Bewerking is een essentieel proces in een verscheidenheid aan industriële toepassingen, waaronder de productie van metalen onderdelen voor auto's en machines, evenals gespecialiseerde snijgereedschappen. Deze techniek maakt gebruik van gespecialiseerde gereedschappen en apparatuur om materialen op microscopisch niveau te snijden, te snijden of te manipuleren. Ingenieurs gebruiken verschillende bewerkingsmethoden om de onderdelen en componenten te maken die nodig zijn voor verschillende projecten en industrieën.
Wanneer traditionele bewerkingsmethoden hun grenzen bereiken, wenden fabrikanten zich er vaak toe elektrische ontlading machinale bewerking: (EDM). EDM is een populaire, niet-traditionele bewerkingstechniek waarbij elektrische vonken worden gebruikt om materiaal te eroderen en nauwkeurige vormen in harde materialen te vormen. Dit proces vereist of gebruikt geen mechanische kracht om overtollig materiaal te verwijderen. EDM wordt veel gebruikt in de gereedschaps- en matrijzenproductie, de lucht- en ruimtevaart-, medische en auto-industrie.
EDM is verdeeld in twee typen: draad EDM en zinkvonk-EDM. Dit artikel gaat over zinkvonken en draadvonken, inclusief hun principes, voor- en nadelen, toepassingen en verschillen. We hopen dat dit u helpt bij het kiezen van de beste optie voor uw productie- of EDM-project.
Wat is zinkvonk-EDM?
Zink EDM is een soort Electric Discharge Machining (EDM)-methode waarbij gebruik wordt gemaakt van een elektrische vonk om uiterst nauwkeurige blinde holtes in geleidende materialen te creëren. Een op maat gemaakte elektrode zinkt in een diëlektrische vloeistof en beweegt dicht langs het werkstuk zonder contact te maken.
Wanneer een hoge spanning wordt aangelegd, begint binnen die nauwe opening een kettingreactie van elektrische vonken tussen de elektrode en het werkstuk. Vonken genereren intense plaatselijke hitte, waardoor materiaalerosie ontstaat. Sinker Electrical Discharge Machining, ook bekend als ram-EDM, holte-EDM, volume-EDM of duik-EDM, wordt voornamelijk gebruikt om nauwkeurige kunststof spuitgietmatrijzen, matrijzen en delicate onderdelen te produceren.
Zinkervonken is vooral nuttig in deze toepassingen omdat het niet bestand is tegen de spanning van conventionele snijkrachten. Deze technologie is van cruciaal belang voor de productie industrieën die een hoge precisie en delicatesse vereisen.
Hoe werkt zinkvonk-EDM?
Net als bij andere vormen van elektrische ontladingsbewerking, werkt zinkvonken op basis van vonken die worden veroorzaakt door een elektrisch spanningsverschil tussen het werkstuk en de elektrode, het EDM-gereedschap. De hoge thermische energie van deze vonken doet delen van het werkstuk en de EDM-elektrode smelten of verdampen. Daarna spoelt de diëlektrische vloeistof het vuil weg.
Net als bij andere vormen van EDM wordt het werkstuk effectief ‘doorgesneden’ door de duizenden vonken die elke seconde ontstaan. Om het werkoppervlak tot de gewenste diepte te ‘bewerken’, wordt de elektrode geleidelijk in het werkstuk verzonken. Wanneer het gereedschap wordt verwijderd, blijft er op het werkstuk een omgekeerd spiegelbeeld over van het EDM-gereedschap dat is gesneden.
Sinker EDM maakt doorgaans gebruik van een grafietelektrode en een koolwaterstof olie, zoals kerosine, als diëlektrische vloeistof. Grafietelektroden en koolwaterstofolie balanceren duurzaamheid van gereedschappen, oppervlakteafwerkingen kosten, hoewel er voor bepaalde projecten ook andere opties beschikbaar zijn.
Wat is draadvonken?
Draadvonken is een contactloze, subtractieve productiemethode waarbij gebruik wordt gemaakt van een elektrisch geladen dunne draad en een diëlektrische vloeistof om een metalen onderdeel in verschillende vormen te snijden.
