1. คุณลักษณะของวัสดุกราไฟต์ด้วยวิธี EDM
1.1.ความเร็วในการตัดเฉือนชิ้นงาน
กราไฟต์เป็นวัสดุอโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงมากถึง 3,650 องศาเซลเซียส ในขณะที่ทองแดงมีจุดหลอมเหลวเพียง 1,083 องศาเซลเซียส ดังนั้นอิเล็กโทรดกราไฟต์จึงสามารถทนต่อสภาวะกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าได้
เมื่อพื้นที่การปล่อยประจุและขนาดของอิเล็กโทรดมีขนาดใหญ่ขึ้น ข้อดีของการขึ้นรูปหยาบวัสดุกราไฟต์ที่มีประสิทธิภาพสูงก็จะยิ่งชัดเจนขึ้น
ค่าการนำความร้อนของกราไฟต์เป็น 1/3 ของทองแดง และความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการปล่อยประจุสามารถนำมาใช้ในการกำจัดวัสดุโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้น ประสิทธิภาพในการประมวลผลของกราไฟต์จึงสูงกว่าอิเล็กโทรดทองแดงในการประมวลผลระดับปานกลางและละเอียด
จากประสบการณ์การใช้งาน พบว่าความเร็วในการคายประจุของอิเล็กโทรดกราไฟต์เร็วกว่าอิเล็กโทรดทองแดง 1.5-2 เท่า ภายใต้สภาวะการใช้งานที่ถูกต้อง
1.2. การสิ้นเปลืองอิเล็กโทรด
อิเล็กโทรดกราไฟต์มีคุณสมบัติที่สามารถทนต่อสภาวะกระแสไฟฟ้าสูงได้ นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขการตั้งค่าการกลึงหยาบที่เหมาะสม รวมถึงชิ้นงานเหล็กกล้าคาร์บอนที่เกิดขึ้นระหว่างการกลึงและอนุภาคคาร์บอนที่เกิดจากการสลายตัวที่อุณหภูมิสูงของของเหลวทำงาน ผลกระทบจากขั้วไฟฟ้า ภายใต้การกระทำของการกำจัดบางส่วน อนุภาคคาร์บอนจะเกาะติดกับพื้นผิวอิเล็กโทรดเพื่อสร้างชั้นป้องกัน ทำให้มั่นใจได้ว่าอิเล็กโทรดกราไฟต์จะมีการสูญเสียน้อยในการกลึงหยาบ หรืออาจถึงขั้น "ไม่มีของเสียเลย"
การสูญเสียอิเล็กโทรดหลักในกระบวนการ EDM มาจากการตัดเฉือนหยาบ แม้ว่าอัตราการสูญเสียจะสูงในเงื่อนไขการตั้งค่าสำหรับการตกแต่งขั้นสุดท้าย แต่การสูญเสียโดยรวมก็ต่ำเช่นกัน เนื่องจากระยะเผื่อการตัดเฉือนที่สงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนมีขนาดเล็ก
โดยทั่วไป การสูญเสียของอิเล็กโทรดกราไฟต์จะน้อยกว่าอิเล็กโทรดทองแดงในการกลึงหยาบด้วยกระแสไฟฟ้าสูง และจะมากกว่าอิเล็กโทรดทองแดงเล็กน้อยในการกลึงละเอียด การสูญเสียของอิเล็กโทรดกราไฟต์นั้นใกล้เคียงกัน
1.3. คุณภาพพื้นผิว
ขนาดอนุภาคของวัสดุกราไฟต์ส่งผลโดยตรงต่อความหยาบของพื้นผิวที่ได้จากการตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า (EDM) ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กเท่าไร ความหยาบของพื้นผิวก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น
เมื่อหลายปีก่อน การใช้กราไฟต์ที่มีขนาดอนุภาคเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ไมครอน พื้นผิวที่ดีที่สุดสามารถทำได้เพียงระดับ VDI18 edm (Ra0.8 ไมครอน) เท่านั้น แต่ในปัจจุบัน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคกราไฟต์สามารถทำได้ภายใน 3 ไมครอน พื้นผิวที่ดีที่สุดสามารถทำได้ระดับ VDI12 edm (Ra0.4 ไมครอน) หรือระดับที่ซับซ้อนกว่านั้นได้ แต่กราไฟต์อิเล็กโทรดนั้นต้องใช้หลักการขัดเงาแบบ EDM
