Co to jest obróbka elektrochemiczna?

Obróbka elektrochemiczna (ECM) to proces obróbki metalu polegający na usuwaniu materiału z przedmiotu obrabianego za pomocą erozji elektrochemicznej. Proces ten osiąga się poprzez przepuszczenie ładunku elektrycznego o wysokim prądzie z dodatnio naładowanego przedmiotu obrabianego przez roztwór elektrolitu do ujemnie naładowanego „narzędzia tnącego”. Powoduje to, że cząsteczki z obrabianego przedmiotu przemieszczają się do elektrolitu w profilu, który naśladuje kształt narzędzia tnącego. W ten sposób w przedmiocie obrabianym wykonuje się „cięcie” o takim samym kształcie jak narzędzie tnące. Chociaż obróbka elektrochemiczna jest ograniczona do stosowania na materiałach przewodzących prąd elektryczny, oferuje szereg korzyści, w tym cięcie złożonych profili wewnętrznych i minimalne przenoszenie naprężeń na obrabiany przedmiot.

Potencjalne zastosowania obróbki elektrochemicznej były przedmiotem zainteresowania i eksperymentów już w latach 1930. XX wieku, a od 1959 roku są rzeczywistością komercyjną. Zasada leżąca u podstaw procesu jest taka sama jak elektroliza w przypadku galwanizacji. Jednak w zastosowaniach ECM proces jest odwrócony; materiał jest usuwany i nie jest osadzany na obrabianym przedmiocie. Osiąga się to poprzez umieszczenie specjalnie ukształtowanej katody w bliskiej odległości od przedmiotu obrabianego, ale nie dotykając go. Między nimi pompowany jest roztwór elektrolitu pod ciśnieniem, który działa jako przewodnik dla ładunku wysokoprądowego, który przechodzi z przedmiotu obrabianego do katody.

Ten przepływ prądu powoduje, że obrabiany przedmiot ulega erozji na poziomie molekularnym, tworząc nacięcie, które jest zgodne z kształtem katody. Oznacza to, że katoda skutecznie staje się narzędziem skrawającym proces. Materiał, który wysuwa się z przedmiotu obrabianego, jest odprowadzany wraz z elektrolitem, przez co narzędzie tnące ulega bardzo niewielkiemu zużyciu podczas obróbki. Odstęp między obrabianym przedmiotem a narzędziem skrawającym podczas obróbki jest utrzymywany na poziomie od 0.003 do 0.03 cala (0.08 mm do 0.8 mm).

Ten brak fizycznego kontaktu między narzędziem skrawającym a przedmiotem obrabianym jest jedną z największych zalet metody obróbki elektrochemicznej, ponieważ podczas obróbki nie są przenoszone żadne naprężenia ani ciepło na przedmiot obrabiany. Możliwa jest również obróbka bardzo twardych materiałów bez kosztów związanych z drogimi, ultra twardymi narzędziami. Obróbka elektrochemiczna jest zatem odpowiednim sposobem wytwarzania bardzo twardych, precyzyjnych części, takich jak łopatki turbin. Za pomocą tej procedury można również obrabiać szeroką gamę złożonych profili, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Jedynymi prawdziwymi wadami technik ECM są wysokie koszty początkowej instalacji oraz ryzyko korozji narzędzi i przedmiotów obrabianych, jakie stwarza roztwór elektrolitu.