, grafito elektrodoaren gainazaleko korrosio-puntua kobrezko elektrodoarena baino erregularragoa da. Beraz, VDI20 edo handiagoa den gainazaleko zimurtasun bera prozesatzen denean, grafito elektrodoak prozesatutako piezaren gainazaleko pikortsutasuna nabarmenagoa da, eta pikor-gainazaleko efektu hau kobrezko elektrodoaren gainazaleko deskarga-efektua baino hobea da.
1.4. Mekanizazioaren zehaztasuna.
Grafito materialaren hedapen termikoaren koefizientea txikia da, kobrezko materialaren hedapen termikoaren koefizientea grafitozko materialarena baino 4 aldiz handiagoa da, beraz, deskarga-prozesamenduan, grafitozko elektrodoa kobrezko elektrodoa baino deformazio gutxiago jasaten du, eta horrek prozesatzeko zehaztasun egonkorragoa eta fidagarriagoa lor dezake.
Batez ere saihets sakon eta estuak prozesatzen direnean, tokiko tenperatura altuak kobrezko elektrodoa erraz tolesten du, baina grafitozko elektrodoa ez.
Sakonera-diametro erlazio handiko kobrezko elektrodoetarako, hedapen termiko jakin bat konpentsatu behar da mekanizazioan tamaina zuzentzeko, baina ez da beharrezkoa grafitozko elektrodoa erabiltzea.
1.5.Elektrodoaren pisua.
Grafito materiala kobrea baino dentsitate txikiagoa du, eta bolumen bereko grafito elektrodoaren pisua kobrezko elektrodoarenaren 1/5 baino ez da.
Ikus daiteke grafitoaren erabilera oso egokia dela bolumen handiko elektrodoetarako, eta horrek EDM makina-erremintaren ardatzaren karga asko murrizten du. Elektrodoak ez du eragozpenik sortuko finkatzean bere pisu handia dela eta, eta desbideratze-desplazamendua sortuko du prozesamenduan, etab. Ikus daiteke oso garrantzitsua dela grafito elektrodoa erabiltzea moldeen prozesamendu handietan.
1.6.Elektrodoak fabrikatzeko zailtasuna.
Grafito materialaren mekanizazio-errendimendua ona da. Ebaketa-erresistentzia kobrearenaren 1/4 baino ez da. Prozesatzeko baldintza egokietan, grafito elektrodoa fresatzearen eraginkortasuna kobre elektrodoarenaren 2~3 aldiz handiagoa da.
Grafitozko elektrodoa angelua garbitzeko erraza da, eta elektrodo anitzekin amaitu behar den pieza elektrodo bakarrean prozesatzeko erabil daiteke.
Grafito materialaren partikula-egitura bereziak elektrodoak fresatu eta eratu ondoren bizarrak agertzea eragozten du, eta horrek zuzenean bete ditzake erabilera-eskakizunak, modelizazio konplexuan bizarrak erraz kentzen ez direnean, horrela elektrodoa eskuz leuntzeko prozesua ezabatuz eta leuntzeak eragindako forma-aldaketa eta tamaina-errorea saihestuz.
Kontuan izan behar da, grafitoa hauts metaketa denez, grafitoa fresatzeak hauts asko sortuko duela, beraz, fresatzeko makinak zigilu bat eta hautsa biltzeko gailu bat izan behar dituela.
Grafitozko elektrodoa prozesatzeko edM erabili behar bada, bere prozesatzeko errendimendua ez da kobrezko materiala bezain ona, ebaketa-abiadura kobrezkoa baino % 40 motelagoa da gutxi gorabehera.
1.7.Elektrodoen instalazioa eta erabilera.
Grafito materialak lotura-propietate ona du. Grafitoa euskarriarekin lotzeko erabil daiteke elektrodoa fresatu eta deskargatuz, eta horrek elektrodo materialean torloju-zuloa mekanizatzeko prozedura aurreztu eta lan-denbora aurreztu dezake.
Grafito materiala nahiko hauskorra da, batez ere elektrodo txiki, estu eta luzea, erraz hausten dena kanpoko indarraren menpe erabiltzean, baina berehala jakin daiteke elektrodoa kaltetuta dagoela.
Kobrezko elektrodoa bada, tolestu egingo da eta ez da hautsi, eta hori oso arriskutsua eta zaila da erabiltzeko prozesuan aurkitzea, eta erraz eramango du piezaren hondakinak.
1.8.Prezioa.
Kobrezko materiala baliabide ez-berriztagarria da, prezioen joera gero eta garestiagoa izango da, grafitozko materialaren prezioa egonkortzeko joera duen bitartean.
