Обработката на графит може да бъде труден бизнес, така че поставянето на определени въпроси на първо място е от решаващо значение за производителността и рентабилността.
Фактите доказват, че графитът е труден за обработка, особено за EDM електроди, които изискват отлична прецизност и структурна последователност.Ето пет ключови точки, които трябва да запомните, когато използвате графит:
Класовете графит са визуално трудни за разграничаване, но всеки има уникални физически свойства и характеристики.Класовете графит са разделени на шест категории според средния размер на частиците, но само три по-малки категории (размер на частиците от 10 микрона или по-малко) често се използват в съвременния EDM.Рангът в класификацията е индикатор за потенциални приложения и производителност.
Според статия на Дъг Гарда (Toyo Tanso, който пишеше за нашето дъщерно издание „MoldMaking Technology“ по това време, но сега е SGL Carbon), за грубо обработване се използват степени с размер на частиците от 8 до 10 микрона.По-малко прецизните довършителни и детайлни приложения използват степени с размер на частиците от 5 до 8 микрона.Електродите, направени от тези класове, често се използват за производство на ковашки форми и форми за леене под налягане или за по-малко сложни приложения на прах и синтерован метал.
Дизайнът с фини детайли и по-малките, по-сложни характеристики са по-подходящи за размери на частиците от 3 до 5 микрона.Приложенията на електроди в тази гама включват рязане на тел и космонавтика.
Свръх фините прецизни електроди, използващи графитни класове с размер на частиците от 1 до 3 микрона, често са необходими за специални аерокосмически метални и карбидни приложения.
Когато пише статия за MMT, Джери Мърсър от Poco Materials идентифицира размера на частиците, якостта на огъване и твърдостта по Шор като трите ключови детерминанти на производителността по време на обработката на електродите.Въпреки това, микроструктурата на графита обикновено е ограничаващият фактор в работата на електрода по време на крайната EDM операция.
В друга статия на MMT Mercer заявява, че якостта на огъване трябва да бъде по-висока от 13 000 psi, за да се гарантира, че графитът може да бъде обработен в дълбоки и тънки ребра, без да се счупи.Производственият процес на графитни електроди е дълъг и може да изисква детайлни, трудни за машинно обработване характеристики, така че осигуряването на издръжливост като това помага за намаляване на разходите.
Твърдостта по Шор измерва обработваемостта на класовете графит.Мърсър предупреждава, че твърде меките видове графит могат да запушат прорезите на инструмента, да забавят процеса на обработка или да запълнят дупките с прах, като по този начин оказват натиск върху стените на дупките.В тези случаи намаляването на подаването и скоростта може да предотврати грешки, но ще увеличи времето за обработка.По време на обработката твърдият, дребнозърнест графит може също да причини счупване на материала в ръба на отвора.Тези материали могат също да бъдат много абразивни за инструмента, което води до износване, което засяга целостта на диаметъра на отвора и увеличава разходите за работа.Като цяло, за да се избегне деформация при високи стойности на твърдост, е необходимо да се намалят подаването и скоростта на обработка на всяка точка с твърдост по Шор над 80 с 1%.
Поради начина, по който EDM създава огледален образ на електрода в обработената част, Мърсър каза също, че плътно опакована, еднаква микроструктура е от съществено значение за графитните електроди.Неравните граници на частиците увеличават порьозността, като по този начин увеличават ерозията на частиците и ускоряват повредата на електрода.По време на първоначалния процес на обработка на електрода, неравномерната микроструктура може също да доведе до неравномерно покритие на повърхността - този проблем е още по-сериозен при високоскоростните обработващи центри.Твърдите петна в графита също могат да доведат до отклонение на инструмента, което води до излизане на крайния електрод от спецификацията.Това отклонение може да е достатъчно леко, така че косият отвор да изглежда прав във входната точка.
Има специализирани машини за обработка на графит.Въпреки че тези машини значително ще ускорят производството, те не са единствените машини, които производителите могат да използват.В допълнение към контрола на праха (описан по-нататък в статията), минали статии на MMS също съобщават за предимствата на машини с бързи шпиндели и контрол с високи скорости на обработка за производство на графит.В идеалния случай бързото управление трябва също така да има функции, насочени към бъдещето, а потребителите трябва да използват софтуер за оптимизиране на пътя на инструмента.
