Che cos'è la lavorazione a scarica elettrica: Definizione, tipi e usi
L'elettroerosione è un metodo di lavorazione che utilizza una scarica elettrica pulsata per incidere materiali conduttivi e ottenere determinate forme e dimensioni. È un metodo innovativo che si differenzia dalle tradizionali tecniche di taglio e tranciatura. Il processo è versatile e contiene molte cose da capire.
In questo articolo, esamineremo in modo approfondito la definizione di elettroerosione, il suo sviluppo storico, il suo esatto funzionamento, i principali tipi di lavorazione per elettroerosione, i suoi vantaggi e svantaggi, quali materiali sono adatti alla tecnologia di lavorazione per elettroerosione, nonché le applicazioni specifiche della lavorazione per elettroerosione e gli adattamenti che deve affrontare, quindi continuate a leggere!
Che cos'è la lavorazione a scarica elettrica?
L'elettroerosione, nota anche come lavorazione a scarica elettrica, è un processo in cui si utilizzano scintille controllate di elettricità per modellare i materiali con precisione. In altre parole, il pezzo da lavorare e l'elettrodo dell'utensile (maschio di rame) sono due elettrodi immersi nel fluido di lavoro, e messi tra i due poli in linea con una certa tensione d'impulso, quando la distanza tra i due poli è piccola fino a un certo punto, tra i poli del fluido di lavoro saranno perforati, dando luogo a una scarica di scintille.
Consente la lavorazione di componenti elettricamente conduttivi, indipendentemente dalla loro durezza. Questo processo consente di creare geometrie complesse per i componenti, che non possono essere ottenute con i metodi di lavorazione tradizionali.
La storia della lavorazione ad elettroerosione
L'elettroerosione è nata negli anni '40 e si è sviluppata dall'idea di prevenire la corrosione dei contatti elettrici in tungsteno. La scoperta di queste tecniche ha portato al loro utilizzo nei moderni processi produttivi. Con il passare del tempo, l'elettroerosione è diventata un'opzione molto apprezzata nell'industria medica, aerospaziale e degli utensili.
L'elettroerosione a filo è stata sviluppata per creare forme complesse e cavità dettagliate, e ora l'elettroerosione si è espansa fino a raggiungere infinite capacità, aiutando a realizzare un'eccellente lavorazione artigianale.
Come funziona la lavorazione a scarica elettrica?
Il processo di produzione di componenti mediante elettroerosione consiste nell'utilizzo di un elettrodo di grafite morbida, che fa scoccare una scintilla tra la regione di destinazione e l'elettrodo. La temperatura della scintilla varia da 14500 a 21500 Fahrenheit e porta alla vaporizzazione della regione bersaglio.
Una volta avvenuta la vaporizzazione, il fluido dielettrico allontana la parte vaporizzata dalla regione del pezzo già lavorato. Il processo viene ripetuto fino a raggiungere il taglio e la precisione desiderati. L'elettroerosione è in grado di lavorare materiali che sono buoni conduttori di elettricità.
Tipi di elettroerosione
Esistono diversi tipi di processi di elettroerosione, illustrati di seguito.
Lavorazione a scarica elettrica con taglio a filo
Elettroerosione a filo è nota per la sua capacità di creare componenti altamente precisi con tagli dettagliati. Il processo utilizza un filo sottile caricato elettricamente e realizzato in rame o ottone. Il filo viene fatto passare attraverso il componente, seguendo ripetutamente il percorso del programma, e taglia il materiale. È in grado di tagliare i materiali più duri con una precisione eccellente.
Questo metodo è adatto alla creazione di forme dettagliate con contorni. Per questo motivo, viene utilizzato soprattutto per creare stampi, punzoni e utensili. Inoltre, questo metodo produce componenti con tolleranze strette ed è adatto all'industria aerospaziale.
Lavorazione a scarica con affondatore (elettroerosione a tuffo)
Lavorazione a scarica con affondatore è il processo in cui il componente e l'elettrodo sono entrambi immersi nel fluido dielettrico. Gli elettrodi presenti nell'elettroerosione a tuffo possono essere personalizzati in termini di forma per creare la cavità richiesta nel componente.