วัสดุทองแดงมีความต้านทานต่ำและโครงสร้างที่กะทัดรัด สามารถแปรรูปได้อย่างเสถียรภายใต้สภาวะที่ยากลำบาก ความเรียบของพื้นผิวสามารถน้อยกว่า Ra0.1 ไมโครเมตร และสามารถแปรรูปเป็นแบบกระจกได้
ดังนั้น หากต้องการพื้นผิวที่ละเอียดมากจากการขึ้นรูปด้วยการปล่อยประจุ การใช้ทองแดงเป็นวัสดุอิเล็กโทรดจึงเหมาะสมกว่า ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักของอิเล็กโทรดทองแดงเหนืออิเล็กโทรดกราไฟต์
แต่หากใช้ขั้วไฟฟ้าทองแดงภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้าสูง ผิวขั้วไฟฟ้าจะหยาบกร้านและอาจเกิดรอยแตกได้ง่าย ในขณะที่วัสดุกราไฟต์จะไม่มีปัญหาดังกล่าว เนื่องจากข้อกำหนดความหยาบผิวตามมาตรฐาน VDI26 (Ra 2.0 ไมครอน) สำหรับการขึ้นรูปแม่พิมพ์ การใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ช่วยให้สามารถทำการขัดผิวจากหยาบไปละเอียดได้ ทำให้ได้ผิวสัมผัสที่สม่ำเสมอและลดข้อบกพร่องของผิว
นอกจากนี้ เนื่องจากโครงสร้างที่แตกต่างกันของกราไฟต์และทองแดง จุดกัดกร่อนจากการปล่อยประจุบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดกราไฟต์จึงมีความสม่ำเสมอกว่าของอิเล็กโทรดทองแดง ดังนั้น เมื่อทำการประมวลผลชิ้นงานที่มีความหยาบผิว VDI20 หรือสูงกว่านั้น ความละเอียดของพื้นผิวชิ้นงานที่ประมวลผลด้วยอิเล็กโทรดกราไฟต์จะมีความชัดเจนมากขึ้น และผลลัพธ์ของความละเอียดพื้นผิวนี้ดีกว่าผลลัพธ์ของการปล่อยประจุบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดทองแดง
1.4. ความแม่นยำในการกลึง
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุกราไฟต์มีค่าน้อย ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุทองแดงมีค่ามากกว่าวัสดุกราไฟต์ถึง 4 เท่า ดังนั้นในกระบวนการปล่อยประจุ อิเล็กโทรดกราไฟต์จึงมีแนวโน้มที่จะเสียรูปน้อยกว่าอิเล็กโทรดทองแดง ซึ่งช่วยให้ได้ความแม่นยำในการประมวลผลที่เสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการแปรรูปชิ้นงานที่มีร่องลึกและแคบ อุณหภูมิสูงเฉพาะจุดจะทำให้ขั้วไฟฟ้าทองแดงงอได้ง่าย แต่ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์จะไม่เป็นเช่นนั้น
สำหรับอิเล็กโทรดทองแดงที่มีอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูง จะต้องชดเชยค่าการขยายตัวทางความร้อนค่าหนึ่งเพื่อแก้ไขขนาดในระหว่างการตั้งค่าการตัดเฉือน ในขณะที่อิเล็กโทรดกราไฟต์ไม่จำเป็นต้องใช้ค่าดังกล่าว
1.5. น้ำหนักของอิเล็กโทรด
วัสดุกราไฟต์มีความหนาแน่นน้อยกว่าทองแดง และน้ำหนักของอิเล็กโทรดกราไฟต์ที่มีปริมาตรเท่ากันนั้นมีเพียง 1/5 ของน้ำหนักอิเล็กโทรดทองแดง
จะเห็นได้ว่าการใช้กราไฟต์นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับอิเล็กโทรดที่มีปริมาตรมาก ซึ่งช่วยลดภาระของแกนหมุนของเครื่องมือ EDM ได้อย่างมาก อิเล็กโทรดจะไม่ก่อให้เกิดความไม่สะดวกในการจับยึดเนื่องจากน้ำหนักมาก และจะไม่ทำให้เกิดการโก่งตัวหรือการเคลื่อนที่ในระหว่างการประมวลผล เป็นต้น จึงเห็นได้ว่าการใช้อิเล็กโทรดกราไฟต์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการประมวลผลแม่พิมพ์ขนาดใหญ่
