El processament del grafit pot ser un negoci complicat, de manera que posar alguns problemes en primer lloc és fonamental per a la productivitat i la rendibilitat.
Els fets han demostrat que el grafit és difícil de mecanitzar, especialment per als elèctrodes EDM que requereixen una precisió i consistència estructural excel·lents.Aquí teniu cinc punts clau a recordar quan feu servir grafit:
Els graus de grafit són visualment difícils de distingir, però cadascun té propietats físiques i rendiment únics.Els graus de grafit es divideixen en sis categories segons la mida mitjana de les partícules, però només s'utilitzen tres categories més petites (mida de partícules de 10 micres o menys) a la electroerosió moderna.El rang de la classificació és un indicador d'aplicacions potencials i rendiment.
Segons un article de Doug Garda (Toyo Tanso, que en aquell moment va escriure per a la nostra publicació germana "MoldMaking Technology", però ara és SGL Carbon), s'utilitzen graus amb un rang de mida de partícules de 8 a 10 micres per al desbast.Les aplicacions d'acabat i detall menys precisos utilitzen graus de mida de partícula de 5 a 8 micres.Els elèctrodes fets amb aquests graus s'utilitzen sovint per fer motlles de forja i motlles de fosa a pressió, o per a aplicacions menys complexes de pols i metall sinteritzat.
El disseny de detalls fins i les característiques més petites i complexes són més adequades per a mides de partícules que van des de 3 a 5 micres.Les aplicacions d'elèctrodes d'aquesta gamma inclouen el tall de filferro i aeroespacial.
Sovint es requereixen elèctrodes de precisió ultra fines que utilitzen graus de grafit amb una mida de partícules d'1 a 3 micres per a aplicacions especials de metall i carbur aeroespacial.
Quan va escriure un article per a MMT, Jerry Mercer de Poco Materials va identificar la mida de les partícules, la resistència a la flexió i la duresa Shore com els tres determinants clau del rendiment durant el processament dels elèctrodes.Tanmateix, la microestructura del grafit sol ser el factor limitant en el rendiment de l'elèctrode durant l'operació final d'electroerosió.
En un altre article de MMT, Mercer va afirmar que la resistència a la flexió hauria de ser superior a 13.000 psi per garantir que el grafit es pugui processar en costelles profundes i primes sense trencar-se.El procés de fabricació dels elèctrodes de grafit és llarg i pot requerir característiques detallades i difícils de mecanitzar, de manera que garantir una durabilitat com aquesta ajuda a reduir costos.
La duresa Shore mesura la treballabilitat dels graus de grafit.Mercer adverteix que els graus de grafit massa tous poden obstruir les ranures de les eines, alentir el procés de mecanitzat o omplir els forats de pols, fent pressió sobre les parets dels forats.En aquests casos, reduir l'alimentació i la velocitat pot evitar errors, però augmentarà el temps de processament.Durant el processament, el grafit dur i de gra petit també pot fer que el material de la vora del forat es trenqui.Aquests materials també poden ser molt abrasius per a l'eina, provocant un desgast, que afecta la integritat del diàmetre del forat i augmenta els costos de treball.Generalment, per evitar la deflexió a valors de duresa elevats, cal reduir l'alimentació i la velocitat de processament de cada punt amb una duresa Shore superior al 80 en un 1%.
A causa de la forma en què EDM crea una imatge mirall de l'elèctrode a la peça processada, Mercer també va dir que una microestructura uniforme i ben empaquetada és essencial per als elèctrodes de grafit.Els límits desiguals de partícules augmenten la porositat, augmentant així l'erosió de partícules i accelerant la fallada dels elèctrodes.Durant el procés de mecanitzat inicial de l'elèctrode, la microestructura desigual també pot provocar un acabat superficial desigual; aquest problema és encara més greu als centres de mecanitzat d'alta velocitat.Els punts durs del grafit també poden fer que l'eina es desviï, fent que l'elèctrode final estigui fora d'especificació.Aquesta desviació pot ser prou lleugera perquè el forat oblic aparegui recte al punt d'entrada.
Hi ha màquines especialitzades en el processament de grafit.Tot i que aquestes màquines acceleraran molt la producció, no són les úniques màquines que poden utilitzar els fabricants.A més del control de pols (que es descriu més endavant a l'article), els articles MMS anteriors també van informar dels avantatges de les màquines amb eixos ràpids i control amb altes velocitats de processament per a la fabricació de grafit.Idealment, el control ràpid també hauria de tenir funcions de futur i els usuaris haurien d'utilitzar programari d'optimització de la ruta d'eina.
