Giải thích mọi thứ về Gia công phóng điện (EDM)

Quyết định sử dụng máy phóng điện để tạo nguyên mẫu và các công việc khác chỉ có thể được giải quyết khi bạn chắc chắn về quy trình gia công này.

Hôm nay, chúng ta sẽ khám phá mọi thứ về quy trình gia công EDM – từ khái niệm cơ bản đến nâng cao.

Gia công phóng điện là gì?

Gia công phóng điện, hay EDM, là một phương pháp cắt hoặc gia công phi truyền thống độc đáo sử dụng tia lửa điện được quản lý để cắt và tạo hình phôi. Phương pháp này sử dụng năng lượng nhiệt trong hoạt động của nó. Năng lượng này được tạo ra khi sự phóng điện được chuyển đổi.

Ưu điểm của EDM

• Tự do hơn với thiết kế của bạn

Với phương pháp gia công này, bạn có thể tự do thiết kế. Mặc dù các phương pháp gia công thông thường có những hạn chế, nhưng EDM sẽ mang lại cho bạn sự tự do hoàn toàn khi liên quan đến độ sâu và đường cắt thiết kế phức tạp.

• Không có vấn đề gì với quá trình bị bóp méo

Với EDM, không có sự gặp gỡ trực tiếp giữa dụng cụ và phôi đang được gia công. Do đó, sự biến dạng không xảy ra và điều này giúp có thể sử dụng phương pháp hoàn hảo để gia công phôi mỏng.

• Hoàn thiện bề mặt chính xác

Với EDM, bạn sẽ không bao giờ phải lo lắng về việc để lại vết gia công trên bề mặt phôi. Điều này làm cho công việc trở nên hoàn hảo và chính xác mà không cần phải xử lý thêm.

• Cắt chính xác

EDM là sự lựa chọn hoàn hảo nếu bạn muốn phôi được cắt đến mức hoàn hảo. Chúng được thiết kế để đảm bảo mỗi bộ phận hoặc nguyên mẫu bạn làm việc đều hoàn hảo.

• Làm việc với nhiều vật liệu khác nhau

Mặc dù một số quy trình gia công không thể hoạt động với các vật liệu cứng nhưng điều đó không bao giờ xảy ra với Gia công phóng điện. Cho dù vật liệu bạn cần gia công có độ cứng đến đâu, phương pháp này sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn.

Hạn chế của EDM

• Không lý tưởng cho bạn nếu bạn cần chúng cho các dự án quy mô lớn. Điều này là do tỷ lệ loại bỏ vật liệu khá thấp.
• Bạn sẽ gặp một số hạn chế khi gia công một số vật liệu bằng EDM, đặc biệt là các vật liệu không dẫn điện.
• Bạn cần các điện cực để dập khuôn với gia công phóng điện. Điều này có nghĩa là khi bạn không sản xuất với số lượng lớn, gia công bằng điện cực thường tốn kém.
• Phương pháp này không thân thiện với môi trường. Bạn cần biết rằng gia công phóng điện cần rất nhiều điện để hoạt động nên khá không thân thiện với môi trường.
• Bạn có thể khó tìm được chuyên gia có kinh nghiệm về EDM.
• Vì nhiệt độ cao có thể được tạo ra khi quá trình gia công này được thực hiện nên các đặc tính luyện kim của vật liệu sẽ bị thay đổi.
• Công cụ gia công này dễ bị hao mòn.
• Không thể tái tạo được các góc nhọn.

Khi nào nên sử dụng Gia công phóng điện

Dưới đây là một số nơi bạn có thể giới thiệu gia công phóng điện:

• Được sử dụng khi cần cắt ép đùn
• Cần thiết cho việc khoan lỗ siêu nhỏ
• Giúp ích khi cần cắt các góc nhọn bên trong
• Giúp khoan các lỗ cong
• Cần thiết cho việc cắt dạng quay
• Để tạo ra các công cụ cho khuôn ép phun
• Vật liệu cứng cho mục đích khắc
• Để đảm bảo phôi không có dụng cụ bị hỏng

Lịch sử gia công phóng điện

Toàn bộ quá trình này bắt đầu vào những năm 1940, khi các nhà khoa học Liên Xô NI và BR Lazarenko muốn tận dụng năng lượng mà tia lửa điện mang lại.