1.6. ความยากลำบากในการผลิตอิเล็กโทรด
คุณสมบัติในการขึ้นรูปของวัสดุกราไฟต์นั้นดี ความต้านทานในการตัดมีเพียง 1/4 ของทองแดง ภายใต้สภาวะการประมวลผลที่เหมาะสม ประสิทธิภาพในการกัดขึ้นรูปอิเล็กโทรดกราไฟต์จะสูงกว่าอิเล็กโทรดทองแดง 2-3 เท่า
อิเล็กโทรดกราไฟต์ทำความสะอาดง่าย และสามารถใช้ในการประมวลผลชิ้นงานที่ปกติแล้วต้องใช้อิเล็กโทรดหลายตัว ให้เหลือเพียงอิเล็กโทรดเดียวได้
โครงสร้างอนุภาคที่เป็นเอกลักษณ์ของวัสดุกราไฟต์ช่วยป้องกันการเกิดครีบหลังจากการกัดและการขึ้นรูปอิเล็กโทรด ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการใช้งานได้โดยตรงในกรณีที่ไม่สามารถกำจัดครีบออกได้ง่ายในการขึ้นรูปที่ซับซ้อน จึงช่วยขจัดขั้นตอนการขัดอิเล็กโทรดด้วยมือและหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดที่ผิดพลาดที่เกิดจากการขัดเงา
ควรทราบว่า เนื่องจากกราไฟต์สะสมฝุ่นได้ง่าย การบดกราไฟต์จึงทำให้เกิดฝุ่นจำนวนมาก ดังนั้นเครื่องบดจึงต้องมีซีลและอุปกรณ์เก็บฝุ่น
หากจำเป็นต้องใช้ edM ในการแปรรูปอิเล็กโทรดกราไฟต์ ประสิทธิภาพการแปรรูปจะไม่ดีเท่าวัสดุทองแดง ความเร็วในการตัดจะช้ากว่าทองแดงประมาณ 40%
1.7 การติดตั้งและการใช้งานอิเล็กโทรด
วัสดุกราไฟต์มีคุณสมบัติการยึดเกาะที่ดี สามารถใช้กราไฟต์ในการยึดติดอุปกรณ์จับยึดได้โดยการกัดอิเล็กโทรดและปล่อยประจุ ซึ่งจะช่วยประหยัดขั้นตอนการเจาะรูสกรูบนวัสดุอิเล็กโทรดและประหยัดเวลาในการทำงาน
วัสดุกราไฟต์ค่อนข้างเปราะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอิเล็กโทรดขนาดเล็ก แคบ และยาว ซึ่งแตกหักได้ง่ายเมื่อได้รับแรงภายนอกขณะใช้งาน แต่สามารถทราบได้ทันทีว่าอิเล็กโทรดเสียหายแล้ว
หากเป็นอิเล็กโทรดทองแดง มันจะงอได้แต่ไม่หัก ซึ่งเป็นอันตรายมากและยากต่อการตรวจสอบในระหว่างการใช้งาน อีกทั้งยังอาจทำให้ชิ้นงานเสียหายได้ง่าย
1.8. ราคา
ทองแดงเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ราคาจึงมีแนวโน้มสูงขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ราคาของกราไฟต์มีแนวโน้มคงที่
เนื่องจากราคาวัตถุดิบทองแดงเพิ่มสูงขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตกราไฟต์รายใหญ่จึงปรับปรุงกระบวนการผลิตกราไฟต์เพื่อสร้างความได้เปรียบในการแข่งขัน ปัจจุบัน ภายใต้ปริมาณที่เท่ากัน ราคาวัตถุดิบกราไฟต์สำหรับทำอิเล็กโทรดโดยทั่วไปจะใกล้เคียงกับราคาวัตถุดิบทองแดงสำหรับทำอิเล็กโทรด แต่กราไฟต์สามารถแปรรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ทองแดงทำอิเล็กโทรด ซึ่งเทียบเท่ากับการลดต้นทุนการผลิตโดยตรง
โดยสรุปแล้ว ในบรรดาคุณลักษณะ 8 ประการของอิเล็กโทรดกราไฟต์ ข้อดีของมันนั้นเห็นได้ชัดเจน คือ ประสิทธิภาพในการกัดอิเล็กโทรดและกระบวนการปล่อยประจุดีกว่าอิเล็กโทรดทองแดงอย่างมาก อิเล็กโทรดขนาดใหญ่มีน้ำหนักเบา มีเสถียรภาพทางมิติที่ดี อิเล็กโทรดขนาดบางไม่เสียรูปง่าย และพื้นผิวมีคุณภาพดีกว่าอิเล็กโทรดทองแดง
