A grafitfeldolgozás trükkös üzlet lehet, ezért bizonyos kérdések előtérbe helyezése kritikus fontosságú a termelékenység és a jövedelmezőség szempontjából.
A tények bebizonyították, hogy a grafitot nehéz megmunkálni, különösen a kiváló pontosságot és szerkezeti konzisztenciát igénylő szikraforgácsoló elektródák esetében.Íme öt kulcsfontosságú pont, amelyet grafit használatakor emlékezni kell:
A grafitminőségeket vizuálisan nehéz megkülönböztetni, de mindegyik egyedi fizikai tulajdonságokkal és teljesítménnyel rendelkezik.A grafitminőségeket hat kategóriába sorolják az átlagos részecskeméret szerint, de a modern szikraforgácsolásban gyakran csak három kisebb kategóriát (10 mikron vagy kisebb részecskeméret) használnak.Az osztályozásban elért rang a lehetséges alkalmazások és teljesítmény mutatója.
Doug Garda (Toyo Tanso, aki akkoriban a „MoldMaking Technology” testvérkiadványunkhoz írt, de most az SGL Carbon) cikke szerint a nagyoláshoz 8-10 mikron részecskeméret-tartományú minőségeket használnak.A kevésbé precíz befejező és részletező alkalmazások 5-8 mikronos részecskeméretű osztályokat használnak.Az ezekből a minőségekből készült elektródákat gyakran használják kovácsoló- és présöntőformák készítésére, vagy kevésbé bonyolult por- és szinterezett fém-alkalmazásokhoz.
A finom részlettervezés és a kisebb, összetettebb jellemzők jobban megfelelnek a 3 és 5 mikron közötti részecskeméretekhez.Az elektróda alkalmazási területei közé tartozik a huzalvágás és az űrrepülés.
Speciális, űrrepülési fém- és keményfém-alkalmazásokhoz gyakran van szükség ultrafinom precíziós elektródákra 1-3 mikron részecskeméretű grafitminőséggel.
Amikor egy cikket írt az MMT számára, Jerry Mercer, a Poco Materials munkatársa az elektródafeldolgozás során a teljesítmény három kulcsfontosságú tényezőjeként azonosította a részecskeméretet, a hajlítószilárdságot és a Shore-keménységet.A grafit mikroszerkezete azonban általában a korlátozó tényező az elektróda teljesítményében a végső szikraforgácsolási művelet során.
Egy másik MMT-cikkben Mercer kijelentette, hogy a hajlítószilárdságnak 13 000 psi-nél nagyobbnak kell lennie, hogy a grafitot törés nélkül lehessen mély és vékony bordákká feldolgozni.A grafitelektródák gyártási folyamata hosszú, és részletes, nehezen megmunkálható tulajdonságokat igényelhet, így az ilyen tartósság biztosítása segít a költségek csökkentésében.
A Shore-keménység a grafitminőségek megmunkálhatóságát méri.A Mercer arra figyelmeztet, hogy a túl puha grafitminőségek eltömíthetik a szerszámhornyokat, lelassíthatják a megmunkálási folyamatot, vagy megtölthetik a lyukakat porral, ezáltal nyomást gyakorolhatnak a furatok falára.Ezekben az esetekben az előtolás és a sebesség csökkentése megelőzheti a hibákat, de növeli a feldolgozási időt.A feldolgozás során a kemény, apró szemcsés grafit a lyuk szélén lévő anyag törését is okozhatja.Ezek az anyagok is nagyon koptató hatásúak lehetnek a szerszámra, ami kopáshoz vezethet, ami befolyásolja a furat átmérőjének integritását és növeli a munkaköltségeket.Általában a nagy keménységi értékeknél az elhajlás elkerülése érdekében 1%-kal csökkenteni kell minden egyes 80-nál nagyobb Shore-keménységű pont feldolgozási előtolását és sebességét.
Mivel az EDM tükörképet hoz létre a feldolgozott rész elektródájáról, Mercer azt is elmondta, hogy a grafitelektródákhoz elengedhetetlen a szorosan tömörített, egységes mikrostruktúra.Az egyenetlen részecskehatárok növelik a porozitást, ezáltal fokozzák a részecskeeróziót és felgyorsítják az elektródák meghibásodását.A kezdeti elektróda megmunkálási folyamat során az egyenetlen mikrostruktúra egyenetlen felületi minőséghez is vezethet – ez a probléma még komolyabb a nagy sebességű megmunkáló központokban.A grafitban lévő kemény foltok a szerszám elhajlását is okozhatják, ami miatt a végső elektróda nem felel meg a specifikációnak.Ez az elhajlás elég csekély lehet ahhoz, hogy a ferde lyuk egyenesen jelenjen meg a belépési pontnál.
Vannak speciális grafitfeldolgozó gépek.Bár ezek a gépek nagymértékben felgyorsítják a termelést, a gyártók nem csak ezeket használhatják.A por elleni védelem mellett (a cikk későbbi részében ismertetjük) korábbi MMS-cikkek is beszámoltak a gyors orsóval és a nagy feldolgozási sebességű vezérlésű gépek előnyeiről a grafitgyártásban.Ideális esetben a gyorsvezérlésnek is előremutató jellemzőkkel kell rendelkeznie, és a felhasználóknak szerszámút-optimalizáló szoftvert kell használniuk.
