Elektrochemické obrábanie (ECM) je netradičný proces obrábania, ktorý si získal významnú pozornosť vo výrobnom priemysle, najmä pri práci s vysoko pevnými a ťažko obrobiteľnými materiálmi, ako je DIN 1.2738. Ako dodávateľ normy DIN 1.2738 som bol svedkom toho, ako ECM dokáže zmeniť spôsob spracovania tohto materiálu. V tomto blogu sa ponorím do princípov fungovania ECM na DIN 1.2738, jeho výhod a toho, ako môže zmeniť hru pre vaše výrobné potreby.
Pochopenie DIN 1.2738
Predtým, než sa ponoríme do detailov ECM, poďme najprv pochopiť, čo je DIN 1.2738. DIN 1.2738 je predtvrdená plastová formovacia oceľ známa svojou vynikajúcou kombináciou vysokej húževnatosti, dobrej opracovateľnosti a vysokej leštiteľnosti. Je široko používaný pri výrobe foriem na vstrekovanie plastov, foriem na tlakové liatie a iných nástrojov. Chemické zloženie normy DIN 1.2738 zvyčajne zahŕňa prvky ako uhlík, kremík, mangán, chróm a nikel, ktoré prispievajú k jej jedinečným vlastnostiam.
Ako funguje elektrochemické obrábanie
Elektrochemické obrábanie je založené na princípe elektrolýzy. V nastavení ECM obrobok (v tomto prípade DIN 1.2738) funguje ako anóda a špeciálne navrhnutý nástroj funguje ako katóda. Tieto dva sú oddelené malou medzerou, typicky v rozsahu 0,1 až 1 mm, a roztok elektrolytu sa pumpuje cez túto medzeru vysokou rýchlosťou.
Keď sa elektrický prúd aplikuje medzi anódu a katódu, kovové ióny sa odstránia z povrchu obrobku prostredníctvom elektrochemickej reakcie. Kovové ióny sa rozpúšťajú v elektrolyte a sú unášané prúdiacim elektrolytom a zanechávajú za sebou opracovaný povrch. Tvar nástroja určuje tvar obrobenej plochy na obrobku.
Kľúčovou výhodou ECM je, že ide o bezkontaktný proces obrábania, čo znamená, že na obrobok nepôsobí žiadna mechanická sila. Tým sa eliminuje riziko opotrebovania nástroja, poškodenia povrchu a zvyškového napätia, vďaka čomu je ideálny na obrábanie jemných a zložitých tvarov podľa DIN 1.2738.
Proces ECM podľa DIN 1.2738
Pozrime sa bližšie na proces ECM špeciálne pre DIN 1.2738.
1. Príprava
Pred začatím procesu ECM je potrebné obrobok podľa normy DIN 1.2738 správne pripraviť. To zahŕňa čistenie povrchu, aby sa odstránili všetky nečistoty, ako je olej, mastnota alebo oxidy. Obrobok je potom bezpečne upevnený v stroji ECM, aby sa zabezpečilo presné umiestnenie.
2. Dizajn nástrojov
Nástroj používaný v ECM je kritickým komponentom. Musí byť navrhnutý tak, aby zodpovedal požadovanému tvaru opracovaného povrchu na obrobku DIN 1.2738. Nástroj je zvyčajne vyrobený z vodivého materiálu, ako je meď alebo mosadz, a je potiahnutý nevodivým materiálom, aby sa zabránilo priamemu kontaktu s obrobkom.
3. Výber elektrolytu
Výber elektrolytu je rozhodujúci pre proces ECM podľa DIN 1.2738. Elektrolyt by mal mať dobrú elektrickú vodivosť, vysokú chemickú stabilitu a schopnosť rozpúšťať kovové ióny odstránené z obrobku. Bežne používané elektrolyty pre ECM podľa DIN 1.2738 zahŕňajú roztoky chloridu sodného (NaCl) a dusičnanu sodného (NaNO3).
4. Elektrické parametre
Elektrické parametre, ako je hustota prúdu, napätie a trvanie impulzu, musia byť starostlivo kontrolované, aby sa zabezpečilo efektívne a presné obrábanie. Prúdová hustota určuje rýchlosť odstraňovania kovu, zatiaľ čo napätie ovplyvňuje elektrochemickú reakciu. Trvanie impulzu je možné nastaviť na kontrolu povrchovej úpravy a presnosti obrábania.
5. Obrábanie
Po nastavení obrobku, nástroja, elektrolytu a elektrických parametrov sa môže začať proces ECM. Elektrolyt sa čerpá cez medzeru medzi obrobkom a nástrojom a aplikuje sa elektrický prúd. Keď sú kovové ióny odstraňované z povrchu obrobku, nástroj sa postupne pohybuje smerom k obrobku a sleduje požadovaný tvar.
6. Následné spracovanie
Po dokončení procesu ECM môže obrobok podľa normy DIN 1.2738 vyžadovať určité dodatočné spracovanie, ako je čistenie, odhrotovanie a povrchová úprava. Tieto kroky sú potrebné na zabezpečenie toho, aby konečný produkt spĺňal požadované špecifikácie.