Azken urteotan kobrezko materialaren prezioa igo egin denez, grafitoaren fabrikatzaile nagusiek grafitoaren ekoizpen prozesua hobetu dute, eta abantaila lehiakorra lortu dute. Orain, bolumen beraren pean, grafito elektrodoen materialen prezioa eta kobrezko elektrodoen materialen prezioa nahiko altua da, baina grafitoak prozesaketa eraginkorra lor dezake, kobrezko elektrodoak erabiltzeak lanordu kopuru handia aurrezten baitu, eta horrek ekoizpen kostua zuzenean murrizten du.
Laburbilduz, grafito elektrodoaren 8 edM ezaugarrien artean, abantailak nabariak dira: fresatzeko elektrodoaren eta deskargatzeko prozesamenduaren eraginkortasuna kobrezko elektrodoarena baino nabarmen hobea da; elektrodo handiak pisu txikia du, dimentsio-egonkortasun ona du, elektrodo meheak ez da erraz deformatzen eta gainazalaren ehundura kobrezko elektrodoa baino hobea da.
Grafito materialaren desabantaila da ez dela egokia VDI12 (Ra0.4 m) pean gainazal fineko deskarga-prozesatzeko, eta elektrodoak egiteko edM erabiltzearen eraginkortasuna baxua dela.
Hala ere, ikuspuntu praktiko batetik, Txinan grafito materialen sustapen eraginkorra eragiten duen arrazoi garrantzitsuenetako bat da elektrodoak fresatzeko grafitoa prozesatzeko makina berezia behar dela, eta horrek molde-enpresen prozesatzeko ekipamenduetarako eskakizun berriak ezartzen dituela, enpresa txiki batzuek baldintza hori ez izan dezaketelako.
Oro har, grafitozko elektrodoen abantailak elektrodo elektrodo elektrodoen prozesamendu kasu gehienak hartzen dituzte, eta ezagutarazteko eta aplikatzeko modukoak dira, epe luzerako onura nabarmenekin. Gainazal finen prozesamenduaren gabezia kobrezko elektrodoen erabilerarekin konpentsatu daiteke.
2. Grafitozko elektrodo materialen hautaketa EDMrako
Grafitozko materialei dagokienez, batez ere materialen errendimendua zuzenean zehazten duten lau adierazle hauek daude:
1) Materialaren batez besteko partikula-diametroa
Materialaren batez besteko partikula-diametroak zuzenean eragiten du materialaren isurketa-baldintzan.
Grafito materialaren batez besteko partikula zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta uniformeagoa izango da deskarga, orduan eta egonkorragoa izango da deskarga-baldintza, orduan eta hobea izango da gainazalaren kalitatea eta orduan eta txikiagoa izango da galera.
Zenbat eta handiagoa izan partikula-tamaina batez bestekoa, orduan eta kentze-tasa hobea lor daiteke mekanizazio zakarrean, baina akaberaren gainazaleko efektua eskasa da eta elektrodo-galera handia.
2) Materialaren tolestura-erresistentzia
Material baten flexio-erresistentzia bere erresistentziaren isla zuzena da, bere barne-egituraren estutasuna adierazten duena.
Erresistentzia handiko materialak deskarga-erresistentzia nahiko ona du. Zehaztasun handiko elektrodoarentzat, ahalik eta erresistentzia oneko materiala aukeratu behar da.
3) Materialaren Shore gogortasuna
Grafitoa metalezko materialak baino gogorragoa da, eta ebaketa-erremintaren galera ebaketa-metalena baino handiagoa da.
Aldi berean, grafito materialaren gogortasun handia hobea da isurketa-galeren kontrolan.
4) Materialaren berezko erresistentzia
Erresistentzia handiko grafito materialaren deskarga-abiadura erresistentzia txikikoa duena baino motelagoa izango da.
Zenbat eta handiagoa izan berezko erresistentzia, orduan eta txikiagoa izango da elektrodoaren galera, baina zenbat eta handiagoa izan berezko erresistentzia, orduan eta handiagoa izango da deskargaren egonkortasuna.
Gaur egun, munduko grafito hornitzaile nagusiek grafito mota asko eskaintzen dituzte eskuragarri.
Oro har, sailkatu beharreko grafito materialen batez besteko partikula-diametroaren arabera, 4 m ≤ partikula-diametroa grafito fin gisa definitzen da, 5 ~ 10 m-ko partikulak grafito ertain gisa definitzen dira, eta 10 m-tik gorako partikulak grafito lodi gisa definitzen dira.