Các nhà khoa học này đã bắt đầu toàn bộ quy trình này, được thực hiện ngay từ đầu để đảm bảo rằng việc ăn mòn các điểm tiếp xúc điện vonfram không được hoan nghênh. Chính sự khám phá của hai người này đã đưa phương pháp gia công này vào cuộc sống. Theo thời gian, phương pháp này đã trở nên đặc biệt với những tiến bộ độc đáo.

Mặc dù gia công phóng điện dây là cách tất cả bắt đầu nhưng đã có những thay đổi và chuyển đổi độc đáo. Ngày nay, quá trình này cho thấy tâm trí con người đã phát triển đến mức nào.

Tích hợp EDM và CNC

Dưới đây là chi tiết về việc tích hợp EDM và CNC:

• Khi nói đến các hệ thống gia công này, bạn nên biết rằng CNC là giao diện kết nối giữa thiết kế và thực hiện.
• CNC đảm bảo rằng máy được lập trình tốt và chuyển động của điện cực được kiểm soát chính xác.
• CNC, được gắn chủ yếu vào các thiết bị CAM hoặc CAD, giúp các thông số kỹ thuật thiết kế có thể được chuyển trực tiếp vào quá trình gia công. Điều này giúp bạn có thể đạt được kết quả cuối cùng lý tưởng mà bạn hằng mong đợi.

Các loại gia công phóng điện

Máy EDM chìm

Loại này còn được gọi là loại gia công khuôn chìm hoặc loại gia công phóng điện ram.

1. Theo phương pháp này, bạn sẽ cần phải mang phôi và điện cực lại với nhau và ngâm trong chất lỏng điện môi. Điều này dẫn đến một số sự phóng điện hoặc giải phóng điện, làm ăn mòn phôi để đạt được kết quả gia công lý tưởng thông qua việc phản chiếu.
2. Khi cần hình dạng cụ thể và chính xác, bạn có thể coi loại này hoạt động hoàn hảo.
3. Vì bạn có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với chuyển động của các điện cực với loại này nên bạn sẽ dễ dàng đạt được độ chính xác và cá nhân hóa hơn.

Loại EDM này đã được chứng minh là giải pháp giải quyết vấn đề chính cho hầu hết các nhà sản xuất trong ngành gia công.

Dây EDM

Gia công phóng điện dây nổi tiếng là rất chính xác. Ngoài ra, nó còn được biết đến với những thứ khác:

1. Với quy trình EDM dây, dây làm bằng đồng hoặc đồng thau tráng phủ được sử dụng làm công cụ để cắt. Hầu hết, dây mỏng và có năng lượng điện.
2. Đó là sợi dây cắt xuyên qua các vật liệu khi việc cấp liệu được thực hiện từng bước.
3. Bạn có thể dễ dàng tạo các vết cắt đầy đủ, kỹ lưỡng và phức tạp với loại EDM này.

Máy khoan lỗ EDM

Còn được gọi là phương pháp khoan lỗ nhanh, đây là một quy trình độc đáo được thiết lập để nhanh chóng tạo ra các lỗ sâu và chính xác. Một số chi tiết khác bao gồm:

1. Bạn sẽ cần sử dụng các điện cực dạng ống theo phương pháp EDM này để có thể thổi lỗ hoàn hảo.
2. Nếu bạn cần thời gian quay vòng nhanh chóng đạt được với vết cắt của mình thì phương pháp này là tốt nhất.