ข้อเสียของวัสดุกราไฟต์คือไม่เหมาะสำหรับการประมวลผลการปล่อยประจุบนพื้นผิวละเอียดภายใต้ VDI12 (Ra0.4 ม.) และประสิทธิภาพของการใช้ edM ในการสร้างอิเล็กโทรดนั้นต่ำ
อย่างไรก็ตาม จากมุมมองในทางปฏิบัติ หนึ่งในเหตุผลสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อการส่งเสริมวัสดุกราไฟต์อย่างมีประสิทธิภาพในประเทศจีนคือ ความจำเป็นต้องใช้เครื่องจักรแปรรูปกราไฟต์แบบพิเศษสำหรับการกัดขึ้นรูปอิเล็กโทรด ซึ่งก่อให้เกิดข้อกำหนดใหม่สำหรับอุปกรณ์แปรรูปของสถานประกอบการผลิตแม่พิมพ์ และวิสาหกิจขนาดเล็กบางแห่งอาจไม่มีเงื่อนไขนี้
โดยทั่วไป ข้อดีของอิเล็กโทรดกราไฟต์ครอบคลุมการใช้งานด้านการประมวลผลด้วยไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่ และคุ้มค่าแก่การเผยแพร่และนำไปใช้ โดยมีประโยชน์ในระยะยาวอย่างมาก ข้อเสียของการประมวลผลพื้นผิวอย่างละเอียดสามารถแก้ไขได้โดยการใช้อิเล็กโทรดทองแดง
2. การคัดเลือกวัสดุอิเล็กโทรดกราไฟต์สำหรับกระบวนการ EDM
สำหรับวัสดุกราไฟต์นั้น มีตัวชี้วัดหลักๆ 4 ประการดังต่อไปนี้ ที่กำหนดประสิทธิภาพของวัสดุโดยตรง:
1) เส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคเฉลี่ยของวัสดุ
ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของวัสดุมีผลโดยตรงต่อสภาวะการปล่อยวัสดุ
ยิ่งขนาดอนุภาคเฉลี่ยของวัสดุกราไฟต์เล็กลงเท่าใด การปล่อยประจุไฟฟ้าก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้น สภาวะการปล่อยประจุไฟฟ้าก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้น คุณภาพพื้นผิวก็จะยิ่งดีขึ้น และการสูญเสียก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
ยิ่งขนาดอนุภาคเฉลี่ยใหญ่ขึ้นเท่าใด อัตราการกำจัดวัสดุในการกลึงหยาบก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่ผลลัพธ์ของการตกแต่งผิวงานจะด้อยลง และการสูญเสียอิเล็กโทรดก็จะมากขึ้น
2) ความแข็งแรงดัดงอของวัสดุ
ความแข็งแรงดัดงอของวัสดุเป็นตัวสะท้อนโดยตรงของความแข็งแรงของวัสดุนั้น ซึ่งบ่งบอกถึงความแน่นหนาของโครงสร้างภายใน
วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงจะมีประสิทธิภาพในการต้านทานการคายประจุค่อนข้างดี สำหรับอิเล็กโทรดที่มีความแม่นยำสูง ควรเลือกวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
3) ค่าความแข็งชอร์ของวัสดุ
กราไฟต์มีความแข็งกว่าโลหะ และการสึกหรอของเครื่องมือตัดจะมากกว่าการสึกหรอของโลหะที่ใช้ตัด
ในขณะเดียวกัน ความแข็งสูงของวัสดุกราไฟต์ก็มีประสิทธิภาพในการควบคุมการสูญเสียจากการปล่อยประจุได้ดีกว่า
4) ค่าความต้านทานจำเพาะของวัสดุ
อัตราการคายประจุของวัสดุกราไฟต์ที่มีความต้านทานจำเพาะสูงจะช้ากว่าวัสดุกราไฟต์ที่มีความต้านทานจำเพาะต่ำ
ยิ่งค่าความต้านทานจำเพาะสูงเท่าไร การสูญเสียที่ขั้วไฟฟ้าก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกัน ความเสถียรของการปล่อยประจุก็จะยิ่งลดลงด้วย
ในปัจจุบัน มีกราไฟต์หลายเกรดให้เลือกซื้อจากผู้จำหน่ายกราไฟต์ชั้นนำของโลก