Il processo è vantaggioso per forme geometriche complesse come stampi e utensili, che richiedono cavità intricate. Il movimento degli elettrodi può essere controllato utilizzando i materiali giusti per gli elettrodi, che sono composti da rame e grafite.
L'elettroerosione a tuffo consiste nel coinvolgere scariche elettriche in serie tra il pezzo e gli elettrodi. Questo processo può creare sottosquadri e cavità che non è possibile ottenere con altri metodi. La versatilità di questo metodo consente di affrontare diversi settori per creare componenti impegnativi.
Foratura a scarica elettrica
L'elettroerosione a foratura è una tecnica progettata per creare fori profondi e precisi in un materiale elettricamente conduttivo. Il processo consiste nel creare fori rapidi e precisi in applicazioni sensibili. Questo metodo ha reso il processo di creazione di fori precisi più semplice e veloce.
Il elettrodo L'elettrodo è costituito da un materiale di rame o grafite e l'elettrodo penetra ulteriormente nel pezzo in lavorazione rimuovendo il materiale. A differenza dei processi di foratura convenzionali, il processo di foratura per elettroerosione può produrre fori piccoli e profondi.
Vantaggi dell'elettroerosione
I vantaggi del processo di elettroerosione sono i seguenti:
Forme complesse: L'elettroerosione è in grado di produrre forme complesse con angoli interni e contorni netti.
Nessuna deformazione del pezzo: L'elettroerosione riduce al minimo l'usura dell'utensile; il taglio avviene per elettroerosione, non c'è contatto fisico tra il pezzo e l'utensile e non si verificano distorsioni di lavorazione.
Alta precisione: L'elettroerosione offre un'elevata accuratezza e precisione, importante per le applicazioni sensibili.
Adatto alla lavorazione di materiali duri: Può aiutare a modellare e tagliare materiali duri, cosa che non può essere fatta con altri metodi di lavorazione come il titanio, il carburo di tungsteno o l'acciaio temprato.
Superficie perfetta: L'elettroerosione offre un'eccellente finitura superficiale. Non lascia bave o segni sulla superficie del pezzo.
Svantaggi dell'elettroerosione
Gli svantaggi dell'elettroerosione sono i seguenti:
Materiale conduttivo: L'elettroerosione lavora con materiali che sono solo elettricamente conduttivi e hanno una limitazione nel campo di applicazione.
Velocità di lavorazione lenta: Rispetto ai metodi di lavorazione tradizionali, è lento quando si lavora con materiali duri.
Costo elevato: L'elettroerosione ha un elevato costo di manutenzione, oltre che di apparecchiature e consumo elettrico.
Impatto ambientale: I fluidi dielettrici richiedono uno smaltimento e una manipolazione accurati e, di conseguenza, presentano rischi per l'ambiente.
Quali materiali possono essere lavorati con l'elettroerosione?
I diversi materiali che possono essere lavorati con l'elettroerosione sono i seguenti:
- Acciaio: L'acciaio è duro e resistente e viene spesso utilizzato per creare stampi.
- Alluminio: è un materiale resistente ma leggero, scelto per i componenti leggeri.
- Ottone: L'ottone è una lega di rame che può essere facilmente prodotta mediante elettroerosione.
- Rame: Il rame ha un'eccellente conducibilità elettrica e un'ottima lavorabilità, che lo rendono adatto alla lavorazione di pezzi di forma complessa.
- Carburo di tungsteno: È un materiale altamente resistente all'usura e duro; pertanto, l'elettroerosione può lavorare perfettamente su di esso.
- Titanio: Il titanio è un materiale resistente e orientato alla forza, che lo rende adatto a settori come quello aerospaziale.
Quando utilizzare l'EDM
L'elettroerosione viene utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni, alcune delle quali comprendono le seguenti:
Aerospaziale: I componenti che costituiscono le parti dei motori e le pale delle turbine hanno forme complesse e sottosquadri utilizzati nell'industria aerospaziale e vengono prodotti con l'elettroerosione.
