1.0 Pengenalan
Ia merupakan teknik pembuatan yang menggunakan nyahcas elektrik untuk mendapatkan bentuk tertentu. Pemesinan percikan api, hakisan percikan api, pembakaran, penenggelaman acuan dan hakisan dawai adalah semua istilah yang telah digunakan untuk menggambarkan proses ini.
CNC Milling China menghasilkan geometri yang rumit daripada bahan keras seperti titanium, keluli tahan karat serta aloi keras lain menggunakan EDM
1.1 Kegunaan EDM
EDM lebih diutamakan dalam pembuatan isipadu kecil, kerana ia membolehkan beberapa proses. Pengisaran, pemutaran, penggerudian lubang kecil dan prosedur lain adalah antaranya. Teknologi EDM membantu dalam aplikasi berikut kerana keupayaannya untuk menghasilkan bentuk yang unik dan tepat:
i. Membuat Mati
Instrumen pemotong dan pembentuk acuan digunakan untuk memotong atau membentuk bahan menjadi objek pepejal. Terlepas dari saiz atau kelangkaan bentuk yang diperlukan, EDM digunakan untuk membuat acuan ini.
ii. Membuat acuan
EDM kerap digunakan untuk mencapai diameter, kedalaman dan bentuk acuan yang betul. Pembuat acuan menggunakannya sebagai kaedah pengacuan suntikan utama mereka. Bentuk EDM yang paling biasa digunakan dalam pengeluaran acuan ialah EDM dawai.
iii. Menggerudi Lubang-lubang Kecil
Teknologi EDM merupakan pendekatan yang pantas dan sesuai untuk menggerudi lubang kecil yang tepat dan dalam pada bahan dengan sebarang kekerasan. EDM juga boleh digunakan untuk menggerudi lubang di permukaan condong dan kawasan mencabar yang lain.
2.0 Prinsip Kerja EDM
Bekalan kuasa DC membekalkan tenaga yang diperlukan untuk percikan api berlaku. Sumber kuasa DC dikawal oleh sistem EDM, yang menghidupkan dan mematikan tenaga percikan api dan membekalkan jumlah elektrik yang tepat kepada setiap percikan api.
Kekuatan bendalir dielektrik menentukan kekerapan percikan api berlaku antara elektrod dan bahan kerja. Bendalir minyak hidrokarbon biasa mempunyai kekuatan dielektrik 170 volt setiap milimeter (170V/mm).
Elektrod digerakkan lebih dekat dengan benda kerja sehingga jarak antara keduanya mencapai 0.001 inci (0.025 mm).
Cecair dielektrik mengisi jurang antara elektrod dan bahan kerja. Voltan 170 V disediakan di antara elektrod dan bahan kerja semasa tempoh pendahuluan elektrod.
Bendalir dielektrik mengion dan berubah daripada penebat elektrik kepada konduktor elektrik apabila voltan ialah 170 V dan jaraknya ialah 0.001 inci (0.025 mm). Bendalir dielektrik terion mengalirkan elektrik dari elektrod ke bahan kerja. Selepas bendalir dielektrik terion, elektrik terus mengalir melaluinya sehingga ia dimatikan.
Apabila kuasa dimatikan, bendalir dielektrik akan ternyahion dan bendalir akan kembali menjadi penebat elektrik. Voltmeter akan memaparkan voltan litar terbuka apabila sumber kuasa dihidupkan tetapi elektrod tidak cukup dekat dengan bahan kerja untuk mencetuskan percikan api. Voltan pemesinan ialah voltan yang dipaparkan semasa percikan api berlaku. Julat biasa untuk voltan litar terbuka ialah 100–300 V. Dalam kebanyakan kes, voltan pemesinan adalah antara 20 dan 50 volt.
Apabila bendalir dielektrik diionkan, ia dipanaskan melalui laluan elektrik dan berubah menjadi plasma. Elektron mudah mengalir merentasi plasma terion dalam bentuk percikan api apabila keadaan ini berlaku. Elektron negatif ditarik ke bahan kerja yang bercas positif dan ion positif ke elektrod yang bercas negatif apabila elektrik mengalir melalui plasma.
