كل شيء عن عملية التفريغ الكهربائي (EDM) موضح بالتفصيل

لا يمكن تسوية قرارك باستخدام آلة التفريغ الكهربائي للنماذج الأولية والمهام الأخرى إلا عندما تكون متأكدًا من ماهية عملية المعالجة هذه.

اليوم، سوف نستكشف كل شيء يتعلق بعملية تصنيع EDM – بدءًا من المفاهيم الأساسية وحتى المفاهيم المتقدمة.

ما هي معالجة التفريغ الكهربائي؟

تعد المعالجة بالتفريغ الكهربائي، أو EDM، طريقة فريدة من نوعها للقطع أو المعالجة غير التقليدية التي تستخدم شرارات كهربائية مُدارة لقطع وتشكيل قطع العمل. تستخدم هذه الطريقة الطاقة الحرارية في عملياتها. يتم إنتاج هذه الطاقة عندما يتم تحويل التفريغ الكهربائي.

مزايا التنظيم الإداري

• مزيد من الحرية مع التصاميم الخاصة بك

مع طريقة التصنيع هذه، لديك حرية التصميم. على الرغم من أن طرق المعالجة العادية تأتي مع قيود، إلا أن EDM ستوفر لك الحرية الكاملة فيما يتعلق بالأعماق المعقدة وقطع التصميم.

• لا توجد مشاكل مع عملية التشويه

مع EDM، لا يوجد لقاء مباشر بين الأداة وقطعة العمل التي يتم العمل عليها. ونتيجة لذلك، لا يحدث تشويه، وهذا يجعل من الممكن استخدام الطريقة المثالية لتصنيع قطع العمل الرقيقة.

• تشطيب سطحي دقيق

مع EDM، لن تقلق أبدًا بشأن ترك علامات المعالجة على سطح قطعة العمل. وهذا يجعل العمل مثاليًا ودقيقًا دون الحاجة إلى المزيد من العلاجات.

• قطع دقيقة

يعد EDM مثاليًا إذا كنت تريد قطع قطع العمل إلى حد الكمال. لقد تم تصميمها للتأكد من أن كل جزء أو نموذج أولي تعمل عليه مثالي.

• يعمل مع مواد مختلفة

على الرغم من أن بعض عمليات التصنيع لا يمكنها العمل مع مواد صلبة، إلا أن هذا ليس هو الحال أبدًا مع معالجة التفريغ الكهربائي. بغض النظر عن مدى صعوبة المواد التي تحتاج إلى تشكيلها، فإن هذه الطريقة سوف تلبي احتياجاتك.

حدود التنظيم الإداري

• ليست مثالية بالنسبة لك إذا كنت في حاجة إليها لمشاريع واسعة النطاق. وذلك لأن معدلات إزالة المواد منخفضة جدًا.
• ستواجه بعض القيود عند معالجة بعض المواد باستخدام EDM، خاصة المواد غير الموصلة للكهرباء.
• أنت بحاجة إلى أقطاب كهربائية لغرق القالب باستخدام آلات التفريغ الكهربائي. وهذا يعني أنه عندما لا تقوم بالتصنيع بكميات كبيرة، فإن تصنيع الأقطاب الكهربائية يكون مكلفًا في الغالب.
• هذه الطريقة ليست صديقة للبيئة. عليك أن تعلم أن معالجة التفريغ الكهربائي تحتاج إلى الكثير من الكهرباء لتعمل، مما يجعلها غير صديقة للبيئة على الإطلاق.
• قد تجد صعوبة في الاستعانة بخبراء ذوي خبرة في مجال EDM.
• نظرًا لأنه يمكن تطوير حرارة عالية عند إجراء عملية التصنيع هذه، تتغير الخصائص المعدنية في المواد.
• أداة التشغيل هذه تبلى بسهولة.
• ليس من الممكن إعادة إنتاج الزوايا الحادة.

