Princip EDM

Elektroerozivní obrábění je proces, při kterém dochází k postupnému obrábění materiálu elektrickými výboji, které vznikají mezi nástrojem (elektrodou) a obrobkem. Elektroda je připojena k napájecímu zdroji (záporný pól) a umístěna těsně nad povrchem obrobku, který je připojen ke kladnému pólu. Mezi elektrodou a obrobkem se vytváří napětí, díky kterému se uvolňují elektrické výboje. Ty při dopadu na obrobek generují teplo, které způsobí tavení nebo odpařování obráběného materiálu. Takový způsob obrábění lze aplikovat pouze na elektricky vodivé materiály. Tato technologie umožňuje přesné obrábění i velmi tvrdých kovů, které by jinými metodami nebylo možné obrobit bez rizika deformace materiálu.

Elektrody jsou většinou vyrobeny z mědi nebo grafitu, které jsou vhodné díky své vysoké elektrické vodivosti a schopnosti odolávat teplu, které vzniká během obrábění. Přestože v průběhu obrábění dochází primárně k erozi obrobku, je důležité sledovat úběr materiálu na elektrodě a v případě nutnosti ji pravidelně vyměňovat. Pro zajištění optimálního průběhu elektroerozivního obrábění je elektroda s obrobkem ponořena v dielektrické kapalině (typicky se jedná speciální tekutá dielektrika), která zabraňuje jejich přímému kontaktu a pomáhá odvádět teplo a erodované částice z místa obrábění.

Pomocí EDM obrábění je možné dosáhnout výroby složitých a přesných tvarů v úzkých tolerančních pásmech.

Princip EDM obrábění se používá pro hloubení, kdy v obrobku se vytváří dutina, která odpovídá negativu tvaru elektrody a nebo řezání, kdy jako elektroda se používá tenký mosazný drát nad výrobkem a pod výrobkem, kde dochází k elektrickému výboji mezi dráty.

Moderní elektroerozivní stroje jsou vybaveny CNC řízením, které zajišťuje kontrolu nad klíčovými procesními parametry, jako jsou napětí, proud a délka impulsu.

Výhody a nevýhody EDM obrábění

Výhodou EDM obrábění je to, že lze obrobit i těžkoobrobitelné materiály jako je kalená ocel, titan wolfram atd, které jsou jinou konvenční metodou neobrobitelné nebo velmi těžko obrobitelné. Lze vytvořit složité a přesné geometrické tvary.

Nevýhodou může být nákladnost celého procesu vzhledem k vysokým nákladům na elektrody, kdy je někdy nutno použít více elektrod na jeden obrobek. Dají se obrábět pouze vodivé materiály a proces obrábění je poměrně zdlouhavý.

ZÁSADY OBRÁBĚNÍ ELEKTRICKÝM VÝBOJEM (EDM)

• Je nutno použít kvalitní EDM kapalinu,
• používá se vysoké napětí mezi nástrojem (elektrodou, katodou) a obrobkem (anodou),
• mezi elektrodou a obrobkem je jiskřiště ponořené v dielektrické kapalině,
• je-li napětí větší než dielektrická pevnost, pak mezi nástrojem a obrobkem vzniká jiskra,
• teplota jiskry umožňuje místní odpařování obrobku nebo odtavení (erozi),
• vysokou frekvencí jisker se dosahuje řízeného úběru materiálu,
• používá se pro výrobu náročných lisovacích, licích, protahovacích a kovacích forem apod.,
• používá se za účelem dosažení vysoce přesných složitých tvarů (formy pro lisování dílů z plastických hmot pod tlakem atd.).

ÚLOHA DIELEKTRICKÝCH KAPALIN (EDM)

DIELEKTRICKÁ KAPALINA SE PŘIVÁDÍ DO PROSTORU MEZI OBROBKEM A NÁSTROJEM (JISKŘIŠTĚ) POMOCÍ ČERPADLA. JEJÍ ÚLOHOU JE:

• Chladit nástroj a obrobek,
• odplavovat erodované částice materiálu.

DIELEKTRICKÁ KAPALINA MUSÍ MÍT NÁSLEDUJÍCÍ VLASTNOSTI:

• Vysokou dielektrickou pevnost (pro dosažení co nejmenších rozměrů jiskřiště),
• nízkou elektrickou vodivost / odpor proti jiskření,
• odolnost proti termální i chemické degradaci (stárnutí) a kouření,
• dobrou filtrovatelnost.

DIELEKTRICKÁ KAPALINA BY MĚLA SPLŇOVAT TATO DALŠÍ KRITÉRIA:

• Zanedbatelný zápach, 
• malá tendence ke kouření, 
• teplota vzplanutí nad 60 °C pro dosažení bezpečnosti při práci a malou těkavost, 
• viskozita nižší než 10 mm2/s při teplotě 20 °C pro uspokojivou funkci (chlazení - odplavování), 
• dlouhá životnost v provozu (minimální oxidace a vytváření kalů či usazenin).

KRITÉRIA PRO VÝBĚR DIELEKTRICKÝCH KAPALIN (EDM)

ZDRAVOTNÍ A BEZPEČNOSTNÍ OTÁZKY

• Preferován je nízký obsah aromatických látek (OEL vzhledem vystavení pracovníků jejich působení / pohodlí při práci),
• výrobky s vyšší viskozitou mají nižší emise kouře (vystavení pracovníků jejich působení),
• vysoká teplota vzplanutí.

FUNKČNÍ VLASTNOSTI EDM KAPALIN

• stabilita proti oxidaci
  aromatické látky jsou náchylnější k oxidaci - proto se musí přidávat antioxidační činidlo,
• kompromis přijímaný u viskozity
  kapaliny s vysokou viskozitou - úzký kanál (pracovní rozsah) pro výboj, ale méně tekuté, nižší filtrovatelnost.

Výběr kapaliny je diktován kompromisem 

pro dosahovanou kvalitu výsledného povrchu.

Doporučené viskozity pro různé typy EDM obrábění:

• Hrubování: ca. 6 mm2/s při teplotě 20 °C (cílem je co největší úběr kovu)
• Finišování: ca. 1,7-2,0 mm2/s při teplotě 20 °C (cílem je co nejkvalitnější povrch)
• Hrubování i finišování: lze použít střední viskozity 3-4 mm2/s při teplotě 20 °C jako kompromis - univerzální kapalina

EDM kapalina je důležitou součástí celého 
výrobního procesu a správný výběr je klíčový pro kvalitu 
obrobků a celkovou efektivitu celého procesu.

Naši obchodně-techničtí zástupci jsou připraveni Vám nabídnout správný produkt z našeho portfolia TIGROL nebo Quaker Houghton.