In plaats van het materiaal te snijden, smelt of verdampt het proces het, waardoor kleine spanen en nauwkeurige snijlijnen ontstaan. Hierdoor kan het gemakkelijk onderdelen bewerken die niet geschikt zijn voor traditionele verspaningstechnieken. De componenten moeten echter elektrisch geleidend zijn.
Hoe werkt draadvonken?
Voor het bewerken van elektrische ontladingen zijn een diëlektrische vloeistof, een gereedschap, een werkstuk en een elektrische ontladingsmachine nodig. Voor het proces is een spanning nodig die een reeks stroomontladingen tussen twee elektroden produceert. In dit geval zijn de twee elektroden het metalen werkstuk en het metalen gereedschap, die uit elkaar worden gehouden door de diëlektrische vloeistof (meestal gedeïoniseerd water of koolwaterstofolie) en mogen nooit met elkaar in contact komen.
De machine controleert nauwkeurig de spleet of vonkbrug tussen het gereedschap en het werkstuk. De operator verhoogt de spanning tijdens het EDM-proces, waardoor de vloeistof plotseling overgaat van een elektrische isolator naar een elektrische geleider. Dit proces staat bekend als diëlektrische doorslag. In het kleine gebied tussen het gereedschap en het werkstuk creëert deze abrupte verandering een elektrische boog die materiaal van beide elektroden erodeert.
Het uiteindelijke doel is erosie van het werkstuk, maar erosie van het gereedschap moet zorgvuldig worden gecontroleerd. Eén manier om dit te doen is door het gereedschap regelmatig te vervangen door nieuwe metalen onderdelen. Naast het produceren van de elektrische boog dient de diëlektrische vloeistof ook andere doeleinden. De vloeistof verwijdert metaalfragmenten (vergelijkbaar met spanen) tussen de stroomontladingen door van het werkstuk en er wordt verse vloeistof toegevoegd. Deze procedure noemen we spoelen. Verschillende EDM-versies hebben andere functies. Hoewel er meer gespecialiseerde varianten bestaan, zoals snelgatboorvonken, richt dit artikel zich op zinkvonken en draadvonken.
Voor- en nadelen van Sinker EDM-bewerking
Dit zijn de voor- en nadelen van de zinker elektrische ontlading bewerkingsproces:
Voordelen van Sinker EDM
- Met nauwkeurige elektrodebewerking kan zinkvonken nauwkeurige, opmerkelijke kenmerken produceren.
- Hierdoor kunnen functies nauwkeurig worden gecontroleerd. in tegenstelling tot CNC-bewerkingDit proces spaart het gereedschap tegen belastingen die het kunnen buigen en vervormen.
- Omdat zinkvonken geen gereedschap nodig heeft dat harder is dan het materiaal dat wordt bewerkt, verschilt het van andere bewerkingsmethoden.
- Het bewerken van elk geleidend metaal is mogelijk met zinkvonken.
- Kenmerken zoals zeshoekige blinde gaten kunnen erdoor worden geproduceerd.
Nadelen van Sinker EDM
- Vergelijking van de zinkvonktechniek met andere bewerkingstechnieken zoals CNC frezenwordt zeer weinig materiaal verwijderd. De kosten van elk onderdeel zijn hoger dan bij alternatieve bewerkingstechnieken, vanwege de extra benodigde tijd.
- Het hoogenergetische vonkerosieproces van Sinker EDM-machines resulteert in een overmatig elektriciteitsverbruik. Er wordt veel minder energie verbruikt conventionele CNC-machines.
- Kunststoffen en composieten kunnen niet worden bewerkt met zinkvonkvonken; het kan alleen geleidende materialen verwerken.
Voor- en nadelen van draadvonken
Hier zijn de voor- en nadelen van draadvonken:
Voordelen van draadvonken
- Het bewerkingsproces verloopt continu en zonder onderbrekingen. Zelfs als de draad tijdens het knippen breekt, gaat het proces zonder onderbreking door.
- Draadvonken snijden is het beste voor kwetsbare materialen die niet bestand zijn tegen de stress van de bewerking.
