Masz do wykonania skomplikowane elementy z hartowanych materiałów, z tolerancją rzędu mikronów i bez odkształceń – co wybierasz? Naturalną opcją jest elektrodrążarka, czyli maszyna realizująca obróbkę elektroerozyjną. Na rynku dostępne są dwie opcje wybierane najczęściej przez inwestorów – elektrodrążarki drutowe i wgłębne. Dzisiaj zajmiemy się szczegółowym wyjaśnieniem obu rodzajów obróbki EDM, zastosowaniem urządzeń i ich ograniczeniami. Przeczytaj!
Jak działa obróbka EDM i kiedy zapewnia przewagę?
EDM usuwa materiał iskrą między elektrodą a detalem zanurzonym w dielektryku (płyn izolacyjny). Brak kontaktu oznacza niewystępowanie sił skrawania, dzięki czemu można obrabiać cienkościenne i kruche elementy bez ryzyka ich uszkodzenia. Elektrodrążarki drutowe jako dielektryk wykorzystują zwykle wodę zdejonizowaną, a w obróbce wgłębnej stosuje się olej. W rezultacie proces charakteryzuje się wysoką stabilnością i powtarzalnością konturu. Jakie znaczenie ma to w kontekście długości łańcucha technologicznego? Elektrodrążarka pozwala obrabiać utwardzone detale bez konieczności poprawek. Minimalizuje też ryzyko odkształceń, więc eliminuje liczbę odrzuconych produktów.
Na czym polega obrabianie elektrodrążarką drutową i kiedy warto ją wybrać?
Elektrodrążarka drutowa pracuje przy pomocy stale podawanego drutu, który wycina profil na wylot po torze 2D lub 2,5D (wzdłuż płaskiego konturu z możliwością pochyleń). Daje też opcję taperu, czyli pochylenia ścianek pod kątem do kilkudziesięciu stopni. Drut pracuje w kąpieli w wodzie dejonizowanej, która stabilizuje iskrę i jednocześnie wypłukuje urobek. Pewnym ograniczeniem może być fakt, że start wymaga najczęściej otworu wstępnego.
Jakie korzyści zapewnia elektrodrążarka drutowa? 3 można zauważyć natychmiast:
- Szybki rozruch produkcji. Nie trzeba czasu na wytworzenie elektrody. Z tego powodu skraca się czas potrzebny do uruchomienia procesu obróbki oraz obniża się ryzyko projektu przy częstych zmianach geometrii.
- Wysoka precyzja i powtarzalna jakość. Maszyny klasy premium uzyskują powierzchnie o średniej chropowatości powierzchni na poziomie do Ra ~0,2 µm. W większości przypadków nie ma potrzeby dalszej obróbki.
- Elastyczność grubości materiału i możliwe pochylenie. Taka forma obróbki jest użyteczna zwłaszcza w matrycach, klinach i gniazdach o rozbieżnych ściankach.
Cena elektrodrążarki drutowej w porównaniu do wgłębnej jest korzystniejsza, co jeszcze mocniej przemawia za zastosowaniem właśnie tej metody w projektach o ograniczonym budżecie.
Ograniczenia elektrodrążarki drutowej
Istnieją dwa najpoważniejsze ograniczenia, jakie mają elektrodrążarki drutowe. Pierwsza z nich to praca „na wylot” przez całą grubość materiału. Co to oznacza dla realizowanych projektów? Jeżeli detal wymaga wykonania zagłębienia w formie ślepego gniazda, elektrodrążarka drutowa nie poradzi sobie z tym zadaniem. Rozwiązania są dwa – wybór elektrodrążarki wgłębnej lub projektowanie detali z wcześniejszym uwzględnieniem ograniczeń produkcyjnych.
Drugą kwestią są zaokrąglone naroża wewnętrzne. Drut ma swoją średnicę (zwykle do 0,3 mm) dlatego wewnętrzne narożniki nigdy nie będą miały idealnego kąta prostego. Zawsze pozostanie delikatne zaokrąglenie. Chociaż nie w każdym projekcie może to mieć decydujące znaczenie, przy projektowaniu elementów należy je uwzględnić.
Jak działają elektrodrążarki wgłębne?
Po drugiej stronie znajdują się elektrodrążarki wgłębne, które kształtują detal elektrodą z miedzi lub grafitu. Praca wykonywana jest w kąpieli olejowej w wariancie orbitowania, czyli zgodnie z ruchem oscylacyjnym. Iskra jest dzięki temu jeszcze bardziej stabilna, więc łatwiej też kontrolować wymiar realizowanego detalu. Świetnie sprawdzają się przy produkcji form wtryskowych czy detali wymagających absolutnie najwyższej jakości powierzchni obrabianej.
Elektrodrążarki wgłębne zapewniają kilka korzyści zwłaszcza w porównaniu do konkurencyjnego wariantu drutowego:
- Wykonywanie geometrii niemożliwych dla drutu. Elektrodrążarka wgłębna wykonuje głębokie i wąskie gniazda, wysokie żebra i idealnie ostre naroża, które decydują o funkcji formy albo narzędzia.
- Jeszcze gładsze wykończenie. Seryjne rozwiązania mogą osiągać chropowatość na poziomie Ra ~0,12 µm.
- Kontrola zużycia elektrody. Każdy cykl jest przewidywalny przez powtarzalność gniazd, więc jeszcze łatwiej zaplanować budżet i koszty jednostkowe.
Wyzwania przy użyciu elektrodrążarki wgłębnej
Łatwo określić ograniczenia elektrodrążarki wgłębnej, rozumiejąc sposób jej działania. Pierwsze z nich to konieczność zaprojektowania i wykonania elektrody. Chociaż wymaga czasu i dodatkowych nakładów finansowych, zwraca się zwłaszcza w projektach wielkoseryjnych. Raczej nieopłacalne przy produktach jednostkowych.
Oprócz tego sam proces nie jest tak szybki jak przy wykorzystaniu elektrodrążarki drutowej. Obróbka jest punktowa więc usuwanie materiału jest dłuższe niż przy jego wycinaniu. Na czas pracy wpływa również konieczność stabilnego i skutecznego płukania olejem, by zapewnić iskrzenie na stałym poziomie. Olej musi też być stale filtrowany i regularnie wymieniany, by zapewnić powtarzalną jakość pracy.
Elektrodrążarka drutowa czy wgłębna?
Jeżeli detal wymaga cięcia na wylot, jedyną rozsądną opcją jest elektrodrążarka drutowa, która daje przewidywalny koszt i szybki start produkcji. Gdy natomiast projekt obejmuje ślepe gniazda i zagłębienia oraz idealnie lustrzane powierzchnie, wybór pada na wariant wgłębny. Jeśli potrzebujesz dodatkowych informacji skontaktuj się z naszymi ekspertami!