متى يتم استخدام آلات التفريغ الكهربائي

فيما يلي بعض الأماكن التي يمكنك فيها تقديم معالجة التفريغ الكهربائي:

• يستخدم عند الحاجة إلى قطع البثق
• هناك حاجة لحفر حفرة صغيرة
• يساعد عند الحاجة إلى قطع الزوايا الداخلية الحادة
• يساعد على حفر الثقوب المنحنية
• هناك حاجة لقطع الشكل الدوار
• لإنشاء أدوات لقولبة الحقن
• مادة صلبة لأغراض النقش
• لضمان عدم وجود أدوات مكسورة في قطع العمل

تاريخ تصنيع التفريغ الكهربائي

بدأت هذه العملية برمتها في الأربعينيات، عندما أراد العالمان السوفييتيان NI وBR Lazarenko الاستفادة من الطاقة التي يجلبها الشرر الكهربائي.

بدأ هؤلاء العلماء هذا الإجراء برمته، والذي تم وضعه في البداية لضمان عدم الترحيب بتآكل الاتصالات الكهربائية بالتنغستن. لقد كان الاكتشاف الذي بدأه هذان الشخصان هو الذي أدى إلى إحياء هذه الآلة. مع مرور الوقت، أصبحت هذه الطريقة استثنائية، مع ظهور تطورات فريدة من نوعها.

على الرغم من أن معالجة التفريغ الكهربائي للأسلاك هي الطريقة التي بدأ بها كل شيء، إلا أنه كانت هناك تغييرات وتحولات فريدة من نوعها. واليوم، تظهر هذه العملية مدى تطور العقل البشري.

دمج EDM و التحكم الرقمي بالكمبيوتر

فيما يلي التفاصيل المتعلقة بتكامل EDM وCNC:

• وفيما يتعلق بأنظمة التصنيع هذه، يجب أن تعلم أن CNC يمثل واجهة الاتصال بين التصميم والتنفيذ.
• يضمن CNC أن الآلة مبرمجة بشكل جيد وأن حركات القطب الكهربائي يتم التحكم فيها بدقة.
• إن CNC، الذي يتم ربطه في الغالب بأجهزة CAM أو CAD، يجعل من الممكن نقل مواصفات التصميم مباشرة إلى عملية التصنيع. وهذا يتيح لك الحصول على النتيجة النهائية المثالية التي طالما حلمت بها.

أنواع الآلات التفريغ الكهربائي

غطاس EDM

ويسمى هذا النوع أيضًا نوع غرق القالب أو نوع معالجة التفريغ الكهربائي.

1. بموجب هذه الطريقة، ستحتاج إلى تجميع قطعة العمل والقطب الكهربائي معًا وغمرهما في السائل العازل. يؤدي هذا إلى بعض التفريغات أو الإطلاقات الكهربائية، مما يؤدي إلى تآكل قطع العمل لتحقيق نتائج معالجة مثالية من خلال النسخ المتطابق.
2. عندما تكون هناك حاجة إلى أشكال محددة ودقيقة، يمكنك اعتبار هذا النوع يعمل بشكل مثالي.
3. نظرًا لأن لديك تحكمًا أكبر بكثير في حركة الأقطاب الكهربائية من هذا النوع، فمن الأسهل عليك تحقيق الدقة والتخصيص.

لقد أثبت هذا النوع من EDM أنه يمثل مشكلة كبيرة في حل المشكلات بالنسبة لمعظم الشركات المصنعة في صناعة الآلات.

سلك التنظيم الإداري

تشتهر آلات تفريغ الأسلاك الكهربائية بكونها دقيقة للغاية. كما أنه معروف بأشياء أخرى:

1. مع عملية EDM السلكية، يتم استخدام سلك مصنوع من النحاس المطلي أو النحاس كأداة للقطع. في الغالب، يكون السلك رفيعًا وله طاقة كهربائية.
2. إنه السلك الذي يقطع المواد أثناء عملية التغذية خطوة بخطوة.
3. يمكنك بسهولة إنشاء عمليات قطع كاملة وشاملة ومعقدة باستخدام نوع EDM هذا.

حفر حفرة EDM

يُشار إليها أيضًا باسم طريقة الحفر السريع، وهي عبارة عن إجراء فريد تم إعداده لإنشاء ثقوب عميقة ودقيقة بسرعة. بعض التفاصيل الإضافية تشمل:

1. ستحتاج إلى استخدام أقطاب كهربائية أنبوبية ضمن طريقة EDM هذه لتفجير الثقوب بشكل مثالي.
2. إذا كنت بحاجة إلى أوقات تنفيذ سريعة يتم تحقيقها مع عمليات القطع، فهذه الطريقة هي الأفضل.