- Met deze aanpak kunnen complexe vormen en vormen worden gecreëerd die met conventionele CNC-bewerkingen moeilijk te creëren zouden zijn.
- Het creëert zuivere, nauwkeurige sneden waarbij het werkstuk niet verder hoeft te worden bewerkt of afgewerkt.
- Het vergemakkelijkt de bewerking van kleine componenten en het snijden van ingewikkelde objecten die te delicaat zouden zijn voor conventionele bewerkingstechnieken.
- De machine snijdt materialen zonder bramen of vervormingen na slechts één verwerkingsfase.
Nadelen van draadvonken
- Sommige materialen, zoals aluminium, kunnen een oxidelaag op hun snijoppervlak vormen. Als gevolg hiervan kan extra afwerking nodig zijn, waardoor de kosten stijgen.
- Er wordt alleen gewerkt met materialen die elektriciteit geleiden.
- Het heeft een hoge initiële investering en lopende kosten.
Toepassingen van zinkvonken
Omdat zinkvonk-EDM ingewikkelde holtes kan genereren, is het nuttig bij het maken van mallen, matrijzen en andere soorten gereedschappen, vooral van harde materialen zoals gereedschapsstaal. Het produceert ook effectiever diepe ribben en scherpe binnenhoeken dan andere freestechnieken. Hier zijn de typische zinkvonk-EDM-toepassingen:
- Vorm maken
- Snelle tooling
- Discussies
- Dies
- Fijne details
- Blinde spiebanen
- Scherpe binnenhoeken
- Spuitgietmatrijzen
- Diepe en dunne ribben
- Blinde holtes
- Interne spieën
Toepassingen van draadvonken
Draadvonken wordt doorgaans gebruikt in plaats van traditionele bewerkingsprocessen om dikke, harde metalen platen te snijden. Het is een populaire methode voor het produceren van stempels, gereedschappen en matrijzen. Draadvonken zorgt voor een goede oppervlakteafwerking en voorkomt vervorming van het onderdeel. Hier zijn de gebruikelijke toepassingen voor draadvonken:
- Extrusie sterft
- Delen waar bramen onaanvaardbaar zijn
- Blanke stoten
- Auto- en ruimtevaartonderdelen
- Grafietelektroden voor zinkvonken
- Onderdelen met nauwe tolerantie
- Dikke platen
- Medische en tandheelkundige apparaten
- Dunne onderdelen die kunnen breken tijdens conventionele bewerking
Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen zinkvonkvonken en draadvonken?
Hier is een tabel met de belangrijkste verschillen tussen beide processen, evenals een gedetailleerde vergelijking hieronder:
| Zink EDM | Draad EDM |
| De diëlektrische vloeistof is gewoonlijk koolwaterstofolie | De diëlektrische vloeistof is gewoonlijk gedeïoniseerd water |
| Beweging voornamelijk langs de Z-as | Beweging voornamelijk langs de X- en Y-as |
| Het gereedschap is meestal gemaakt van grafiet | De draad is meestal gemaakt van messing |
| Ideaal voor gereedschappen, mallen, matrijzen | Geschikt voor gereedschap, ponsen, matrijzen |
| Het vormgereedschap verzonken van bovenaf in het werkstuk | Dunne draad snijdt vanaf de zijkant in het werkstuk |
Elektrodetype en materiaalverwijdering
De unieke elektrode die in de Sinker EDM wordt gebruikt, is meestal gemaakt van grafiet of koper en heeft een profiel dat de gewenste holte of vorm in het werkstuk nabootst. Bij deze procedure worden zowel de elektrode als het werkstuk ondergedompeld in een diëlektrische vloeistof. Door erosie wordt materiaal beetje bij beetje verwijderd, terwijl er elektrische ontladingen plaatsvinden tussen de gevormde elektrode en het werkstuk. Deze techniek is vooral handig voor het maken van complexe vormen en contouren in elektrisch geleidende materialen.