โดยทั่วไปแล้ว การจำแนกประเภทของวัสดุกราไฟต์จะพิจารณาจากขนาดอนุภาคเฉลี่ย โดยอนุภาคที่มีขนาด ≤ 4 ไมโครเมตร จัดเป็นกราไฟต์ละเอียด อนุภาคขนาด 5-10 ไมโครเมตร จัดเป็นกราไฟต์ปานกลาง และอนุภาคที่มีขนาด 10 ไมโครเมตรขึ้นไป จัดเป็นกราไฟต์หยาบ
ยิ่งอนุภาคมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเท่าไร วัสดุก็ยิ่งมีราคาแพงมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงสามารถเลือกวัสดุกราไฟต์ที่เหมาะสมได้มากขึ้นตามความต้องการและต้นทุนของกระบวนการ EDM
3. การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์
อิเล็กโทรดกราไฟต์ส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการบด
จากมุมมองของเทคโนโลยีการแปรรูป กราไฟต์และทองแดงเป็นวัสดุที่แตกต่างกัน และจำเป็นต้องเรียนรู้และเข้าใจคุณลักษณะการตัดที่แตกต่างกันของวัสดุทั้งสองชนิดนี้
หากนำอิเล็กโทรดกราไฟต์ไปแปรรูปด้วยกระบวนการเดียวกับอิเล็กโทรดทองแดง ปัญหาต่างๆ จะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เช่น แผ่นกราไฟต์แตกหักบ่อย ซึ่งจำเป็นต้องใช้เครื่องมือตัดและพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสม
การตัดเฉือนด้วยอิเล็กโทรดกราไฟต์นั้นสึกหรอน้อยกว่าอิเล็กโทรดทองแดง เมื่อพิจารณาในแง่เศรษฐกิจ การเลือกใช้เครื่องมือคาร์ไบด์จึงประหยัดที่สุด การเลือกใช้เครื่องมือเคลือบเพชร (เรียกว่ามีดกราไฟต์) ราคาจะสูงกว่า แต่เครื่องมือเคลือบเพชรมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า มีความแม่นยำในการประมวลผลสูง และโดยรวมแล้วมีผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ดี
ขนาดของมุมด้านหน้าของเครื่องมือก็มีผลต่ออายุการใช้งานเช่นกัน เครื่องมือที่มีมุมด้านหน้า 0° จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเครื่องมือที่มีมุมด้านหน้า 15° ถึง 50% ความเสถียรในการตัดก็ดีกว่า แต่ยิ่งมุมใหญ่เท่าไหร่ พื้นผิวการตัดก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น การใช้เครื่องมือที่มีมุม 15° จะให้พื้นผิวการตัดที่ดีที่สุด
ความเร็วในการตัดในการกลึงสามารถปรับได้ตามรูปทรงของอิเล็กโทรด โดยปกติจะอยู่ที่ 10 เมตร/นาที คล้ายกับการกลึงอะลูมิเนียมหรือพลาสติก ในการกลึงหยาบ เครื่องมือตัดสามารถสัมผัสและถอดออกจากชิ้นงานได้โดยตรง และในการกลึงละเอียด ปรากฏการณ์การยุบตัวของมุมและการแตกหักมักเกิดขึ้นได้ง่าย จึงมักใช้วิธีการเคลื่อนที่เร็วของใบมีดเบา
ในกระบวนการตัดด้วยอิเล็กโทรดกราไฟต์จะก่อให้เกิดฝุ่นจำนวนมาก เพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นละอองกราไฟต์เข้าไปในแกนหมุนและสกรูของเครื่องจักร ปัจจุบันมีสองวิธีหลัก คือ การใช้เครื่องจักรแปรรูปกราไฟต์โดยเฉพาะ และการดัดแปลงเครื่องจักรแปรรูปทั่วไปให้ติดตั้งอุปกรณ์เก็บฝุ่นแบบพิเศษ
เครื่องกัดกราไฟต์ความเร็วสูงแบบพิเศษในท้องตลาดมีประสิทธิภาพการกัดสูง และสามารถผลิตอิเล็กโทรดที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดาย ด้วยความแม่นยำสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ดี