متعدد المحاور موسيقى الرقص الإلكترونية

مع استمرار تطور أساليب EDM العادية، يبدو أن الطريقة متعددة المحاور هي التي تقود الطريق. تعرف على ما يلي:

1. تبرز هذه الطريقة باعتبارها الطريقة الوحيدة التي تتضمن المزيد من محاور الحركة. ونتيجة لذلك، فهي قادرة على تشكيل الأشكال المعقدة.
2. يمكنك التأكد من المرونة الكاملة مع هذه الطريقة.

مايكرو إي دي إم

تمثل هذه الطريقة دمجًا لطريقة معالجة التفريغ الكهربائي العادية من خلال إجراءات دقيقة للغاية يتم تفصيلها أو ضبطها بدقة. إذا كنت تعمل في صناعة تتطلب صنع الكثير من المنتجات المصغرة، فهذا النوع مثالي لك. سيأتي هذا النوع بأعلى مستوى من الدقة والتفاصيل التي تحتاجها مع المواد المصنعة.

طحن التنظيم الإداري

تحت هذا النوع من معالجة التفريغ الكهربائي، يتم استخدام رأس EDM. تؤدي حركة هذا الرأس في نمط الطحن إلى إنجاز جميع أعمال التصنيع بشكل مثالي وبالتفاصيل.

إذا كنت ترغب في تشغيل مكونات الماكينة التي ستحتاج إلى هندسة معقدة لا يمكن لطرق الطحن العادية أن تساعد في إحياءها، فإن هذا النوع من EDM سوف يحقق ذلك.

سلك الموضوع EDM

يعد هذا النوع من EDM طريقة فريدة لتصنيف أدوات EDM السلكية. في ظل هذه الطريقة، سوف تحتاج إلى التأكد من أن فتحة البداية ملولبة بشكل جيد. هذا الخيط، عندما يتم تنفيذه بشكل جيد، هو ما يجعل عملية المعالجة بأكملها سلسة للغاية.

إذا كنت بحاجة إلى سلك يمر عبر أو يمر عبر أشكال هندسية معقدة، فإن هذا النوع من EDM مثالي.

مكونات التنظيم الإداري

· خطوط إرشاد

تُعرف أيضًا باسم الحلقات. هذا المكون مصنوع من السيراميك. يقوم بعمله عن طريق توجيه الأقطاب الكهربائية إلى قطعة العمل المحددة التي تتطلب التشكيل.

· القطب الكهربائي

من الأفضل أن يأتي القطب الكهربائي على شكل أنابيب أو أسلاك أو حتى قوالب.

· سائل عازل

هذا المكون مسؤول عن تبريد قطع العمل والأقطاب الكهربائية. كما أنها تذهب إلى أبعد من ذلك لضمان نقل المواد المتآكلة بعيدًا عن مناطق الشغل التي تم تشكيلها آليًا.

· العرض الحالي

إنها الطاقة التي تثير الأقطاب الكهربائية. وهذا يضمن الحصول على الطاقة المناسبة المطلوبة للدقة.

· وحدة التحكم

ستجد هذا المكون موضوعًا في وسط جهاز معالجة التفريغ الكهربائي. هذا هو المكان الذي يتم فيه التحكم في كل شيء يتعلق بالجهاز.

· الأنظمة العازلة

يلبي هذا النظام لتصنيع التفريغ الكهربائي احتياجات مختلفة. فهو يقف بين قطع العمل والأقطاب الكهربائية. كما أنه يحتوي على خزان أو حاوية تحتوي على سائل عازل. يتكون هذا السائل في الغالب من: الماء منزوع الأيونات أو زيت.

· المضخة

هذا المكون يجعل حركة السائل العازل من أسفل الحاوية إلى الأداة سهلة للغاية.

· خزان العمل

هذا المكون هو المكان الذي تتم فيه جميع عمليات المعالجة بهذه الطريقة. إنها حاوية تحتوي على كل من السائل وقطعة العمل معًا ليتم تشكيلها.