Nhiều axit EDM

Khi các phương pháp EDM thông thường tiếp tục phát triển, phương pháp đa trục dường như đang dẫn đầu. Biết những điều sau:

1. Phương pháp này nổi bật là phương pháp duy nhất bao gồm nhiều trục chuyển động hơn. Nhờ đó, nó có thể gia công các hình dạng phức tạp.
2. Bạn có thể yên tâm về sự linh hoạt hoàn toàn với phương pháp này.

EDM vi mô

Phương pháp này thể hiện sự kết hợp của phương pháp gia công phóng điện thông thường với các quy trình rất chi tiết hoặc được tinh chỉnh. Nếu bạn đang làm trong ngành đòi hỏi phải làm nhiều sản phẩm thu nhỏ thì loại hình này rất lý tưởng cho bạn. Loại này sẽ có độ chính xác và chi tiết cao nhất mà bạn cần với các vật liệu được gia công.

Phay EDM

Loại gia công phóng điện này sử dụng đầu EDM. Chuyển động của đầu này trong mẫu phay giúp mọi công việc gia công được thực hiện một cách hoàn hảo đến từng chi tiết.

Nếu bạn muốn gia công các bộ phận có hình dạng phức tạp mà các phương pháp phay thông thường không thể thực hiện được thì loại EDM này sẽ giúp bạn thực hiện được điều đó.

Dây điện EDM

Loại EDM này là một phương pháp độc đáo để phân loại EDM dây. Theo phương pháp này, bạn sẽ cần đảm bảo lỗ bắt đầu được luồn tốt. Việc ren này, khi được thực hiện tốt, sẽ làm cho toàn bộ quá trình gia công trở nên rất trơn tru.

Nếu bạn cần dây đi qua hoặc đi qua các hình dạng phức tạp thì loại EDM này là lý tưởng.

Các thành phần của EDM

· Hướng dẫn

Còn được gọi là ferrules. Thành phần này được làm bằng gốm. Nó thực hiện công việc của mình bằng cách dẫn các điện cực đến phôi cụ thể cần tạo hình.

· Điện cực

Lý tưởng nhất là điện cực sẽ có dạng ống, dây hoặc thậm chí là dạng khuôn.

· Chất lỏng điện môi

Thành phần này có nhiệm vụ làm mát phôi và điện cực. Ngoài ra, chúng còn đi xa hơn để đảm bảo các vật liệu bị ăn mòn được di chuyển ra khỏi khu vực phôi đã được gia công.

· Cung cấp dòng điện

Đó là năng lượng làm phát ra các điện cực. Điều này đảm bảo đạt được công suất phù hợp cần thiết cho độ chính xác.

· Bộ điều khiển

Bạn sẽ thấy bộ phận này nằm ở trung tâm của thiết bị gia công phóng điện. Đây là nơi mọi thứ liên quan đến máy đều được kiểm soát.

· Hệ thống điện môi

Hệ thống gia công phóng điện này đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Nó đứng giữa phôi và điện cực. Ngoài ra, nó còn có một bình chứa hoặc thùng chứa chất lỏng điện môi trong đó. Chất lỏng này chủ yếu là nước khử ion hoặc dầu.

· Bơm

Thành phần này làm cho sự di chuyển của chất điện môi từ đáy thùng chứa đến dụng cụ rất dễ dàng.

· Bể làm việc

Thành phần này là nơi diễn ra tất cả các quy trình gia công bằng phương pháp này. Nó là một thùng chứa cả chất lỏng và phôi được kết hợp với nhau để gia công.

· Đồ gá và giá đỡ phôi

Thành phần này đảm bảo phôi được giữ ở đúng vị trí của chúng. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi đang gia công, phôi không di chuyển để đảm bảo không có sai sót.

· Điều khiển servo

Thành phần này có tác dụng đảm bảo khoảng cách giữa điện cực và vật liệu được cố định hoặc điều chỉnh. Nó cũng có tác dụng đảm bảo việc tạo ra tia lửa được kiểm soát tốt nhằm đạt được độ chính xác xung quanh.