Zenbat eta txikiagoa izan partikula-diametroa, orduan eta garestiagoa da materiala, orduan eta grafito-material egokiagoa hauta daiteke EDMren eskakizunen eta kostuaren arabera.
3. Grafitozko elektrodoaren fabrikazioa
Grafitozko elektrodoa batez ere fresaketa bidez egiten da.
Prozesatzeko teknologiaren ikuspuntutik, grafitoa eta kobrea bi material desberdin dira, eta haien ebaketa-ezaugarri desberdinak menperatu behar dira.
Grafitozko elektrodoa kobrezko elektrodoaren prozesuaz prozesatzen bada, arazoak sortuko dira ezinbestean, hala nola xaflaren haustura maiz, eta horrek ebaketa-tresna eta ebaketa-parametro egokiak erabiltzea eskatzen du.
Grafitozko elektrodoen mekanizazioak kobrezko elektrodoen erremintaren higadura baino handiagoa du. Kontuan hartuta ekonomia aldetik, karburozko erremintaren aukera da ekonomikoena. Diamantezko estaldura-erreminta aukeratzea (grafitozko labana deiturikoa) garestiagoa da, baina diamantezko estaldura-erremintaren bizitza luzea eta prozesatzeko zehaztasun handia ditu, eta onura ekonomiko orokorra ona da.
Erremintaren aurrealdeko angeluaren tamainak ere eragina du bere bizitza erabilgarrian, erremintaren 0°-ko aurrealdeko angelua erremintaren bizitza erabilgarriaren 15°-ko aurrealdeko angelua baino % 50 handiagoa izango da, ebaketa-egonkortasuna ere hobea da, baina zenbat eta angelu handiagoa izan, orduan eta mekanizazio-azalera hobea izango da, erremintaren 15°-ko angelua erabiliz mekanizazio-azalerarik onena lor daiteke.
Mekanizazioan ebaketa-abiadura elektrodoaren formaren arabera doi daiteke, normalean 10m/min, aluminioaren edo plastikoaren mekanizazioaren antzera, ebaketa-erreminta zuzenean piezaren gainean eta gainean jar daiteke mekanizazio zakarrean, eta angeluaren kolapso eta zatiketaren fenomenoa erraza da akabera-mekanizazioan, eta labana arinarekin azkar ibiltzeko modua hartzen da maiz.
Grafito elektrodoak ebaketa prozesuan hauts asko sortuko du. Makinaren ardatzak eta torlojuak grafito partikulak arnastea saihesteko, bi irtenbide nagusi daude gaur egun: bata grafitoa prozesatzeko makina berezi bat erabiltzea da, eta bestea, hautsa biltzeko gailu berezi batekin hornitutako prozesatzeko zentro arrunta berrezartzea.
Merkatuan dagoen grafitozko abiadura handiko fresatzeko makina bereziak fresatzeko eraginkortasun handia du eta erraz egin dezake elektrodo konplexuen fabrikazioa, zehaztasun handiz eta gainazalaren kalitate onarekin.
Grafitozko elektrodo bat egiteko EDM behar bada, partikula-diametro txikiagoa duen grafito-material fin bat erabiltzea gomendatzen da.
Grafitoaren mekanizazio-errendimendua eskasa da, zenbat eta txikiagoa izan partikula-diametroa, orduan eta handiagoa da ebaketa-eraginkortasuna, eta arazo anormalak, hala nola alanbre-haustura maizak eta gainazaleko ertzak, saihestu daitezke.
4. Grafitozko elektrodoaren EDM parametroak
Grafitoaren eta kobrearen EDM parametroen hautaketa oso desberdina da.
EDM-ren parametroek batez ere korrontea, pultsu-zabalera, pultsu-tartea eta polaritatea dira.
Jarraian, parametro nagusi hauen erabilera arrazionalaren oinarria deskribatzen da.
Grafitozko elektrodoaren korronte-dentsitatea, oro har, 10~12 A/cm2-koa da, kobrezko elektrodoarena baino askoz handiagoa. Beraz, dagokion eremuan baimendutako korronte-tartearen barruan, zenbat eta korronte handiagoa hautatu, orduan eta azkarragoa izango da grafitoaren deskarga-prozesatzeko abiadura, orduan eta txikiagoa izango da elektrodoaren galera, baina gainazaleko zimurtasuna lodiagoa izango da.
Zenbat eta handiagoa izan pultsu-zabalera, orduan eta txikiagoa izango da elektrodo-galera.