Tenaga kinetik elektron dan ion diubah menjadi tenaga haba atau fluks haba apabila ia berlanggar dengan permukaan benda kerja dan alat. Aliran haba pekat yang kuat menyebabkan kenaikan suhu terhad serta-merta yang melampau melebihi 10,000 oC. Bahan disingkirkan akibat kenaikan suhu setempat yang teruk. Penyingkiran bahan berlaku akibat pengewapan dan pencairan serta-merta. Hanya sebahagian daripada logam cair yang disingkirkan. Saluran plasma runtuh apabila perbezaan keupayaan ditarik balik. Gelombang kejutan mampatan terhasil pada permukaan elektrod dan kawasan sekitarnya. Terutamanya berhampiran alat, pada titik tinggi pada permukaan bahan kerja.
3.0 Jenis EDM
Terdapat beberapa cara untuk memesin dengan nyahcas elektrik. Berikut adalah beberapa bentuk pemesinan nyahcas elektrik:
1. EDM Tenggelam
Percikan api elektrik dihasilkan di antara elektrod dan bahan kerja menggunakan elektrod grafit atau kuprum, dan cecair dielektrik. Elektrod dihasilkan dalam bentuk terbalik bagi rongga yang diperlukan dalam fasa pertama kaedah ini. Acuan dihasilkan dengan cara ini.
Semasa direndam dalam bendalir dielektrik, seperti minyak, voltan teraruh antara acuan dan benda kerja konduktif elektrik. Acuan diturunkan secara perlahan ke arah benda kerja sehingga mencapai 'kerosakan elektrik', di mana percikan api melompat 'jurang percikan api'. Ini menyebabkan bahan pada benda kerja mengewap dan mencair, dan bendalir dielektrik kemudiannya menghilangkan sebarang zarah yang terkeluar. Semasa proses ini, sebahagian kecil elektrod sering berkarat.
2. Wayar EDM
Wayar EDM menggunakan dawai nipis yang berjalan secara paksi. Panduan dawai atas dan bawah, yang biasanya diperbuat daripada berlian, mengawal kedudukan elektrod untuk menghasilkan barang dengan bentuk yang rumit dan toleransi yang ketat pada bahan kerja. Sentuhan logam, yang selalunya diperbuat daripada tungsten karbida tahan haus, menyampaikan voltan kepada elektrod dawai. Pemesinan ciri mikro telah dicipta dengan dawai yang sangat nipis serendah 30 m diameter.
3. EDM lubang
Berbanding dengan prosedur penggerudian lubang biasa, pendekatan ini boleh menghasilkan lubang yang sangat kecil dan dalam dengan tepat tanpa perlu dinyahgerudi. EDM penenggelaman acuan juga digunakan dalam proses ini. Walau bagaimanapun, potongan dibuat dengan elektrod silinder berdenyut yang bergerak lebih dalam ke dalam bahan kerja sambil memasukkan cecair dielektrik ke dalam kawasan pemotongan.
3.1 Kelebihan EDM
- Peningkatan fleksibiliti reka bentuk
Salah satu manfaat paling ketara pemesinan nyahcas elektrik ialah ia membolehkan pemotongan bentuk dan kedalaman yang sukar dicapai dengan teknologi pemesinan standard. Potongan bawah dan sudut dalaman yang tepat segi empat sama adalah contohnya. Satu lagi kelebihan ialah teknik pemesinan tidak menghasilkan burr.
- Pemesinan tanpa herotan
Dalam teknik ini, alat ini tidak pernah bersentuhan langsung dengan bahan kerja. Tiada herotan apabila tiada daya yang beroperasi pada bahagian tersebut. Ini membolehkan pemesinan ciri-ciri yang sangat nipis tanpa risiko ia pecah. Di samping itu, kerana tiada herotan, toleransi yang sangat ketat iaitu +/- 0.012mm boleh dicapai.
