Che cosa significa EDM nella lavorazione meccanica? Spiegazione della lavorazione ad elettroerosione

Indurisci un inserto per stampo a 52 HRC e la fresa che lo ha modellato allo stato morbido smetterà di essere un'opzione. Il raggio dell'angolo è di 0,3 mm, la nervatura è profonda 40 mm e l'utensile semplicemente non riesce a raggiungere la cavità. Questo è il momento in cui l'EDM entra nella conversazione.

EDM sta per lavorazione a scarica elettrica. Niente tocca il pezzo. Un elettrodo sagomato e il pezzo da lavorare si trovano in un serbatoio di fluido dielettrico, una tensione pulsata colma lo spazio tra loro e migliaia di piccole scintille erodono il metallo un cratere alla volta. Poiché l’azione di taglio è termica anziché meccanica, la durezza del materiale smette di essere un fattore limitante, motivo per cui l’elettroerosione è ancora il processo predefinito per cavità di stampi, matrici temprate e qualsiasi geometria che una fresa rotante non può raggiungere.

Che cosa significa EDM nella lavorazione meccanica?

EDM è l'abbreviazione di lavorazione per elettroerosione. Sui disegni più vecchi e nelle conversazioni in officina sentirete anche parlare di lavorazione a scintilla, elettroerosione o elettroerosione. L'elettroerosione a tuffo, l'elettroerosione a tuffo, l'elettroerosione a pistone e l'elettroerosione a filo sono tutti sottotipi della stessa famiglia di processi piuttosto che tecnologie concorrenti.

Il metodo è nato dalla ricerca degli anni '40, quando l'erosione elettrica controllata fu sviluppata in un processo di lavorazione pratica dai ricercatori sovietici B. R. Lazarenko e N. I. Lazarenko. Ciò che ha trasformato un effetto da laboratorio in uno strumento di produzione è stato il servocontrollo: la macchina deve mantenere uno spazio misurato in centesimi di millimetro mentre ogni secondo si verificano centinaia o migliaia di scariche.

Tre condizioni definiscono ogni operazione EDM:

• Il pezzo deve condurre elettricità.
• Deve essere disponibile un elettrodo con la forma della cavità desiderata o, nell'elettroerosione a filo, un filo.
• Lo spazio tra l'elettrodo e il pezzo da lavorare deve essere inondato di fluido dielettrico pulito.

Come l'erosione da scintille rimuove il metallo

Una macchina per elettroerosione a tuffo non taglia. Brucia. Il ciclo si ripete migliaia di volte al secondo:

1. La testina del servo fa avanzare l'elettrodo fino a quando lo spazio è sufficientemente piccolo da consentire la rottura del dielettrico.
2. Si forma un canale di scarica, la corrente scorre e la temperatura del plasma in quel singolo punto supera il punto di fusione del pezzo.
3. Dalla superficie viene espulso un piccolo cratere di metallo fuso e vaporizzato.
4. L'impulso termina, il dielettrico spegne il cratere e il servo si ritrae leggermente in modo che il fluido fresco possa eliminare i detriti.

Poiché l'elettrodo non tocca mai il pezzo da lavorare, non vi è alcuna forza di taglio, nessuna vibrazione e nessuna deflessione dell'utensile. Ecco perché l'elettroerosione può lasciare un angolo interno vivo che una fresa, che porta sempre il proprio raggio, non potrà mai produrre.

I principali tipi di elettroerosione

L'elettroerosione è una famiglia di processi e il formato dell'elettrodo è ciò che separa i membri. Una macchina a tuffo immerge un elettrodo sagomato in una cavità, una macchina a filo fa passare un sottile filo mobile attraverso una piastra e una macchina a foro piccolo utilizza un tubo rotante.

Se si valutano le due opzioni più comuni, la suddivisione pratica è semplice: le cavità cieche e i dettagli tridimensionali vanno a un affondatore, mentre i profili passanti e le piastre a tolleranza stretta vanno a una macchina per filo. Uno sguardo più da vicino Elettroerosione a tuffo e elettroerosione a filo mostra dove i due si sovrappongono e dove no.

Cosa fa bene l'EDM e dove non è all'altezza

La sintesi onesta è che l’EDM acquista capacità con il tempo di ciclo. Usalo laddove la geometria o il materiale escludono il taglio convenzionale.

Punti di forza

• Lavora qualsiasi materiale conduttivo indipendentemente dalla durezza, compreso l'acciaio per utensili a 60 HRC, il carburo, il titanio e le leghe di nichel.
• Nessuna forza di taglio, quindi pareti sottili, nervature sottili e caratteristiche delicate sopravvivono all'operazione.
• Angoli interni affilati e fessure strette e profonde che nessuna taglierina rotante può produrre.
• Finiture di pregio con circuiti generatori dedicati, spesso nell'ordine dei micron.

Limitazioni

• Il pezzo in lavorazione deve condurre elettricità, quindi il vetro, la plastica e la maggior parte della ceramica sono esclusi.
• Le velocità di rimozione del metallo sono inferiori rispetto alla fresatura, quindi la sgrossatura di grandi volumi è costosa.
• Il processo lascia uno strato rifuso o bianco che potrebbe richiedere la rimozione sulle parti critiche per la fatica.
• Gli elettrodi si usurano e devono essere rivestiti o sostituiti e il fluido dielettrico necessita di filtrazione e gestione dello smaltimento.