Hala ere, pultsu-zabalera handiago batek prozesatzeko egonkortasuna okerrera egingo du, prozesatzeko abiadura motelagoa eta gainazala zakarragoa.
Mekanizazio zakarrean elektrodo-galera txikia bermatzeko, pultsu-zabalera nahiko handia erabiltzen da normalean, eta horrek grafito-elektrodoen mekanizazio-galera txikia eraginkortasunez lor dezake balioa 100 eta 300 US artekoa denean.
Gainazal fina eta deskarga-efektu egonkorra lortzeko, pultsu-zabalera txikiagoa aukeratu behar da.
Oro har, grafitozko elektrodoaren pultsu-zabalera kobrezko elektrodoarena baino % 40 txikiagoa da gutxi gorabehera.
Pultsu-tarteak batez ere deskarga-mekanizazio-abiaduran eta mekanizazio-egonkortasunean eragiten du. Zenbat eta balio handiagoa izan, orduan eta hobea izango da mekanizazio-egonkortasuna, eta hori lagungarria da gainazalaren uniformetasun hobea lortzeko, baina mekanizazio-abiadura murriztu egingo da.
Prozesatzeko egonkortasuna bermatzeko baldintzapean, prozesatzeko eraginkortasun handiagoa lor daiteke pultsu-tarte txikiagoa aukeratuz, baina deskarga-egoera ezegonkorra denean, prozesatzeko eraginkortasun handiagoa lor daiteke pultsu-tarte handiagoa aukeratuz.
Grafitozko elektrodoen deskargaren mekanizazioan, pultsu-tartea eta pultsu-zabalera normalean 1:1ean ezartzen dira, eta kobrezko elektrodoen mekanizazioan, berriz, 1:3an.
Grafito-prozesamendu egonkorraren pean, pultsu-tartearen eta pultsu-zabaleraren arteko bat etortze-erlazioa 2:3ra doi daiteke.
Pultsu-tarte txikiaren kasuan, onuragarria da elektrodoaren gainazalean estaldura-geruza bat eratzea, elektrodo-galerak murrizteko lagungarria dena.
EDM-n grafito elektrodoaren polaritatearen hautaketa funtsean kobre elektrodoaren berdina da.
EDM-ren polaritate efektuaren arabera, polaritate positiboaren mekanizazioa erabiltzen da normalean altzairu trokelduna mekanizatzean, hau da, elektrodoa elikatze-iturriaren polo positiboari konektatuta dago, eta pieza elikatze-iturriaren polo negatiboari konektatuta dago.
Korronte eta pultsu-zabalera handiak erabiliz, polaritate positiboa duen mekanizazioa hautatzeak elektrodo-galera oso txikia lor dezake. Polaritatea okerra bada, elektrodo-galera oso handia izango da.
VDI18 (Ra0.8 m) baino gutxiagoko gainazal fin-fin prozesatu behar denean eta pultsu-zabalera oso txikia denean bakarrik erabiltzen da polaritate negatiboko prozesamendua gainazalaren kalitate hobea lortzeko, baina elektrodo-galera handia da.
Orain CNC edM makina-erremintak grafitozko deskarga bidezko mekanizazio-parametroekin hornituta daude.
Parametro elektrikoen erabilera adimentsua da eta makina-erremintaren sistema adituak automatikoki sor dezake.
Oro har, makinak prozesatzeko parametro optimizatuak konfigura ditzake material bikotea, aplikazio mota, gainazalaren zimurtasunaren balioa hautatuz eta prozesatzeko eremua, prozesatzeko sakonera, elektrodoaren tamainaren eskalatzea eta abar sartuz programazioan zehar.
EDM makina-erremintaren grafitozko elektrodoentzako prozesatzeko parametro aberatsak dituen liburutegian, material mota grafito lodian, grafitoan, grafitoan piezaren material askotariko bati dagokio aukera daiteke, aplikazio mota estandarra, ildaska sakona, punta zorrotza, azalera handia, barrunbe handia, hala nola fina, azpibanatzeko, galera txikia, estandarra, eraginkortasun handia eta abar prozesatzeko lehentasun aukera ugari eskaintzen ditu.
5. Ondorioa
Grafitozko elektrodo material berria indarrez ezagutaraztea merezi du, eta bere abantailak pixkanaka aitortu eta onartuko ditu etxeko moldeen fabrikazio industriak.
Grafitozko elektrodo materialen hautaketa zuzenak eta lotutako lotura teknologikoen hobekuntzak eraginkortasun handia, kalitate handia eta kostu txikiko onura ekarriko dizkie moldeen fabrikazio enpresei.
Argitaratze data: 2020ko abenduak 4