Wybór grafitu jest kluczem do uzyskania optymalnej wydajności Twojej frezarki
Grafit jest materiałem z wyboru dla większości elektrod EDM produkowanych obecnie w świecie zachodnim. Wybór najlepszego gatunku grafitu do konkretnego zastosowania może być trudny, jeśli nie rozumie się różnic między gatunkami grafitu. W zależności od wybranego gatunku grafitu i zastosowania, grafit może być czynnikiem ograniczającym lub kluczowym w osiąganiu pożądanych rezultatów z urządzenia.
Istnieje szeroki zakres gatunków od wielu producentów do wyboru. Każdy producent stosuje różne techniki przetwarzania, materiały źródłowe i kontrole procesu, co oznacza, że produkt końcowy będzie zupełnie inny. Gatunki każdego producenta są zaprojektowane tak, aby zapewnić optymalną wydajność dla określonych typów zastosowań. Aby ułatwić wybór materiału, każdy producent publikuje specyfikacje techniczne swojego materiału, ale nie ma standardowych metod testowania.
Ponieważ każdy gatunek grafitu wygląda podobnie do innego gatunku, wygląd nie jest częścią kryteriów wyboru. Każdy gatunek powinien być wybierany na podstawie jego cech fizycznych i właściwości. Aby ułatwić ten proces, różne gatunki grafitu są grupowane w sześć klasyfikacji, które są segregowane według średniej wielkości cząstek. Tylko cztery z sześciu klasyfikacji nadają się do stosowania jako elektrody EDM. To, jak różne gatunki są klasyfikowane w ramach klasyfikacji, jest wskaźnikiem ich potencjału wydajnościowego.
Postęp w dziedzinie grafitu
Przemysł grafitowy nieustannie dąży do produkcji gatunków o wyższej jakości. Materiały grafitowe nadal ewoluują wraz z innymi aspektami przemysłu EDM, ale w mniej dramatycznym tempie. Postępy zostały poczynione w mikrostrukturze materiałów grafitowych, ponieważ jest to klucz do wydajności.
Gruboziarniste grafity o wielkości cząstek powyżej 100 mikronów nigdy nie nadawały się jako materiał elektrodowy. W ciągu ostatniej dekady średnie gatunki o wielkości cząstek pomiędzy 21-100 mikronów praktycznie zniknęły z rynku jako materiał EDM. W ciągu ostatnich kilku lat wiele gatunków niskiej klasy w klasyfikacji drobnej (materiały o wielkości cząstek 11-20 mikronów) również zniknęło. Materiały o klasyfikacji superdrobnej (materiały o wielkości cząstek 6-10) pozostały stabilne. Niektórzy producenci tych materiałów pozwalają na sprzedaż swoich gatunków grafitu jako marek własnych, co może być mylące dla użytkownika końcowego. Zamieszanie występuje, gdy dystrybutorzy materiałów eksploatacyjnych zmieniają nazwy swoich marek własnych, ale nadal używają tego samego materiału lub zmieniają materiał, ale zachowują tę samą nazwę dla marki własnej. Ten sam gatunek może być oferowany pod wieloma nazwami marek własnych.
Klasyfikacja ultradrobna (rozmiar cząstek 1-5 mikrona) to obszar, na który ukierunkowana jest większość rzeczywistych wysiłków rozwojowych. Wiele plastikowych produktów konsumenckich wymaga form o drobnych szczegółach i wykończeniach, które można łatwo uzyskać za pomocą materiałów ultradrobnych. Materiały w tej klasyfikacji są bardzo trudne i drogie w produkcji, a jeszcze trudniej jest produkować spójny materiał partia po partii i rok po roku.
W klasyfikacji angstrofin istnieje bardzo niewiele stopni (< 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.
Niższe gatunki grafitu powoli znikają z rynku, ponieważ zmieniają się zastosowania EDM. Duże formy wnękowe bez drobnych szczegółów i matryc kuźniczych można łatwo wykonać poprzez frezowanie z dużą prędkością, co zmniejsza potrzebę gatunków w klasyfikacji drobnej. Jednocześnie skomplikowane szczegółowe prace wnękowe wymagają grafitu o małych rozmiarach cząstek, jednolitej mikrostrukturze i wysokiej wytrzymałości, aby wytwarzać złożone, małe wnęki.
Oceny w klasyfikacjach
Właściwości fizyczne każdego gatunku grafitu określają ranking w ramach klasyfikacji. Właściwości, które wpływają na wydajność, to rozmiar cząstek, wytrzymałość na zginanie i twardość Shore'a. Właściwości te wraz z fotomikrografią mikrostruktury są najlepszymi narzędziami do przewidywania wydajności grafitu.
Najlepszy grafit w dowolnej klasyfikacji ma ściśle upakowane cząstki o niewielkich różnicach wielkości. Ten rodzaj jednolitego materiału jest odporny na zużycie spowodowane termiczną naturą procesu EDM. Wielkość cząstek jest zazwyczaj podawana jako średnia wielkość. Gdy wielkość cząstek obejmuje mały zakres, mikrostruktura materiału staje się bardziej jednolita przy zmniejszonej porowatości. Porowatość w graficie jest granicą między cząstkami. Cząstki są wiązane ze sobą środkami chemicznymi lub mechanicznymi, a awaria tego systemu jest tym, co uwalnia cząstki do szczeliny podczas obróbki elektroerozyjnej. Jeśli cząstki materiału są małe, jednolite pod względem wielkości i ściśle upakowane, erozja elektrody jest minimalna. Wielkość cząstek ma wpływ na minimalne wykończenie powierzchni, jakie wytworzy materiał. Ponieważ elektroda odtwarza swoją strukturę w jamie, nie można uzyskać drobnych wykończeń powierzchni przy użyciu gatunków grafitu, które mają duże cząstki i niejednolitą mikrostrukturę.
Mikrostruktura gatunku grafitu jest często czynnikiem ograniczającym, determinującym wydajność EDM. Nierównomierna mikrostruktura o szerokim zakresie wielkości cząstek i porów może mieć miękkie punkty, które są dużymi obszarami porowatości i/lub twarde punkty, które są konglomeratami spowodowanymi niespójnym mieszaniem. Twarde punkty mogą być również spowodowane impregnacją otwartej porowatości materiału smołą, a następnie ponownym przetworzeniem materiału, nadając cząstkom i obszarom impregnowanym smołą różne wartości twardości. Ponieważ nieuzbrojone oko nie może zobaczyć mikrostruktury, nie ma sposobu na wykrycie tych problemów przed procesem obróbki. Identyfikacja przyczyny problemów z obróbką obejmuje badania niszczące i badanie fotomikrografii.