· تركيبات وحوامل قطع العمل

يضمن هذا المكون بقاء قطع العمل في أماكنها الصحيحة. وهذا يضمن أنه حتى أثناء المعالجة، فإن قطعة العمل لا تتحرك لضمان عدم وجود أخطاء.

· أجهزة التحكم

يعمل هذا المكون على ضمان إصلاح الفجوة بين الأقطاب الكهربائية والمواد أو تعديلها. كما أنه يعمل على ضمان التحكم بشكل جيد في توليد الشرارة لتحقيق الدقة في كل مكان.

· نظام التدفق

يعمل هذا المكون كدعم، ويلعب أيضًا دورًا مهمًا جدًا في عملية EDM بأكملها. يتأكد هذا الجزء من وجود تدفق للسائل العازل بشكل تدريجي لتحسين عملية الإزالة.

· الفولتميتر

يتم استخدام هذا المكون في آلة EDM لقياس الجهد.

· الأميتر

يعمل هذا الجهاز عن طريق التحقق مما إذا كان التيار يتدفق أم لا. ومع ذلك، يجب ربطه قبل أن تتمكن من استخدامه لإجراء عمليات التحقق هذه.

كيف تؤثر الأقطاب الكهربائية على عملية تصنيع التفريغ الكهربائي

الأقطاب الكهربائية المختلفة لها خصائص مختلفة. هذه الاختلافات هي ما سيؤثر على عملية EDM الخاصة بك، سواء بشكل سلبي أو إيجابي. وفيما يلي بعض الطرق التي تلعب بها هذه:

• على سبيل المثال، سيؤدي القطب النحاسي إلى تآكل المواد بسرعة مقارنة بالتنغستن والمواد الأخرى.
• الأقطاب الكهربائية النحاسية سهلة البثق أو الآلة. لذلك، يتم استخدامها بشكل أكبر في عمليات معالجة التفريغ الكهربائي للأسلاك.
• النحاس قادر على مقاومة التآكل بشكل أفضل من النحاس. كما أنه من الصعب جدًا تصنيعه مقارنةً بالنحاس. ومع ذلك، نظرًا لكون النحاس موصلًا رائعًا، فإنه يعمل بشكل مثالي إذا كنت بحاجة إلى قطع عمل للحصول على تشطيب جيد.
• يمكن أيضًا إضافة النحاس مع التنغستن لتحقيق أفضل عمليات تصنيع قطب التنغستن النحاسي.
• نظام ترشيح السوائل العازلة. يتأكد هذا النظام من أن السائل العازل خالي من جميع الجزيئات غير المحفوظة وأنه نظيف لإتقان عملية التصنيع.
• نظام للتبريد. يساعد هذا النظام على منع ارتفاع درجة حرارة الجهاز وضمان سلامة تشغيله.

عملية تصنيع التفريغ الكهربائي خطوة بخطوة

الخطوة 1 - تحضير العناصر المطلوبة.

تحتاج إلى تحضير ما يلي:

• القطب.
• المادة أو الشغل.
• ماكينة EDM.
• ملابس السلامة (القفازات والنظارات)
• السائل العازل.

الخطوة 2: تركيب قطعة العمل والقطب الكهربائي

ابدأ بتركيب قطعة العمل والقطب الكهربائي. عند تركيب هذه، تأكد من ترك مسافة صغيرة. لذلك، يجب ألا يلمس طرف القطب قطعة الشغل.

الخطوة 3: تشغيل وإيقاف مصدر العازل الكهربائي

سوف تحتاج إلى تشغيل مصدر العازل الكهربائي، حتى يتم غمر قطعة العمل والقطب الكهربائي في السوائل العازلة. بعد ذلك، قم بإيقاف تشغيله.

الخطوة 4: إعداد الأمر عبر وحدة التحكم

ابدأ الأمر ببدء التشغيل الآلي عبر وحدة التحكم. يضمن هذا إنشاء المقدار المناسب من الطاقة لتتولى الشرارة المناسبة.

الخطوة 5: مرحلة الذوبان والتبخير

الشرر الكهربائي عند توليده ينتج عنه طاقة حرارية وهي عالية. يؤدي هذا إلى ذوبان المعدن وتبخيره؛ وبالتالي، يتم تحقيق التصنيع.