Terwijl, in het geval van draadvonken, een elektrisch geleidende dunne draad de elektrode is. Deze draad loopt door het werkstuk en vormt een lijn die perfect het programma volgt. Net als bij Sinker EDM worden het werkstuk en de draadelektrode voor dit bewerkingsproces met elektrische ontlading ondergedompeld in diëlektrische vloeistof. Deze methode is uiterst efficiënt voor ingewikkeld en nauwkeurig snijden, vooral waar nauwe toleranties vereist zijn.
Toepassing en geometrie
Vanwege het vermogen om uitzonderlijk complexe vormen voor mallen en matrijzen te genereren, is Sinker EDM ideaal voor toepassingen die ingewikkelde vormen vereisen. Dit komt door het vermogen om met grote precisie complexe geometrieën te creëren, waardoor het een voorkeursoplossing is voor de vervaardiging van componenten die hoge detaillering vereisen. Dit proces maakt ook productieflexibiliteit mogelijk, omdat elektroden zorgvuldig kunnen worden aangepast aan de vorm van de beoogde holte
Aan de andere kant is draadvonken vooral effectief bij het snijden van kleine, ingewikkelde vormen en kan het worden gebruikt voor het snijden van onderdelen met een nauwkeurigheid die zeer nauwe toleranties vereist. Deze continue aanvoer van de draad maakt de productie van complexe onderdelen met ingewikkelde vormen mogelijk zonder toevlucht te nemen tot speciaal gereedschap, wat de productie efficiënter en nauwkeuriger maakt.
Proces snelheid
Het is algemeen aanvaard dat zinkvonkvonken, vergeleken met draadvonken, een veel langzamer bewerkingsproces is. Deze functie maakt Sinker EDM perfect voor toepassingen waarbij nauwkeurigheid de voorkeur heeft boven snelheid bij het aanvoeren van materialen. Dankzij de controle en precisie van het proces kunnen gedetailleerde kenmerken met grote nauwkeurigheid worden vervaardigd, maar in gevallen waar er veel vraag naar is, is dit misschien niet zo tijdbesparend.
Ondertussen staat draadvonken algemeen bekend om zijn krachtige snijmogelijkheden. De continue aanvoer van de draad zorgt voor een hogere materiaalverwijderingssnelheid, wat draadvonken ten goede komt voor toepassingen die een hoge productiesnelheid vereisen, vooral als het gaat om gecompliceerde ontwerpen en kleine miniatuurcomponenten.
Materiaalsoorten
Sinker EDM vertoont een rijk vermogen om verschillende geleidende materialen te verwerken, waardoor het geschikt is voor hardmetaaltoepassingen zoals wolfraamcarbide en verschillende gereedschapsstaalsoorten. Dergelijke flexibiliteit stelt fabrikanten in staat gebruik te maken van deze flexibiliteit materialen waar andere bewerkingsprocessen wellicht moeilijk mee te werken zijn, waardoor het toepassingsgebied van Sinker EDM wordt vergroot.
Daarentegen wordt draadvonken gebruikt voor elektrisch geleidende materialen, waaronder metalen en legeringen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het bewerken van harde materialen en zelfs materialen met een hoge treksterkte vanwege het vermogen om complexe vormen efficiënt te snijden.
Overwegingen bij gereedschap en elektrodes
Sinker EDM maakt gebruik van op maat gemaakte elektroden voor elke specifieke vorm of holte. Deze elektroden zijn zorgvuldig gebouwd om te voldoen aan de vereiste geometrie van het werkstuk. Dit biedt een hoge mate van flexibiliteit en nauwkeurigheid, maar vereist ook speciaal gereedschap voor elke toepassing. Bovendien kan dit proces elektrodeslijtage vereisen, waardoor aanpassingen en vervangingen met regelmatige tussenpozen nodig zijn.
De continue draad zelf fungeert als elektrode in het draadvonken. Dit elimineert de noodzaak voor specifiek gereedschap voor elke vorm, waardoor de opstelling wordt vereenvoudigd en de omsteltijden worden verkort. De aanwezigheid van slijtage bij draadvonken wordt ook gelijkmatig verdeeld over de lengte van de draad, in tegenstelling tot plaatselijke slijtage op gevormde elektroden bij gebruik van zinkvonken.