· Hệ thống xả

Thành phần này đóng vai trò hỗ trợ, đồng thời nó cũng đóng vai trò rất quan trọng trong toàn bộ quá trình EDM. Bộ phận này đảm bảo có một dòng chất điện môi tiến tới cải thiện quá trình loại bỏ.

· Vôn kế

Linh kiện này trong máy EDM dùng để đo điện áp.

· Ampe kế

Thiết bị này hoạt động bằng cách kiểm tra xem dòng điện có chạy hay không. Tuy nhiên, nó cần phải được liên kết trước khi bạn có thể sử dụng nó cho những lần kiểm tra này.

Điện cực ảnh hưởng như thế nào đến quá trình gia công phóng điện

Các điện cực khác nhau có các đặc tính khác nhau. Những khác biệt này là những gì sẽ ảnh hưởng đến quá trình EDM của bạn, tiêu cực hoặc tích cực. Dưới đây là một số cách chúng diễn ra:

• Ví dụ, một điện cực bằng đồng sẽ khiến vật liệu bị ăn mòn nhanh chóng so với vonfram và các vật liệu khác.
• Các điện cực bằng đồng thau dễ dàng ép đùn hoặc gia công bằng máy. Vì vậy, chúng được sử dụng nhiều hơn trong quá trình gia công phóng điện dây.
• Đồng có khả năng chống mài mòn tốt hơn đồng thau. Ngoài ra, nó rất khó gia công so với đồng thau. Tuy nhiên, vì đồng là chất dẫn điện tốt nên nó hoạt động hoàn hảo nếu bạn cần các phôi có độ hoàn thiện tốt.
• Đồng cũng có thể được thêm vào bằng vonfram để đạt được quy trình gia công điện cực vonfram đồng tốt nhất.
• Hệ thống lọc chất lỏng điện môi. Hệ thống này đảm bảo chất lỏng điện môi không có các hạt không lưu giữ và sạch sẽ để hoàn thiện quy trình gia công.
• Hệ thống làm mát. Hệ thống này giúp giữ cho máy không bị quá nóng và đảm bảo an toàn khi vận hành.

Quy trình gia công phóng điện từng bước

Bước 1 – Chuẩn bị những vật dụng cần thiết

Bạn cần chuẩn bị những thứ sau:

• Điện cực.
• Vật liệu hoặc phôi.
• Máy EDM.
• Đồ bảo hộ (găng tay, kính mắt)
• Chất lỏng điện môi.

Bước 2: Lắp phôi và điện cực

Bắt đầu bằng cách lắp phôi và điện cực của bạn. Khi lắp những thứ này, hãy đảm bảo chừa lại một khoảng cách nhỏ. Vì vậy, đầu điện cực không được chạm vào phôi.

Bước 3: Bật và tắt nguồn điện môi

Bạn sẽ cần bật nguồn điện môi để phôi và điện cực được ngâm trong chất lỏng điện môi. Sau đó, tắt nó đi.

Bước 4: Thiết lập lệnh thông qua Thiết bị điều khiển

Bắt đầu lệnh để bắt đầu gia công thông qua bộ điều khiển. Điều này đảm bảo lượng điện năng phù hợp được tạo ra để có được tia lửa điện phù hợp.

Bước 5: Giai đoạn nóng chảy và bay hơi

Tia lửa điện khi được tạo ra sẽ tạo ra năng lượng nhiệt rất cao. Điều này làm cho kim loại tan chảy và bốc hơi; do đó, gia công đạt được.

Sự khác biệt giữa CNC và EDM

• CNC yêu cầu tiếp xúc vật lý với phôi và EDM không yêu cầu điều đó.
• Cắt CNC bằng dụng cụ cắt sắc bén, trong khi EDM sử dụng phóng điện hoặc tia lửa điện để tạo hình hoặc cắt phôi.
• Cắt các thiết kế phức tạp dễ dàng hơn với EDM, trong khi lại rất khó với CNC.
• EDM tốn nhiều chi phí hơn cho gia công phôi, trong khi CNC không tốn nhiều tiền như vậy.