الفرق بين CNC و EDM

• يتطلب CNC الاتصال الجسدي مع قطع العمل، ولا يتطلب EDM ذلك.
• يتم القطع باستخدام أداة القطع CNC باستخدام أداة قطع حادة، بينما يستخدم EDM التفريغ الكهربائي أو الشرر لتشكيل قطع العمل أو قطعها.
• يعد قطع التصميمات المعقدة أسهل باستخدام EDM، بينما يكون الأمر صعبًا للغاية باستخدام CNC.
• إن تكلفة EDM أكبر بالنسبة لقطع عمل الآلة، في حين أن CNC لا يكلف الكثير.

كيفية اختيار آلة التفريغ الكهربائي المناسبة

فيما يلي بعض النصائح لاتخاذ قرار بشأن EDM المناسب:

• أنت بحاجة إلى التحقق من قدرات الجهاز فيما يتعلق بتناقص الثقب.
• تأكد من حجم الجهاز ومساحتك.
• السائل العازل الذي يستخدمه. من المهم أن تستخدم السائل المناسب.
• تأكد من أن لديها هيكل صيانة سلس.
• قارن الأسعار للتأكد من أنك تستثمر فيما يناسب ميزانيتك.
• هل هو سهل الاستخدام؟ يجب أن تفكر في هذا بشكل كبير.

المواد التي يمكنك تصنيعها باستخدام EDM

على الرغم من تنوعه، إلا أن EDM قادر على العمل مع بعض المواد بشكل أكبر. وفيما يلي تلك:

• الصلب - يشمل ذلك أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ والمقوى والتي تكون شديدة الصلابة
• النحاس- لديه موصلية كهربائية كبيرة
• الألومنيوم - ليس ثقيلًا ولكنه قوي جدًا
• Inconel- قادر على الوقوف ضد درجات الحرارة القصوى. كما أنها من سبائك النيكل
• النحاس - التصنيع سهل للغاية باستخدام النحاس.
• الجرافيت- يعمل بشكل مثالي لعملية EDM
• التيتانيوم- يقاوم التآكل وهو قوي جدًا
• Hastelloy- مقاومة عالية للتآكل
• كربيد التنغستن- يقاوم التآكل وهو صعب للغاية
• كوفار - هذه السبيكة قادرة على تحمل مستويات التمدد الحراري المختلفة
• ذهب
• الفضة - لديها الموصلية الكهربائية والحرارية كبيرة.

أفضل البرامج لاستخدامها في EDM

فيما يلي أفضل التطبيقات التي يمكنك استخدامها لـ EDM:

• التكامل كام وكاد. هذا التطبيق، مجتمعًا، قادر على تحويل التصميمات المعقدة والمعقدة إلى واقع. ويتم ذلك من خلال توجيه الآلة.
• تطبيق المحاكاة. يُستخدم هذا التطبيق لتصور الإجراء بأكمله وتحسينه قبل أن يبدأ. عندما يتم ذلك، ستتعرف على جميع أوجه القصور أو الأخطاء المحتملة. لذلك، يتم توفير الوقت ومنع هدر المواد.
• برنامج CNC. وهذه الواجهة هي التي توفر للجهاز عمليات البرمجة الخاصة به. وهذا يضمن الكمية المناسبة من التحكم في حركة القطب الكهربائي.
• برامج مراقبة العمليات والتحكم. يساعد هذا البرنامج على ضبط التيار والجهد والمزيد لضمان إخراج العمل بشكل مثالي.
• برنامج إنشاء مسار الأدوات. يتم استخدامه لإنشاء مسارات محددة لتتبعها الأداة. وهذا يؤدي إلى مستويات دقة عالية.