Veelzijdigheid
De veelzijdigheid bij het vormgeven van complexe geometrie met behulp van zinkvonkvonken maakt het geschikt voor toepassingen waarbij ingewikkelde en op maat gemaakte ontwerpen gewenst zijn. Het kan worden beschouwd als een nuttig kenmerk in de sectoren gereedschaps- en matrijzenbouw, waar nauwkeurige afmetingen erg belangrijk worden. Maar de methode zou minder flexibel kunnen zijn in termen van productieproductiviteit, vooral vanuit het perspectief van grote volumes.
Draadvonken toont flexibiliteit bij het complex en nauwkeurig snijden, waardoor het compatibel is met allerlei toepassingen die nauwe toleranties met zich meebrengen. De constante draad die in dit proces wordt gebruikt, zorgt ervoor dat complexe geometrieën snel en efficiënt worden geproduceerd; ze omvatten zowel prototyping als productieruns. De snelheid en nauwkeurigheid maken het echter een uitstekende keuze voor toepassingen die zowel luchtvaartcomponenten als medische apparatuur omvatten.
Zinkvonken versus draadvonken: welk proces moet u kiezen?
We hebben nu de voor- en nadelen van draadvonken en zinkvonken besproken. U vraagt zich misschien af welke het beste is voor uw bewerkingsvereisten. De vereisten van een bepaalde toepassing zullen bepalen welke van de twee benaderingen de beste is.
Sinker EDM wordt meestal gebruikt voor de productie van matrijzen en mallen voor het genereren van kunststof spuitgietholtes. Maar als het erop aankomt productie in kleine volumes en exacte nauwkeurigheidseisen, draadvonken moet voorrang krijgen. Van alle technieken die op de markt beschikbaar zijn, is draadvonken de meest economische en tijdefficiënte technologie.
Het is raadzaam om bij de keuze tussen de twee procedures rekening te houden met de volgende elementen:
- Kosten: Over het algemeen is draadvonken goedkoper dan zinkvonken, waardoor het in sommige situaties een economischere keuze is.
- Gedeeltelijke geometrie: Zinkervonken is beter geschikt voor diepe holtes of mallen met complexe geometrieën, terwijl draadvonken geschikt is voor complexe vormen met strikte toleranties.
- Materiaalsoort en dikte: Terwijl zinkvonken goed werkt met dikkere materialen, werkt draadvonken beter met dunnere materialen.
- Productie volume: Zinkervonken is geschikter voor kleinere productievolumes, omdat het over het algemeen langzamer is dan draadvonken.
- Oppervlaktebehandeling: Oppervlakteafwerkingen geproduceerd door zinkvonken zijn harder dan die gemaakt door draadvonken.
Conclusie
Samenvattend wordt een elektrische ontlading gebruikt in het proces van Electrical Discharge Machining (EDM) om de fysieke kenmerken en vorm van een materiaal te wijzigen. Om u een overzicht te geven van deze bewerkingsmethode, hebben we in dit artikel de elektrische ontladingsbewerking (EDM) en de twee soorten ervan gedetailleerd besproken. Met deze kennis zou u de oplossingen moeten kunnen kiezen die geschikt zijn voor uw behoeften en de beste resultaten kunnen bereiken. Om u de beste resultaten te bieden met de hoogste precisie en de kortste doorlooptijd, biedt Zintilon de beste draad EDM Diensten. Bestel nu en uw goederen worden op uw bedrijfsadres afgeleverd. Voor technische assistentie, contact onze technici, zodat u duidelijk bent over elke stap en functie.
Lees Verder
- CNC-draaibank versus CNC-freesmachine - Wat is het verschil? – Zintilon
- CNC-frezen versus CNC-draaien: een gedetailleerde gids - Zintilon
- 3-assige CNC-bewerking versus 5-assige CNC-bewerking - Zintilon
- Spuitgietfouten: een uitgebreid overzicht - Zintilon
- Lijst met kwaliteitscontroleapparatuur van Zintilon – Zintilon
Geweldig, Samen
