Co to jest obróbka elektroiskrowa (EDM)?

Obróbka elektroerozyjna (EDM) to metoda obróbki stosowana głównie do metali twardych lub takich, których obróbka tradycyjnymi technikami byłaby niemożliwa. Jednak jednym krytycznym ograniczeniem jest to, że działa tylko z materiałami przewodzącymi prąd elektryczny. Ta metoda jest szczególnie odpowiednia do wycinania skomplikowanych konturów lub delikatnych wgłębień, które byłyby trudne do wykonania za pomocą szlifierki, frezu palcowego lub innych narzędzi tnących. Metale, które można obrabiać za pomocą EDM, to: stopa stopowa, hartowana stal narzędziowa, tytan, węglik, inconel i kovar.

Ta metoda jest czasami nazywana „obróbką iskrową”, ponieważ usuwa metal poprzez wytwarzanie szybkich serii powtarzalnych wyładowań elektrycznych. Wyładowania te przechodzą między elektrodą a obrabianym kawałkiem metalu. Niewielka ilość materiału, która jest usuwana z przedmiotu obrabianego, jest wypłukiwana przez płynący w sposób ciągły płyn. Powtarzające się wyładowania tworzą zestaw kolejno głębszych kraterów w obrabianym przedmiocie, aż do uzyskania ostatecznego kształtu.

Istnieją dwie podstawowe metody obróbki elektroerozyjnej: taran i drut. Podstawowa różnica między nimi dotyczy elektrody używanej do obróbki. W typowej aplikacji bijaka EDM elektroda grafitowa jest obrabiana tradycyjnymi narzędziami. Specjalnie ukształtowana elektroda jest podłączona do źródła zasilania, przymocowana do bijaka i powoli wprowadzana do obrabianego przedmiotu. Cała operacja obróbki jest zwykle wykonywana w kąpieli fluidalnej. Płyn służy trzem następującym celom:

wypłukuje materiał, służy jako chłodziwo, aby zminimalizować strefę wpływu ciepła, zapobiegając w ten sposób potencjalnemu uszkodzeniu przedmiotu obrabianego, i działa jako przewodnik dla przepływu prądu między elektrodą a przedmiotem obrabianym.

W drutowym EDM jako elektrodę służy bardzo cienki drut. Zazwyczaj stosowane są specjalne druty mosiężne; drut jest powoli przepuszczany przez materiał, a wyładowania faktycznie przecinają obrabiany przedmiot. Ta metoda jest zwykle wykonywana w kąpieli wodnej.
Gdyby ktoś obserwował pod mikroskopem proces elektroiskrowej obróbki elektroiskrowej, odkryłby, że sam drut tak naprawdę nie dotyka ciętego metalu; elektryczność faktycznie usuwa niewielkie ilości materiału i umożliwia przesuwanie drutu przez obrabiany przedmiot. Droga drutu jest zwykle kontrolowana przez komputer, co pozwala na wytwarzanie niezwykle skomplikowanych kształtów.

Być może najlepszym sposobem wyjaśnienia tej metody jest posłużenie się przykładem cienkiego metalowego drutu rozciągniętego między dwiema rękami, przesuniętego przez blok sera, wycinającego dowolny kształt. Pozycję rąk można zmieniać po obu stronach sera, aby zdefiniować złożone i zakrzywione kształty. Drut EDM działa w podobny sposób, z tą różnicą, że radzi sobie z niektórymi z najtwardszych materiałów stosowanych w przemyśle. Podczas przeciągania drutu przez ser, drut faktycznie przesuwa ser podczas cięcia, ale w EDM cienka szczelina jest tworzona przez usunięcie drobnych cząstek metalu.

Ta forma obróbki jest często wykorzystywana do wytwarzania matryc i form. Ostatnio stała się standardową metodą wytwarzania prototypów i niektórych części produkcyjnych, szczególnie w zastosowaniach małoseryjnych.