كيف يمكن مقارنة EDM بعمليات التصنيع الأخرى

فيما يلي بعض الأشياء التي تجعل EDM مختلفًا عن طرق المعالجة الأخرى:

• عملية تماس. EDM غير تلامسي، بمعنى أنه ليس لديك اتصال جسدي مع المادة. الشرر الكهربائي أو التفريغ يقوم بالعمل هنا. لا يمكن أن يقال هذا عن طرق التصنيع التقليدية أو غيرها.
• صلابة المادة. من السهل عليك تصنيع المواد الصعبة للغاية باستخدام طريقة EDM. ومن المؤسف أن الطرق التقليدية للتصنيع تجد صعوبة في تحقيق ذلك.
• الدقة والتعقيد. إذا كنت تريد الحصول على أشكال معقدة وتفاصيل دقيقة ومثالية، فإن EDM هي الطريقة الأمثل. ومع ذلك، لا يمكنك الاعتماد على الطرق التقليدية للتصنيع للحصول على نفس النتائج.
• تشطيبات السطح. سيكون مستوى التشطيب السطحي الذي تحصل عليه باستخدام EDM أعلى دائمًا. لذلك، لن تحتاج إلى عملية ما بعد التصنيع. ومع ذلك، لا يمكن قول هذا عندما يتعلق الأمر بالطرق الآلية الأخرى.
• ارتداء الأداة. ليس من الشائع تجربة تآكل الأدوات فيما يتعلق بالـ EDM مقارنة بالعمليات الأخرى. كما أن الصيانة ليست معقدة مع EDM.
• إعداد العملية. يعد إعداد EDM معقدًا في الغالب ويستهلك الكثير من الوقت. ويزداد الأمر سوءًا عندما يكون لديك تصميمات معقدة. ومع ذلك، طرق التصنيع الأخرى ليست كذلك.
• القيود المفروضة على مواد الشغل. إن EDM قادر على العمل بشكل مثالي فقط مع المواد الموصلة للكهرباء، ولكن الآلات التقليدية قادرة على التعامل مع أنواع مختلفة من المواد.
• تكلفة العملية. سوف تنفق أكثر بكثير على تشغيل EDM مقارنة بطرق التصنيع الأخرى. وذلك بسبب الآلات المتخصصة اللازمة، واستخدام الكهرباء، والصيانة.

تطبيقات تصنيع التفريغ الكهربائي

فيما يلي بعض الصناعات التي ستجد فيها آلات التفريغ الكهربائي تستخدم بشكل أساسي:

• يتم استخدامها هنا لإنشاء قوالب لأجزاء السيارات وأيضًا قوالب لقطع غيار السيارات.
• تستخدم لتصنيع أجزاء المحرك وشفرات التوربينات.
• إنتاج الأدوات والقوالب. تستخدم لإنشاء الطوابع، والقوالب، والقوالب.
• أجهزة طبية. مثالية لإنتاج الأجهزة الجراحية المعقدة والغرسات.
• مفيد في إنشاء أجزاء لطاقة الرياح والطاقة النووية وما إلى ذلك.
• تستخدم لصنع الموصلات وأجزاء أشباه الموصلات.
• آلات التصنيع . لخيوط الآلة والتروس ومكونات الآلات الفريدة الأخرى.
• البحث والتطوير. مثالية للنماذج الأولية للأجزاء التجريبية والإبداع.
• لإنشاء المكونات المستخدمة في المركبات العسكرية وكذلك المعدات.
• مثالية لإنشاء أجزاء البنية التحتية والموصلات.

الأسئلة الشائعة

ما مدى دقة EDM؟

آلة التفريغ الكهربائي قادرة على تحقيق تسامح +/- 0.0002. وهذا يجعلها دقيقة للغاية ودقيقة.

ما هي التشطيبات التي يمكن لتصنيع التفريغ الكهربائي تحقيقها؟

لا تؤدي عملية التفريغ الكهربائي إلى ترك علامات على قطع العمل. لذلك، يمكنك أن تتوقع تشطيبات سطحية فائقة باستخدام طريقة التصنيع هذه. لاحظ أن مستوى سرعة القطع يحدد أيضًا مدى كمال اللمسة النهائية.

خاتمة

من المؤكد أن فهم تفرد عملية معالجة التفريغ الكهربائي هو أمر سيساعدك. في كل هذه التفاصيل المقدمة، تحتاج إلى التأكد من استخدام الجهاز المناسب لجعل العملية سهلة للغاية.

المزيد من الموارد:

الغطاس EDM مقابل Wire EDM – المصدر: TSINFA

غطاس EDM – المصدر: TSINFA

تصنيع الآلات الإلكترونية – المصدر: دليل IQS

موسيقى إلكترونية – المصدر: XOMETRY

شحن السيارات الكهربائية– المصدر: بيسن