Výhody ECM podľa DIN 1.2738
Použitie ECM na obrábanie DIN 1.2738 má niekoľko výhod:
1. Vysoká presnosť
ECM môže dosiahnuť extrémne vysokú presnosť s toleranciami len niekoľko mikrometrov. Vďaka tomu je vhodný na obrábanie zložitých tvarov a jemných detailov podľa DIN 1.2738, ako sú dutiny a jadrá foriem.
2. Žiadne opotrebovanie nástroja
Keďže ECM je bezkontaktný proces obrábania, nedochádza k opotrebovaniu nástroja. To znamená, že ten istý nástroj možno použiť na viacero operácií obrábania, čím sa znížia náklady na nástroje a zvýši sa efektívnosť výrobného procesu.
3. Dobrá povrchová úprava
ECM vytvára hladký povrch bez otrepov podľa DIN 1.2738. To eliminuje potrebu dodatočných dokončovacích operácií, ako je brúsenie a leštenie, čo šetrí čas a náklady.
4. Obrábanie tvrdých materiálov
DIN 1.2738 je relatívne tvrdý materiál a tradičné metódy obrábania môžu čeliť problémom pri jeho obrábaní. Na druhej strane ECM dokáže ľahko obrábať tvrdé materiály bez rizika zlomenia nástroja alebo nadmerného opotrebovania.
5. Komplexné tvarové obrábanie
ECM dokáže obrábať zložité tvary, ktoré je ťažké alebo nemožné dosiahnuť tradičnými metódami obrábania. Vďaka tomu je ideálny na výrobu foriem na vstrekovanie plastov a iných nástrojov.
Aplikácie ECM na DIN 1.2738
Kombinácia ECM a DIN 1.2738 má širokú škálu aplikácií vo výrobnom priemysle:
1. Plastové vstrekovacie formy
ECM je možné použiť na obrábanie dutín a jadier vstrekovacích foriem na plasty vyrobených z DIN 1.2738. Vysoká presnosť a dobrá povrchová úprava dosiahnutá ECM zaisťuje, že formy vyrábajú vysokokvalitné plastové diely s presnými rozmermi.
2. Formy na tlakové liatie
V aplikáciách tlakového liatia možno ECM použiť na obrábanie zložitých tvarov a chladiacich kanálov vo formách na tlakové liatie DIN 1.2738. To zlepšuje výkon a životnosť foriem, výsledkom čoho sú kvalitnejšie odliatky.
3. Komponenty nástrojov
ECM možno použiť aj na obrábanie rôznych komponentov nástrojov vyrobených z DIN 1.2738, ako sú razníky, matrice a prípravky. Vysoká presnosť a dobrá povrchová úprava ECM zaisťuje, že tieto komponenty do seba presne zapadajú a správne fungujú.
Porovnanie s inými materiálmi
Pri zvažovaní ECM pre vaše výrobné potreby je tiež dôležité porovnať DIN 1.2738 s inými materiálmi. napr.Oceľ W350je ďalšia plastová formovacia oceľ, ktorá ponúka podobné vlastnosti ako DIN 1.2738. Avšak DIN 1.2738 môže mať lepšiu húževnatosť a leštiteľnosť, vďaka čomu je vhodnejšia pre určité aplikácie.
SW2738je tiež populárna plastová formovacia oceľ. Má podobné chemické zloženie ako DIN 1.2738, ale môže mať odlišné mechanické vlastnosti. ECM možno použiť na obrábanie SW2738 aj DIN 1.2738, ale môže byť potrebné upraviť špecifické parametre procesu na základe vlastností materiálu.
Dievar Steelje vysokovýkonná zápustková oceľ, ktorá sa často používa v aplikáciách tlakového liatia. Zatiaľ čo ECM možno použiť na obrábanie ocele Dievar, môže vyžadovať odlišné elektrolytické a elektrické parametre v porovnaní s normou DIN 1.2738 z dôvodu odlišného chemického zloženia a vlastností.
Záver
Elektrochemické obrábanie je výkonný a všestranný výrobný proces, ktorý možno použiť na obrábanie DIN 1.2738 s vysokou presnosťou, dobrou povrchovou úpravou a bez opotrebovania nástroja. Ako dodávateľ normy DIN 1.2738 chápem dôležitosť poskytovania vysokokvalitných materiálov a inovatívnych riešení obrábania, ktoré spĺňajú potreby našich zákazníkov.
Ak máte záujem o používanie DIN 1.2738 pre vaše výrobné projekty a chcete preskúmať možnosti ECM, odporúčame vám kontaktovať ma pre viac informácií. Môžeme prediskutovať vaše špecifické požiadavky a poskytnúť vám najlepšie riešenia pre vaše potreby.
Referencie
- Dornfeld, DA, Min, S., & Takeuchi, Y. (2006). Príručka mikroobrábania a nanovýroby. CRC Press.
- Rajurkar, KP, Cook, RF a Kopalinský, A. (1999). Elektrochemické obrábanie. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 48 (2), 567-583.
- Stephenson, DA a Agapiou, JS (2006). Teória a prax rezania kovov. CRC Press.