หากจำเป็นต้องใช้ EDM ในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ แนะนำให้ใช้กราไฟต์ชนิดละเอียดที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่า
ประสิทธิภาพการตัดเฉือนของกราไฟต์นั้นต่ำ ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กเท่าไร ประสิทธิภาพการตัดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และปัญหาผิดปกติ เช่น การขาดของลวดบ่อยครั้งและขอบคมบนพื้นผิวก็จะสามารถหลีกเลี่ยงได้
4. พารามิเตอร์ EDM ของอิเล็กโทรดกราไฟต์
การเลือกพารามิเตอร์ EDM สำหรับกราไฟต์และทองแดงนั้นแตกต่างกันอย่างมาก
พารามิเตอร์หลักของ EDM ประกอบด้วย กระแสไฟฟ้า ความกว้างของพัลส์ ช่องว่างระหว่างพัลส์ และขั้วไฟฟ้า
ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายเกี่ยวกับพื้นฐานสำหรับการใช้งานพารามิเตอร์หลักเหล่านี้อย่างมีเหตุผล
โดยทั่วไป ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าของอิเล็กโทรดกราไฟต์อยู่ที่ 10~12 A/cm² ซึ่งสูงกว่าอิเล็กโทรดทองแดงมาก ดังนั้น ภายในช่วงกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตในพื้นที่นั้นๆ ยิ่งเลือกกระแสไฟฟ้าสูงเท่าไร ความเร็วในการคายประจุของกราไฟต์ก็จะยิ่งเร็วขึ้น การสูญเสียอิเล็กโทรดก็จะน้อยลง แต่ความหยาบของพื้นผิวก็จะมากขึ้นด้วย
ยิ่งความกว้างของพัลส์มากเท่าไร การสูญเสียที่ขั้วไฟฟ้าก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ความกว้างของพัลส์ที่มากขึ้นจะทำให้ความเสถียรในการประมวลผลลดลง ความเร็วในการประมวลผลช้าลง และพื้นผิวหยาบขึ้น
เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามีการสูญเสียอิเล็กโทรดต่ำในระหว่างการกลึงหยาบ โดยทั่วไปจะใช้ความกว้างของพัลส์ที่ค่อนข้างมาก ซึ่งสามารถทำให้การกลึงอิเล็กโทรดกราไฟต์มีการสูญเสียต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อค่าอยู่ระหว่าง 100 ถึง 300 ไมโครวินาที
เพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนและผลการปล่อยประจุที่เสถียร ควรเลือกความกว้างของพัลส์ที่แคบลง
โดยทั่วไป ความกว้างของพัลส์ของอิเล็กโทรดกราไฟต์จะน้อยกว่าอิเล็กโทรดทองแดงประมาณ 40%
ช่องว่างพัลส์มีผลต่อความเร็วและความเสถียรในการตัดเฉือนเป็นหลัก ยิ่งค่าช่องว่างพัลส์มากเท่าไร ความเสถียรในการตัดเฉือนก็จะยิ่งดีขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการได้พื้นผิวที่สม่ำเสมอมากขึ้น แต่ความเร็วในการตัดเฉือนก็จะลดลง
ภายใต้เงื่อนไขที่รับประกันความเสถียรของการประมวลผล ประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นสามารถทำได้โดยการเลือกช่วงเวลาพัลส์ที่แคบลง แต่เมื่อสถานะการปล่อยประจุไม่เสถียร ประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นสามารถทำได้โดยการเลือกช่วงเวลาพัลส์ที่กว้างขึ้น
