چگونه می توان سرعت فرآیند (Die sinking EDM) را افزایش داد؟
با استفاده از تکنولوژی جدید EDM امکان افزایش سرعت تولید از ۳۰% و تا ۱۰۰% در قالب های پیش فرز کاری شده افزایش پیدا می کند.
گسترش روش EDM و تکنولوژی استفاده از آن، همزمان با افزایش دقت و اتوماسیون و تکنولوژی های ساخت قالب میکرو ،می تواند پیشرفت بسیار زیادی را در صنایع ایجاد کند.
سرعت راه حل نیست
افزایش سرعت یکی از راه‌های تسریع در زمان ساخت قالب می باشد. به این ترتیب، زمان هایی که صرف تولید نمی شوند کاهش می یابند؛ هرچند، به دست آوردن و افزایش سرعت محدود به الکترودهای کوچک و حفره‌های با عمق زیاد می باشد. علاوه بر این، بالاتر رفتن از یک حد سرعت ، سبب افزایش میزا ن سایش الکترودها و سرعت های بسیار بالا نیز سبب ایجاد کرنش های بالا در مکانیزم شده، و باعث می شود تا عمر قطعات گران قیمت، کم شود. فرآیند ماشین کاری با سرعت محوری بالا یکی از جنبه های مکمل تقابل پیچیده که شامل ژنراتور، کنترل فرآیند، و مکانیزم می باشد، است. به همین دلیل فرآیند تولید قالب با EDM نیازمند برنامه‌ریزی هوشمندانه می باشد.
می توانید فرآیند EDM را با برقراری تعادل بین EDM و مواد تخلیه شده از حفره‌ها تصور کرد. اگر این تعادل وجود نداشته باشد، ممکن است که تخلیه سطح در زمان های غیر ضروری انجام شود–که سبب از دست رفتن زمان و ناپایداری بیشتر فرآیند می شود- یا روی یک قطعه چند بار EDM انجام دهید که سبب می شود تا تخلیه حفره به خوبی انجام نشود (شکل ۱).
شکل ۱
تولید قالب EDM
قبل از اینکه مواد را از حفره‌ها خارج کنید می بایست آن را از قطعه کار خارج کرده باشید. چگونه می توان مقدار بیشتر مواد را تخلیه کرد؟ همانند تمام مسائل بهینه سازی، بیشترین بهره Potential lies در جایی است که میزان کارایی کمترین مقدار باشد. مقدار کارایی یک تخلیه الکتریکی روی قطعه کاری با قطب کاتد برابر با ۲۵ درصد می باشد. همچنین فاکتور های دیگری نیز هستند که میزان کارایی را بدتر هم می کنند (برای مثال مشکلات ایجاد شده در فرآیند کنترل پروسه، شرایط تخلیه غیر ایده‌آل، عرض حفره کم)، بنابراین در واقعیت باید میزان کارایی کمتر از ۱۰ درصد داشته باشید.
کیفیت تخلیه و سطح مشخص کننده زمان مورد نیاز می باشند
در EDM هدف اصلی از یک سو بهینه کردن کارایی تخلیه و از طرف دیگر دست یافتن به کیفیت خوب سطح قطعات تولید شده می باشد. قطعه کار، زمانی که ماشین کاری می شود، سطح ناصاف و خشن و با دقت مشخص را دارا می باشد. علاوه بر این، دو وضعیت ایجاد می‌شود که
(۱) کوچک بودن ناحیه تحت نفوذ گرمایی در سطح قطعه
(۲) کمتر بودن هر چه بیشتر خوردگی الکترود ها
این شرایط مرزی مقدار زمان و هزینه تولید قطعه کار را مشخص می کنند.دلیل این موضوع نیز این است که با هر چه صاف‌تر شدن قطعه از فرآیند خشن کاری تا پرداخت سطحی مقدار انرژی پالسی لازم کاهش می یابد تا به نتایج خواسته شده دست یابیم. بار دیگر به قانون طبیعی موجود می رسیم: اگر سریعتر کار کنیم کیفیت سطح بد خواهد بود، اما باآهسته کار کردن سطوحی با کیفیت بالا ایجاد خواهد کرد (شکل ۲).
شکل ۲
پردازش فیزیکی نشان دهنده راه حل است
تلاش برای رسیدن به یک وضعیت ایده آل یعنی حرکت در جهت صحیح (در جهت نشانگر موجود روی منحنی مشخصه در واقع EDM سریعتر در همان فاصله حفره، همان میزان زبری سطح و همان میزان خوردگی می باشد. اگر مقدار انرژی تخلیه شده در پالس های EDM افزایش یابد، متاسفانه میزان زبری سطح افزایش یافته و فاصله حفره نیز بیشتر خواهد بود، بنابراین زمان صرف شده به واسطه افزایش سرعت در پروسه پرداخت سطح بیشتر از بین خواهد رفت. با مراجعه به تئوری پایه‌ای EDM – فرآیند فیزیکی تولید جرقه و تخلیه فلز- می توان راه حلی یافت.
در حین فرآیند تخلیه، سه فاز و وضعیت اصلی وجود دارد:
(۱) ایجاد
(۲) تخلیه
(۳) مرحله ناپدید شدن
در فاز اول کانال تخلیه الکتریکی ایجاد می شود. بعد از عبور از محیط کاری، جریان در تمام سطح کانال تخلیه ایجاد شده جاری می شود و آند ایجاد شده به واسطه بمباران الکترونی تبخیر می شود. بیشترین مقدار خوردگی الکترود نیز در این مرحله اتفاق می افتد. هر پالس وارد شده – هر چند در فرآیند تخلیه مشارکت داشته باشد یا نه- سبب ایجاد خوردگی میکروسکوپی می شود. در فاز تخلیه، ذخیره انرژی الکتریکی منجر به ذوب و تبخیر فلز می شود. همچنین فاز و مرحله ناپدید شدن نیز با خاموش شدن منبع انرژی شروع می شود. کانال پلاسما از بین می رود و ماده‌ای نیمه بخار و نیمه مایع تزریق می شود.
منبع : Mold Making Technology
ترجمه : ایران ملد