При импрегниране на графитни електроди – тоест запълване на порите на графитната микроструктура с частици с микронни размери – Garda препоръчва използването на мед, тъй като тя може стабилно да обработва специални медни и никелови сплави, като тези, използвани в космическите приложения.Импрегнираните с мед сортове графит дават по-фини покрития от неимпрегнираните сортове от същата класификация.Те могат също така да постигнат стабилна обработка при работа при неблагоприятни условия като лошо промиване или неопитни оператори.
Според третата статия на Mercer, въпреки че синтетичният графит - видът, използван за направата на EDM електроди - е биологично инертен и следователно първоначално по-малко вреден за хората от някои други материали, неправилната вентилация все още може да причини проблеми.Синтетичният графит е проводим, което може да причини някои проблеми на устройството, което може да доведе до късо съединение, когато влезе в контакт с чужди проводими материали.В допълнение, графитът, импрегниран с материали като мед и волфрам, изисква допълнителни грижи.
Мърсър обясни, че човешкото око не може да види графитен прах в много малки концентрации, но все пак може да причини дразнене, сълзене и зачервяване.Контактът с прах може да е абразивен и леко дразнещ, но е малко вероятно да се абсорбира.Претеглената по време средна (TWA) насока за експозиция на графитен прах за 8 часа е 10 mg/m3, което е видима концентрация и никога няма да се появи в използваната система за събиране на прах.
Прекомерното излагане на графитен прах за дълго време може да доведе до задържане на вдишаните графитни частици в белите дробове и бронхите.Това може да доведе до тежка хронична пневмокониоза, наречена графитна болест.Графитизацията обикновено е свързана с естествен графит, но в редки случаи е свързана със синтетичен графит.
Прахът, който се натрупва на работното място, е силно запалим и (в четвъртата статия) Mercer казва, че може да експлодира при определени условия.Когато запалването срещне достатъчна концентрация на фини частици, суспендирани във въздуха, ще възникне пожар от прах и дефлаграция.Ако прахът е разпръснат в голямо количество или е в затворено пространство, е по-вероятно да експлодира.Контролирането на всякакъв вид опасен елемент (гориво, кислород, възпламеняване, дифузия или ограничаване) може значително да намали възможността от експлозия на прах.В повечето случаи индустрията се фокусира върху горивото, като премахва праха от източника чрез вентилация, но магазините трябва да вземат предвид всички фактори, за да постигнат максимална безопасност.Оборудването за контрол на праха също трябва да има взривобезопасни отвори или взривобезопасни системи или да бъде инсталирано в среда с недостиг на кислород.
Mercer идентифицира два основни метода за контролиране на графитен прах: високоскоростни въздушни системи с прахоуловители, които могат да бъдат фиксирани или преносими в зависимост от приложението, и мокри системи, които насищат зоната около фрезата с течност.
Магазини, които извършват малка обработка на графит, могат да използват преносимо устройство с високоефективен филтър за частици (HEPA), който може да се мести между машини.Въпреки това работилниците, които обработват големи количества графит, обикновено трябва да използват фиксирана система.Минималната скорост на въздуха за улавяне на прах е 500 фута в минута, а скоростта в канала се увеличава до поне 2000 фута в секунда.
Мокрите системи са изложени на риск течността да се „попие“ (попие) в материала на електрода, за да отмие праха.Неотстраняването на течността преди поставянето на електрода в EDM може да доведе до замърсяване на диелектричното масло.Операторите трябва да използват разтвори на водна основа, тъй като тези разтвори са по-малко склонни към абсорбиране на масло от разтворите на маслена основа.Сушенето на електрода преди използване на EDM обикновено включва поставяне на материала в конвекционна пещ за около час при температура малко над точката на изпаряване на разтвора.Температурата не трябва да надвишава 400 градуса, тъй като това ще доведе до окисляване и корозия на материала.Операторите също така не трябва да използват сгъстен въздух за изсушаване на електрода, тъй като въздушното налягане само ще изтласка течността по-дълбоко в структурата на електрода.
Princeton Tool се надява да разшири продуктовото си портфолио, да увеличи влиянието си на Западния бряг и да стане по-силен като цяло доставчик.За постигането на тези три цели едновременно, придобиването на още един механичен цех се превърна в най-добрия избор.
Устройството EDM за тел върти хоризонтално насочената електродна жица в CNC-контролираната ос E, осигурявайки на работилницата хлабина и гъвкавост на детайла за производство на сложни и високопрецизни PCD инструменти.
Време на публикуване: 26 септември 2021 г