ในการตัดเฉือนด้วยการปล่อยประจุไฟฟ้าโดยใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ โดยทั่วไปแล้ว ระยะห่างระหว่างพัลส์และความกว้างของพัลส์จะถูกตั้งค่าไว้ที่ 1:1 ในขณะที่ในการตัดเฉือนด้วยขั้วไฟฟ้าทองแดง โดยทั่วไปแล้ว ระยะห่างระหว่างพัลส์และความกว้างของพัลส์จะถูกตั้งค่าไว้ที่ 1:3
ภายใต้กระบวนการแปรรูปกราไฟต์ที่เสถียร อัตราส่วนการจับคู่ระหว่างช่องว่างพัลส์และความกว้างพัลส์สามารถปรับได้ที่ 2:3
ในกรณีที่มีระยะห่างของพัลส์น้อย การสร้างชั้นเคลือบผิวบนพื้นผิวอิเล็กโทรดจะเป็นประโยชน์ เนื่องจากช่วยลดการสูญเสียของอิเล็กโทรดได้
การเลือกขั้วของอิเล็กโทรดกราไฟต์ในกระบวนการ EDM นั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับการเลือกขั้วของอิเล็กโทรดทองแดง
ตามหลักการของขั้วไฟฟ้าในการตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า (EDM) การตัดเฉือนด้วยขั้วบวกมักใช้ในการตัดเฉือนเหล็กแม่พิมพ์ กล่าวคือ อิเล็กโทรดจะต่อเข้ากับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ และชิ้นงานจะต่อเข้ากับขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ
การใช้กระแสไฟฟ้าสูงและความกว้างของพัลส์มาก ร่วมกับการเลือกขั้วบวกในการตัดเฉือน จะช่วยลดการสูญเสียของอิเล็กโทรดได้อย่างมาก หากเลือกขั้วผิด การสูญเสียของอิเล็กโทรดจะสูงมาก
การประมวลผลด้วยขั้วลบจะถูกนำมาใช้ก็ต่อเมื่อต้องการปรับพื้นผิวให้ละเอียดน้อยกว่า VDI18 (Ra0.8 ไมโครเมตร) และความกว้างของพัลส์มีขนาดเล็กมาก เพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้น แต่การสูญเสียที่ขั้วไฟฟ้าจะสูง
ปัจจุบันเครื่องมือกล CNC edM มีพารามิเตอร์การตัดเฉือนด้วยการปล่อยประจุแกรไฟต์แล้ว
การใช้งานพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเป็นไปอย่างชาญฉลาดและสามารถสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติโดยระบบผู้เชี่ยวชาญของเครื่องมือกล
โดยทั่วไป เครื่องจักรสามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์การประมวลผลที่เหมาะสมที่สุดได้โดยการเลือกคู่ของวัสดุ ประเภทการใช้งาน ค่าความหยาบของพื้นผิว และป้อนพื้นที่การประมวลผล ความลึกของการประมวลผล ขนาดของอิเล็กโทรด ฯลฯ ในระหว่างการตั้งโปรแกรม
ชุดอิเล็กโทรดกราไฟต์สำหรับเครื่องมือ EDM มีพารามิเตอร์การประมวลผลที่หลากหลาย โดยสามารถเลือกประเภทวัสดุได้ตั้งแต่กราไฟต์หยาบไปจนถึงกราไฟต์ละเอียด ซึ่งเหมาะสมกับวัสดุชิ้นงานหลากหลายประเภท และแบ่งย่อยตามประเภทการใช้งานได้ เช่น มาตรฐาน ร่องลึก จุดแหลม พื้นที่ขนาดใหญ่ โพรงขนาดใหญ่ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกการประมวลผลที่มีการสูญเสียต่ำ มาตรฐาน ประสิทธิภาพสูง และอื่นๆ อีกมากมาย
5. บทสรุป
วัสดุอิเล็กโทรดกราไฟต์ชนิดใหม่นี้ควรได้รับการส่งเสริมอย่างจริงจัง และข้อดีของมันจะค่อยๆ ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์ในประเทศ
การเลือกใช้วัสดุอิเล็กโทรดกราไฟต์ที่ถูกต้องและการปรับปรุงเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง จะนำมาซึ่งประสิทธิภาพสูง คุณภาพสูง และต้นทุนต่ำสำหรับผู้ประกอบการผลิตแม่พิมพ์
วันที่โพสต์: 4 ธันวาคม 2020