ZNC, PNC e CNC: cosa significano le lettere su una macchina per elettroerosione

Le etichette della macchina su un elettroerosione a tuffo utilizzano tre acronimi. Descrivono quanta parte della macchina è sotto controllo numerico e questo è il principale fattore determinante del prezzo e di chi può utilizzare la macchina.

ZNC: Controllo numerico asse Z

Su una macchina ZNC l'asse Z, che è l'immersione dell'elettrodo, è servocontrollato, mentre X e Y sono posizionati manualmente con volantini e quadranti. Questi sono i cavalli di battaglia del lavoro semplice su stampi e matrici: rapidi da impostare per cavità una tantum e poco impegnativi per l'operatore. Un tipico esempio è il Macchina per elettroerosione a tuffo ZNC 450 Opzionale: armadio di controllo EDM Visualizza il prodotto → Macchina di classe ZNC-450, dimensionata per lavori con cavità piccole e medie.

PNC: controllo numerico programmabile

X, Y e Z sono tutti programmabili, quindi la macchina posiziona automaticamente l'elettrodo ed esegue programmi a più fasi. Ciò riguarda gli stampi multi-cavità e i lavori ripetitivi in ​​cui il posizionamento manuale consumerebbe il turno. Macchine di questa classe, come la Macchina per elettroerosione a tuffo PNC 450 Opzionale: scatola elettrica in acciaio al tungsteno PNC (CC) Visualizza il prodotto → PNC-450, si colloca tra lo ZNC manuale e il CNC completamente programmato sia in termini di capacità che di prezzo.

CNC: controllo numerico computerizzato

Il CNC completo aggiunge orbita, interpolazione multiasse, programmi memorizzati e, sui modelli più grandi, cambio automatico degli elettrodi. È la scelta ideale per cavità tridimensionali complesse, cicli non presidiati e officine che necessitano di risultati ripetibili da un turno all'altro. Inviluppi di lavoro più ampi seguono la stessa logica, motivo per cui a Macchina per elettroerosione a tuffo CNC 650 Opzionale: scatola elettrica CNC (servomotore AC/Giappone Panasonic) Visualizza il prodotto → La macchina della classe CNC-650 viene solitamente specificata quando sia le cavità dettagliate che i blocchi di stampo più grandi devono funzionare su un'unica piattaforma.

Elettroerosione contro fresatura e rettifica: scegli in base alla geometria, non all'abitudine

La selezione del processo di solito si riduce a tre domande: quanto è duro il materiale, quanto è profonda e stretta la caratteristica e quanto deve essere fine la superficie? La fresatura vince sul tasso di asportazione ogni volta che una fresa può raggiungere fisicamente la geometria. La rettifica vince quando è necessario planarità e controllo dimensionale su superfici accessibili. L'elettroerosione vince quando la geometria è irraggiungibile o il materiale è già indurito.

La conseguenza pratica è un flusso di lavoro in due fasi già utilizzato dalla maggior parte dei laboratori di stampi: fresatura morbida della cavità, lasciando un sovrametallo uniforme, quindi trattamento termico e finitura con elettroerosione. Saltare la fase dell'elettroerosione significa accettare un raggio della fresa nell'angolo o pagare per una fresa più piccola e un ciclo di fresatura molto più lungo.

Cosa controllare prima di acquistare un elettroerosione

Le schede tecniche si assomigliano; le differenze si notano nell'ambiente di lavoro e nel comportamento della macchina il venerdì pomeriggio. Chiedi questi numeri prima di confrontare i prezzi:

• Dimensioni del serbatoio di lavoro e peso massimo del pezzo, misurati con il portaelettrodo e il mandrino in posizione.
• Corsa X, Y e Z e se la corsa Z è sufficiente per la lunghezza dell'elettrodo effettivamente utilizzata.
• Gamma di potenza del generatore, finitura superficiale migliore che può raggiungere e numero di programmi che possono essere memorizzati.
• Capacità del caricatore o del cambio elettrodi, se la lavorazione non presidiata fa parte del piano.
• Filtrazione dielettrica, raffreddamento e capacità del serbatoio, che determinano sia i costi di esercizio che la consistenza della finitura.
• Disponibilità dei pezzi di ricambio e tempi di risposta realistici del servizio nella tua regione.

Nantong New Era Technology costruisce macchine utensili CNC da oltre 20 anni e produce macchine a tuffo ZNC, PNC e CNC da piccole cavità fino a blocchi di stampi di grandi dimensioni, insieme a centri di lavoro verticali e orizzontali, rettificatrici di superficie e macchine per incidere. Se vuoi abbinare i modelli al tuo mix di parti, è utile iniziare con Gamma di macchine per elettroerosione a tuffo e procedi verso l'esterno dalla cavità più grande che prevedi di bruciare.

Domande frequenti: Elettroerosione nella lavorazione

Le tre lettere sul disegno dicono soprattutto una cosa: il pezzo non può essere rifinito con una fresa rotante, o perché il materiale è troppo duro o la geometria è troppo stretta. Una volta chiarito questo, le restanti decisioni riguardano l'elettrodo, la classe di controllo e l'area di lavoro, e queste sono domande a cui qualsiasi costruttore di macchine dovrebbe essere in grado di rispondere con numeri reali anziché aggettivi.