Quan s'impregnen els elèctrodes de grafit, és a dir, omplen els porus de la microestructura de grafit amb partícules de mida micres, Garda recomana l'ús de coure perquè pot processar de manera estable aliatges especials de coure i níquel, com els utilitzats en aplicacions aeroespacials.Els graus de grafit impregnats de coure produeixen acabats més fins que els graus no impregnats de la mateixa classificació.També poden aconseguir un processament estable quan es treballa en condicions adverses, com ara un rentat deficient o operaris sense experiència.
Segons el tercer article de Mercer, tot i que el grafit sintètic, el tipus que s'utilitza per fabricar elèctrodes EDM, és biològicament inert i, per tant, inicialment és menys nociu per als humans que alguns altres materials, una ventilació inadequada encara pot causar problemes.El grafit sintètic és conductor, la qual cosa pot causar alguns problemes al dispositiu, que pot provocar un curtcircuit quan entra en contacte amb materials conductors estrangers.A més, el grafit impregnat amb materials com el coure i el tungstè requereix una cura addicional.
Mercer va explicar que l'ull humà no pot veure la pols de grafit en concentracions molt petites, però encara pot causar irritació, llagrimeig i enrogiment.El contacte amb la pols pot ser abrasiu i lleugerament irritant, però és poc probable que s'absorbeixi.La pauta d'exposició mitjana ponderada en el temps (TWA) per a la pols de grafit en 8 hores és de 10 mg/m3, que és una concentració visible i mai apareixerà al sistema de recollida de pols en ús.
L'exposició excessiva a la pols de grafit durant molt de temps pot provocar que les partícules de grafit inhalades es quedin als pulmons i als bronquis.Això pot provocar una pneumoconiosi crònica greu anomenada malaltia del grafit.La grafitització sol estar relacionada amb el grafit natural, però en casos rars està relacionada amb el grafit sintètic.
La pols que s'acumula al lloc de treball és altament inflamable i (en el quart article) Mercer diu que pot explotar en determinades condicions.Quan l'encesa troba una concentració suficient de partícules fines suspeses a l'aire, es produirà un foc de pols i una deflagració.Si la pols es dispersa en gran quantitat o es troba en una zona tancada, és més probable que exploti.Controlar qualsevol tipus d'element perillós (combustible, oxigen, ignició, difusió o restricció) pot reduir molt la possibilitat d'explosió de pols.En la majoria dels casos, la indústria se centra en el combustible eliminant la pols de la font mitjançant la ventilació, però les botigues haurien de tenir en compte tots els factors per aconseguir la màxima seguretat.Els equips de control de pols també haurien de tenir forats a prova d'explosió o sistemes a prova d'explosió, o instal·lar-se en un entorn amb deficiència d'oxigen.
Mercer ha identificat dos mètodes principals per controlar la pols de grafit: sistemes d'aire d'alta velocitat amb col·lectors de pols —que poden ser fixos o portàtils segons l'aplicació— i sistemes humits que saturen amb fluid l'entorn del tallador.
Les botigues que fan una petita quantitat de processament de grafit poden utilitzar un dispositiu portàtil amb un filtre d'aire de partícules d'alta eficiència (HEPA) que es pot moure entre màquines.Tanmateix, els tallers que processen grans quantitats de grafit solen utilitzar un sistema fix.La velocitat mínima de l'aire per capturar la pols és de 500 peus per minut i la velocitat al conducte augmenta fins a almenys 2000 peus per segon.
Els sistemes humits corren el risc que el líquid "s'absorbeixi" al material de l'elèctrode per eliminar la pols.Si no s'elimina el fluid abans de col·locar l'elèctrode a l'EDM, pot provocar la contaminació de l'oli dielèctric.Els operadors haurien d'utilitzar solucions a base d'aigua perquè aquestes solucions són menys propenses a l'absorció d'oli que les solucions a base d'oli.Assecar l'elèctrode abans d'utilitzar l'electroerosió implica col·locar el material en un forn de convecció durant aproximadament una hora a una temperatura lleugerament per sobre del punt d'evaporació de la solució.La temperatura no ha de superar els 400 graus, ja que això oxidarà i corroirà el material.Els operadors tampoc haurien d'utilitzar aire comprimit per assecar l'elèctrode, perquè la pressió de l'aire només forçarà el fluid a entrar més endins a l'estructura de l'elèctrode.
Princeton Tool espera ampliar la seva cartera de productes, augmentar la seva influència a la costa oest i convertir-se en un proveïdor global més fort.Per assolir aquests tres objectius alhora, l'adquisició d'un altre taller de mecanitzat es va convertir en la millor opció.
El dispositiu EDM de filferro gira el cable de l'elèctrode guiat horitzontalment a l'eix E controlat per CNC, proporcionant al taller espai lliure i flexibilitat per produir eines PCD complexes i d'alta precisió.
Hora de publicació: 26-set-2021