Grafitelektródák impregnálásakor – vagyis a grafit mikroszerkezet pórusainak mikron méretű részecskékkel való kitöltésekor – a Garda a réz használatát javasolja, mert az képes stabilan feldolgozni a speciális réz- és nikkelötvözeteket, például az űrkutatásban használtakat.A rézzel impregnált grafitminőségek finomabb felületet biztosítanak, mint az azonos besorolású nem impregnált minőségek.Stabil feldolgozást érhetnek el, ha kedvezőtlen körülmények között dolgoznak, mint például gyenge öblítés vagy tapasztalatlan kezelők.
A Mercer harmadik cikke szerint bár a szintetikus grafit – az EDM elektródák előállításához használt fajta – biológiailag inert, és ezért kezdetben kevésbé káros az emberre, mint néhány más anyag, a nem megfelelő szellőztetés továbbra is problémákat okozhat.A szintetikus grafit vezetőképes, ami problémákat okozhat a készülékben, amely rövidzárlatot okozhat, ha idegen vezető anyaggal érintkezik.Ezenkívül az olyan anyagokkal impregnált grafit, mint a réz és a volfrám, fokozott gondosságot igényel.
Mercer elmagyarázta, hogy az emberi szem nem látja nagyon kis koncentrációban a grafitport, de az még mindig irritációt, könnyezést és bőrpírt okozhat.A porral való érintkezés súroló hatású és enyhén irritáló hatású lehet, de nem valószínű, hogy felszívódik.Az idővel súlyozott átlagos (TWA) grafitpor expozíciós irányelve 8 óra alatt 10 mg/m3, ami látható koncentráció, és soha nem fog megjelenni a használatban lévő porgyűjtő rendszerben.
A grafitpornak hosszú ideig tartó túlzott expozíció hatására a belélegzett grafitrészecskék a tüdőben és a hörgőkben maradhatnak.Ez súlyos krónikus pneumokoniózishoz, az úgynevezett grafitbetegséghez vezethet.A grafitizálás általában a természetes grafithoz kapcsolódik, de ritkán a szintetikus grafithoz.
A munkahelyen felhalmozódó por nagyon gyúlékony, és (a negyedik cikkben) Mercer szerint bizonyos körülmények között felrobbanhat.Amikor a gyújtás a levegőben szuszpendált finom részecskék megfelelő koncentrációjával találkozik, portűz és lángok keletkeznek.Ha a por nagy mennyiségben szétszóródik, vagy zárt területen van, nagyobb valószínűséggel robban.Bármilyen veszélyes elem (üzemanyag, oxigén, gyújtás, diffúzió vagy korlátozás) szabályozása nagymértékben csökkentheti a porrobbanás lehetőségét.A legtöbb esetben az ipar az üzemanyagra összpontosít azáltal, hogy szellőztetésen keresztül távolítja el a port a forrásból, de az üzleteknek minden tényezőt figyelembe kell venniük a maximális biztonság elérése érdekében.A porvédő berendezéseknek robbanásbiztos lyukakkal vagy robbanásbiztos rendszerekkel is rendelkezniük kell, vagy azokat oxigénhiányos környezetbe kell telepíteni.
A Mercer két fő módszert azonosított a grafitpor ellenőrzésére: a nagy sebességű levegőrendszereket porgyűjtővel – amelyek az alkalmazástól függően rögzíthetők vagy hordozhatók – és a nedves rendszereket, amelyek folyadékkal telítik a vágó körüli területet.
A kis mennyiségű grafitfeldolgozást végző üzletek nagy hatékonyságú részecskeszűrővel (HEPA) ellátott hordozható eszközt használhatnak, amely mozgatható a gépek között.A nagy mennyiségű grafitot feldolgozó műhelyeknek azonban általában rögzített rendszert kell használniuk.A minimális levegősebesség a por megkötéséhez 500 láb/perc, a légcsatornában a sebesség pedig legalább 2000 láb/s-ra nő.
A nedves rendszerekben fennáll annak a veszélye, hogy a folyadék „beszívódik” (felszívódik) az elektróda anyagába, hogy eltávolítsa a port.Ha nem távolítja el a folyadékot, mielőtt az elektródát az EDM-be helyezi, az a dielektromos olaj szennyeződését eredményezheti.Az üzemeltetőknek vízbázisú oldatokat kell használniuk, mert ezek az oldatok kevésbé hajlamosak az olaj felszívódására, mint az olajalapú oldatok.Az elektróda szárítása az EDM használata előtt általában azt jelenti, hogy az anyagot egy konvekciós kemencébe helyezik körülbelül egy órára az oldat párolgási pontja feletti hőmérsékleten.A hőmérséklet nem haladhatja meg a 400 fokot, mert ez oxidálja és korrodálja az anyagot.A kezelőknek nem szabad sűrített levegőt használniuk az elektróda szárításához, mert a légnyomás csak mélyebbre kényszeríti a folyadékot az elektróda szerkezetébe.
A Princeton Tool azt reméli, hogy bővíti termékportfólióját, növeli befolyását a nyugati parton, és erősebb beszállítóvá válik.E három cél egyidejű elérése érdekében egy újabb megmunkálóműhely beszerzése vált a legjobb választássá.
A huzalos szikraforgácsoló berendezés a vízszintesen vezetett elektródahuzalt a CNC-vezérelt E tengelyben forgatja, így a műhely számára munkadarab-hézagot és rugalmasságot biztosít összetett és nagy pontosságú PCD-szerszámok előállításához.
Feladás időpontja: 2021.09.26