Medico: Nel medico L'elettroerosione contribuisce alla produzione di protesi, impianti e strumenti chirurgici.
Automobile: L'elettroerosione crea stampi per i componenti dei veicoli.
Costruzione di utensili e stampi: L'elettroerosione è utilizzata nell'industria degli utensili per la produzione di timbri, stampi e matrici personalizzati.
Elettronica: Il settore elettronico richiede connettori e componenti a semiconduttore precisi e la tecnologia di elettroerosione è in grado di soddisfare i requisiti di dimensioni ridotte.
Sfide associate alla tecnologia EDM
La tecnologia dell'elettroerosione presenta alcune sfide associate, che sono le seguenti:
- La messa a punto richiesta dall'elettroerosione è precisa e richiede molto tempo; richiede anche tecnici esperti per operare il processo e raggiungere la precisione.
- A causa delle scintille ad alta temperatura, il rischio di danni termici al componente è prevalente.
- Gli elettrodi utilizzati nel processo sono solitamente personalizzati e aumentano il costo.
- Quando si tratta di tagli molto profondi, diventa difficile mantenere la precisione e quindi persistono problemi come l'inefficienza del lavaggio e della selezione degli elettrodi.
Qual è la differenza tra CNC e EDM?
Le differenze tra la lavorazione CNC e l'elettroerosione sono le seguenti:
Principio di lavorazione: La lavorazione CNC taglia attraverso strumenti meccanici controllati dal computer, mentre la lavorazione EDM utilizza scintille elettriche per rimuovere il materiale.
Materiali applicabili: La lavorazione CNC è adatta a un'ampia gamma di materiali metallici e non metallici, mentre la lavorazione per elettroerosione è indicata per i metalli con durezza più elevata (ad esempio acciaio, leghe di tungsteno) e per i materiali difficili da lavorare.
Precisione e superficie: La lavorazione per elettroerosione consente di ottenere una migliore precisione e finitura superficiale, particolarmente adatta a forme complesse.
Velocità di lavorazione: La velocità di lavorazione del CNC è rapida e adatta alla produzione di massa, mentre l'elettroerosione è relativamente lenta nella lavorazione di fori profondi o di forme complesse.
Costo: Il CNC è adatto alla produzione di massa, il costo unitario è relativamente basso; l'elettroerosione è adatta alla produzione di piccole quantità e di pezzi di forma complessa, il costo unitario è relativamente alto.
Conclusione
Il processo di elettroerosione ha reso molto semplice la produzione di componenti molto complessi con dettagli precisi. Tuttavia, se desiderate avere un'esperienza diretta con questi componenti personalizzati per la vostra applicazione che sono eccezionalmente precisi, potete mettervi in contatto con noi all'indirizzo DEK. Forniamo componenti di alta qualità prodotti mediante elettroerosione.
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Domande frequenti
Quali sono i componenti chiave di un sistema EDM?
I componenti chiave del sistema di elettroerosione sono costituiti da elettrodo, sistema dielettrico, sistema di alimentazione elettrica, alimentazione a impulsi e componenti.
Quali sono i parametri tecnologici dell'elettroerosione?
I parametri tecnologici dell'elettroerosione sono il tempo di accensione dell'impulso, la corrente di scarica, il tempo di spegnimento dell'impulso, la tensione e la pressione di lavaggio.
La lavorazione a scarica elettrica è costosa?
La lavorazione per elettroerosione richiede un investimento iniziale elevato, ha un costo di esercizio elevato e richiede anche una manutenzione. Tuttavia, la qualità dei componenti è eccezionale, per cui alcune applicazioni possono risultare costose e altre no.
In cosa si differenzia l'elettroerosione da altri processi di lavorazione?
L'elettroerosione non entra in contatto diretto con il pezzo, il che aiuta a controllare l'usura degli utensili rispetto ad altri processi di lavorazione.