- Meningkatkan kualiti kemasan permukaan
Proses penyingkiran bahan tradisional, seperti pengilangan CNC, meninggalkan kesan pemesinan pada bahan kerja yang mesti ditanggalkan selepas itu. Kemasan permukaan EDM adalah berarah sifar, memberikan permukaan yang licin secara konsisten tanpa memerlukan rawatan lanjut. Sebaliknya, pemprosesan EDM yang cepat mungkin meninggalkan tekstur seperti letupan manik.
- Ketepatan tinggi
Disebabkan oleh tahap ketepatannya yang tinggi, EDM sesuai untuk menghasilkan komponen dan prototaip kecil. Contohnya, dalam sektor automobil, di mana tahap ketepatan yang tinggi diperlukan untuk membuat komponen enjin yang halus, pendekatan ini kerap digunakan.
- Berfungsi dengan Bahan yang Diperkeras
EDM sesuai untuk bahan yang sukar. Hasilnya, sebarang kemungkinan herotan rawatan haba mudah dielakkan.
- Pelbagai bentuk dan kedalaman boleh didapati
EDM juga membolehkan penciptaan bentuk dan kedalaman yang sukar dicapai dengan alat pemotong. Pemprosesan dalam, khususnya, apabila nisbah panjang alat kepada diameter agak besar, adalah penggunaan biasa untuk EDM. Pemesinan nyahcas elektrik juga pakar dalam sudut dalaman yang tajam, rusuk yang dalam dan alur kecil.
3.2 Kelemahan EDM
- Kadar penyingkiran bahan adalah rendah
Kadar penyingkiran bahan adalah lebih rendah berbanding kaedah pemesinan standard. Peningkatan masa pengeluaran mempengaruhi kos keseluruhan kerana proses pembuatan amat memerlukan tenaga. Akibatnya, EDM tidak berkesan untuk inisiatif berskala besar dan sering diabaikan dan memihak kepada pendekatan lain.
- Sesetengah bahan tidak boleh dimesin.
Pemesinan nyahcas elektrik hanya boleh digunakan pada bahan yang konduktif secara elektrik. Perlu juga diperhatikan bahawa, walaupun prosedur ini secara nominalnya bebas tekanan, pemesinan melibatkan proses haba yang boleh mengubah komposisi bahan kerja.
- Elektrod itu mungkin mahal.
Elektrod khas dengan ciri terbalik diperlukan untuk EDM die-tenden. Pemesinan elektrod mungkin kelihatan mahal pada kadar pengeluaran yang lebih rendah, tetapi pada tahap yang lebih tinggi, kos tambahan ini mungkin diagihkan ke atas beberapa komponen.
3.3 EDM dan Kesihatan dan Keselamatan
Beberapa langkah berjaga-jaga yang mesti dipatuhi untuk mengendalikan peralatan EDM dengan selamat disenaraikan di bawah.
- EDM memerlukan latihan komprehensif untuk pengendali dan kakitangan.
- Pastikan peralatan keselamatan kebakaran dipasang dan diservis secara berkala.
- Awasi bendalir dielektrik dengan teliti. Bendalir tersebut menghalang nyahcas daripada mengalir ke bahan konduktif lain selain daripada bahan kerja.
- Peredaran udara yang betul membantu menyingkirkan gas yang mungkin terhasil dalam bendalir akibat tindak balas kimia yang berlaku semasa pelepasan.
- Adalah penting untuk memastikan bendalir dielektrik sentiasa diperiksa bagi memastikan ia tidak kehilangan sifat bukan konduktifnya.
Kesimpulan 4.0
Di CNC Milling China, pemesinan nyahcas elektrik kekal sebagai penyelesaian untuk aplikasi pemesinan permintaan tinggi. Ia membolehkan jurutera mengubah suai bahan dalam situasi apabila pendekatan standard sukar atau mustahil. Prosedur unik ini menyumbang kepada penghasilan komponen berkualiti tinggi.
