Valg av grafitt er nøkkelen til å oppnå optimal ytelse for søkkedysen
Grafitt er det valgte materialet for de fleste EDM-elektroder som produseres i dag i den vestlige verden. Å velge den beste grafittkvaliteten for en bestemt applikasjon kan være vanskelig hvis forskjellene mellom grafittkvaliteter ikke er forstått. Avhengig av den valgte grafittkvaliteten og applikasjonen, kan grafitten være den begrensende eller nøkkelfaktoren for å oppnå de ønskede resultatene fra utstyret.
Det finnes et bredt utvalg av karakterer fra en rekke produsenter å velge mellom. Hver produsent bruker forskjellige prosesseringsteknikker, kildematerialer og prosesskontroller, noe som betyr at sluttproduktet vil være ganske annerledes. Hver produsents karakterer er designet for optimal ytelse for spesifikke typer bruksområder. For å hjelpe til med materialvalg, publiserer hver produsent tekniske spesifikasjoner på materialet sitt, men det finnes ingen standard testmetoder.
Siden enhver karakter av grafitt ligner på en annen karakter, er ikke utseende en del av utvelgelseskriteriene. Hver klasse bør velges etter dens fysiske egenskaper og egenskaper. For å gjøre denne prosessen enklere, er ulike kvaliteter av grafitt gruppert i seks klassifikasjoner som er adskilt etter gjennomsnittlig partikkelstørrelse. Kun fire av de seks klassifiseringene er egnet for bruk som EDM-elektroder. Hvordan de ulike karakterene rangerer innenfor klassifikasjonene er en indikator på deres prestasjonspotensial.
Fremskritt innen grafitt
Grafittindustrien streber hele tiden etter å produsere høyere kvalitet. Grafittmaterialer har fortsatt å utvikle seg sammen med de andre aspektene av EDM-industrien, men i et mindre dramatisk tempo. Det er gjort fremskritt i mikrostrukturen til grafittmaterialene, da dette er nøkkelen til ytelse.
Grov grafitt med partikkelstørrelser over 100 mikron har aldri vært egnet som elektrodemateriale. I løpet av det siste tiåret har medium kvaliteter med en partikkelstørrelse mellom 21-100 mikron nesten forsvunnet fra markedet som et EDM-materiale. I løpet av de siste årene har mange av de laveste karakterene innenfor den fine klassifiseringen (11-20 mikron partikkelstørrelse materialer) også forsvunnet. De superfine klassifiseringsmaterialene (6-10 partikkelstørrelse) har holdt seg stabile. Noen av produsentene av disse materialene tillater at deres grafittkvaliteter selges som egenmerker, noe som kan være forvirrende for sluttbrukeren. Forvirring oppstår når distributører av forbruksvarer endrer navnene på husmerkene sine, men fortsatt bruker det samme materialet eller endrer materialet, men beholder samme navn for husmerket. Den samme karakteren kan tilbys under mange husmerkenavn.
Den ultrafine klassifiseringen (1-5 mikron partikkelstørrelse) er der mesteparten av den virkelige utviklingsinnsatsen er målrettet. Mange av plastforbrukerproduktene krever former med fine detaljer og finish som enkelt kan oppnås med ultrafine materialer. Materialer i denne klassifiseringen er svært vanskelige og dyre å lage, og det er enda vanskeligere å produsere konsistente materialparti etter parti og år etter år.
Det er svært få karakterer i angstrofine-klassifiseringen (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
De nedre grafittkvalitetene forsvinner sakte fra markedet ettersom EDM-applikasjoner endres. Stort hulromsformarbeid uten fine detaljer og smiing kan enkelt utføres ved høyhastighetsfresing og reduserer dermed behovet for karakterer i finklassifiseringen. Samtidig krever intrikat, detaljert hulromsarbeid grafitt med små partikkelstørrelser, jevn mikrostruktur og høye styrker for å produsere komplekse hulrom med små funksjoner.
Karakterer innenfor Klassifikasjoner
De fysiske egenskapene til hver grafittklasse bestemmer rangeringen innenfor klassifiseringer. Egenskapene som påvirker ytelsen er partikkelstørrelse, bøyestyrke og shore hardhet. Disse egenskapene sammen med et mikrofotografi av mikrostrukturen er de beste verktøyene for å forutsi grafittytelse.
Den beste grafitten i enhver klassifisering har tettpakkede partikler med liten variasjon i størrelse. Denne typen ensartet materiale motstår slitasje forårsaket av den termiske naturen til EDM-prosessen. Partikkelstørrelse er generelt oppgitt som en gjennomsnittlig størrelse. Når partikkelstørrelsen spenner over et lite område, blir mikrostrukturen til materialet mer jevn med redusert porøsitet. Porøsiteten i grafitten er grensen mellom partikler. Partiklene er bundet sammen ved hjelp av kjemiske eller mekaniske midler, og svikt i dette systemet er det som frigjør partikler i gapet ved EDMing. Hvis materialets partikler er små, jevne i størrelse og tettpakket, er erosjon av elektroden minimal. Partikkelstørrelsen har betydning for minimum overflatefinish som materialet vil produsere. Siden elektroden reproduserer sin struktur i hulrommet, kan ikke fine overflatefinisher oppnås med grafittkvaliteter som har store partikler og ujevn mikrostruktur.
Mikrostrukturen til grafittkvaliteten er ofte den begrensende faktoren som bestemmer EDM-ytelsen. En ujevn mikrostruktur med et bredt spekter av partikkel- og porestørrelser kan ha myke flekker som er store områder med porøsitet og/eller harde flekker som er konglomerater forårsaket av inkonsekvent blanding. Harde flekker kan også oppstå ved å impregnere den åpne porøsiteten til materialet med bek og deretter reprosessere materialet som gir partiklene og bekimpregnerte områder forskjellige hardhetsverdier. Siden det blotte øyet ikke kan se mikrostrukturen, er det ingen måte å oppdage disse problemene før maskineringsprosessen. Identifisering av årsaken til maskineringsproblemer innebærer destruktiv testing og undersøkelse av mikrofotografier.