Cách chọn máy phóng điện phù hợp

Dưới đây là một số mẹo để quyết định chọn EDM phù hợp:

• Bạn cần kiểm tra khả năng của máy liên quan đến việc thu hẹp lỗ.
• Kiểm tra kích thước của máy và không gian của bạn.
• Chất lỏng điện môi mà nó sử dụng. Điều quan trọng là bạn sử dụng đúng chất lỏng.
• Hãy chắc chắn rằng nó có một cấu trúc bảo trì trơn tru.
• So sánh giá cả để chắc chắn rằng bạn đầu tư vào những gì đáp ứng ngân sách của bạn.
• Nó có dễ sử dụng không? Bạn phải xem xét điều này rất nhiều.

Vật liệu bạn có thể gia công bằng EDM

Mặc dù linh hoạt nhưng EDM có thể hoạt động với một số vật liệu hơn. Dưới đây là những điều đó:

• Thép- Điều này bao gồm các loại thép không gỉ và thép cứng rất cứng
• Đồng - Có tính dẫn điện lớn
• Nhôm- Nó không nặng nhưng rất chắc chắn
• Inconel- Có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt. Ngoài ra, nó là hợp kim niken
• Đồng thau- Gia công rất dễ dàng với đồng thau.
• Than chì– Hoạt động hoàn hảo cho quá trình EDM
• Titanium- Chống ăn mòn và rất bền
• Hastelloy- Khả năng chống ăn mòn cao
• Cacbua vonfram- Chống mài mòn và rất cứng
• Kovar- Hợp kim này có thể chịu được các mức giãn nở nhiệt khác nhau
• Vàng
• Bạc - Có tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời.

Phần mềm tốt nhất để sử dụng trong EDM

Dưới đây là những ứng dụng tốt nhất bạn có thể sử dụng cho EDM:

• Tích hợp CAM và CAD. Ứng dụng này, kết hợp với nhau, có thể biến các thiết kế phức tạp và phức tạp thành hiện thực. Nó thực hiện điều này thông qua sự hướng dẫn của máy.
• Ứng dụng mô phỏng. Ứng dụng này được sử dụng để trực quan hóa và tối ưu hóa toàn bộ quy trình trước khi bắt đầu. Khi điều này được thực hiện, bạn sẽ biết tất cả những điểm thiếu hiệu quả hoặc sai sót có thể xảy ra. Vì vậy, thời gian được tiết kiệm và lãng phí vật liệu được ngăn chặn.
• Phần mềm CNC. Giao diện này là thứ cung cấp cho máy các hoạt động lập trình. Điều này đảm bảo mức độ kiểm soát chuyển động điện cực phù hợp.
• Phần mềm giám sát và điều khiển quá trình. Phần mềm này giúp điều chỉnh dòng điện, điện áp, v.v. để đảm bảo kết quả công việc được hoàn hảo.
• Phần mềm tạo đường chạy dao. Nó được sử dụng để tạo các đường dẫn cụ thể cho công cụ đi theo. Điều này dẫn đến mức độ chính xác cao.

So sánh EDM với các quy trình gia công khác như thế nào

Dưới đây là một số điều làm cho EDM khác biệt với các phương pháp gia công khác:

• Quá trình không tiếp xúc. EDM không tiếp xúc theo nghĩa là bạn không tiếp xúc vật lý với vật liệu. Tia lửa điện hoặc phóng điện có tác dụng ở đây. Điều này không thể nói đối với các phương pháp gia công truyền thống hoặc khác.
• Độ cứng của vật liệu. Bạn có thể dễ dàng gia công các vật liệu rất cứng bằng phương pháp EDM. Đáng buồn thay, các phương pháp gia công truyền thống khó đạt được điều này.
• Độ chính xác và phức tạp. Nếu bạn muốn có những hình dạng phức tạp và các chi tiết chính xác đến mức hoàn hảo thì EDM là phương pháp phù hợp. Tuy nhiên, bạn không thể tin tưởng vào các phương pháp gia công truyền thống để có được kết quả tương tự.
• Hoàn thiện bề mặt. Mức độ hoàn thiện bề mặt mà bạn có được với EDM sẽ luôn cao hơn. Vì vậy, bạn sẽ không cần một quy trình gia công sau. Tuy nhiên, điều này không thể nói được khi liên quan đến các phương pháp máy khác.
• Sự mài mòn của dụng cụ. Không thường xuyên xảy ra hiện tượng hao mòn dụng cụ khi liên quan đến EDM so với các quy trình khác. Ngoài ra, việc bảo trì không phức tạp với EDM.
• Thiết lập quá trình. Việc thiết lập EDM hầu hết đều phức tạp và tiêu tốn nhiều thời gian. Điều này thậm chí còn tệ hơn khi bạn thực hiện các thiết kế phức tạp. Tuy nhiên, các phương pháp gia công khác thì không.
• Hạn chế về vật liệu phôi. EDM chỉ có thể hoạt động hoàn hảo với các vật liệu dẫn điện, nhưng gia công truyền thống có thể xử lý các loại vật liệu khác nhau.
• Chi phí hoạt động. Bạn sẽ chi tiêu nhiều hơn cho việc vận hành EDM so với các phương pháp gia công khác. Điều này là do cần có máy móc chuyên dụng, việc sử dụng điện và bảo trì.

Ứng dụng gia công phóng điện

Dưới đây là một số ngành công nghiệp bạn sẽ thấy gia công phóng điện được sử dụng chủ yếu:

• Ở đây chúng được sử dụng để tạo khuôn cho các bộ phận của ô tô và cả khuôn cho các bộ phận của ô tô.
• Được sử dụng để gia công các bộ phận động cơ và cánh tuabin.
• Sản xuất dụng cụ và khuôn dập. Được sử dụng để tạo tem, khuôn dập và khuôn mẫu.
• Các thiết bị y tế. Lý tưởng để sản xuất các thiết bị phẫu thuật và cấy ghép phức tạp.
• Có lợi trong việc tạo ra các bộ phận cho gió, hạt nhân, v.v.
• Được sử dụng để làm đầu nối và các bộ phận bán dẫn.
• Máy móc phục vụ sản xuất. Để gia công ren, bánh răng và các bộ phận máy móc độc đáo khác.
• Nghiên cứu và phát triển. Lý tưởng cho các nguyên mẫu và sáng tạo phần thử nghiệm.
• Để tạo ra các bộ phận được sử dụng trong xe cũng như thiết bị quân sự.
• Lý tưởng để tạo các bộ phận và kết nối cơ sở hạ tầng.

Câu hỏi thường gặp

EDM chính xác đến mức nào?

Gia công phóng điện có thể đạt được dung sai +/- 0,0002. Điều này làm cho nó rất chính xác và chính xác.

Gia công phóng điện có thể đạt được những kết thúc nào?

Gia công phóng điện không để lại dấu vết trên phôi. Vì vậy, bạn có thể mong đợi độ hoàn thiện bề mặt vượt trội với phương pháp gia công này. Lưu ý rằng, tốc độ cắt cũng quyết định độ hoàn thiện của sản phẩm.

Phần kết luận

Hiểu được tính độc đáo của quy trình gia công phóng điện chắc chắn sẽ giúp ích cho bạn. Trong tất cả các chi tiết được cung cấp này, bạn cần đảm bảo sử dụng đúng máy để làm cho quá trình này trở nên cực kỳ dễ dàng.

Nhiêu tai nguyên hơn:

EDM chìm so với EDM dây – Nguồn: TSINFA

Máy EDM chìm – Nguồn: TSINFA

Gia công EDM – Nguồn: BỔ SUNG IQS

EDM – Nguồn: XOMETRY