Cinci precauții pentru prelucrarea grafitului |Atelier de mașini moderne

Prelucrarea grafitului poate fi o afacere dificilă, așa că a pune anumite probleme pe primul loc este esențială pentru productivitate și profitabilitate.
Faptele au dovedit că grafitul este dificil de prelucrat, în special pentru electrozii EDM care necesită precizie excelentă și consistență structurală.Iată cinci puncte cheie de reținut atunci când utilizați grafit:
Gradele de grafit sunt dificil de distins vizual, dar fiecare are proprietăți fizice și performanțe unice.Gradele de grafit sunt împărțite în șase categorii în funcție de dimensiunea medie a particulelor, dar numai trei categorii mai mici (dimensiunea particulelor de 10 microni sau mai puțin) sunt adesea folosite în EDM modern.Locul din clasificare este un indicator al aplicațiilor potențiale și al performanței.
Potrivit unui articol al lui Doug Garda (Toyo Tanso, care a scris pentru publicația noastră soră „MoldMaking Technology” la acea vreme, dar acum este SGL Carbon), pentru degroșare sunt utilizate calități cu un interval de dimensiuni ale particulelor de la 8 la 10 microni.Finisarea și aplicațiile de detaliu mai puțin precise folosesc grade de particule de 5 până la 8 microni.Electrozii fabricați din aceste calități sunt adesea utilizați pentru a face matrițe de forjare și matrițe de turnare sub presiune sau pentru aplicații mai puțin complexe cu pulbere și metal sinterizat.
Designul cu detalii fine și caracteristicile mai mici și mai complexe sunt mai potrivite pentru dimensiunile particulelor cuprinse între 3 și 5 microni.Aplicațiile electrozilor din această gamă includ tăierea firelor și aerospațiale.
Electrozii de precizie ultra-fină care utilizează grade de grafit cu o dimensiune a particulelor de 1 până la 3 microni sunt adesea necesari pentru aplicații speciale din metal și carbură aerospațială.
Când a scris un articol pentru MMT, Jerry Mercer de la Poco Materials a identificat dimensiunea particulelor, rezistența la încovoiere și duritatea Shore ca fiind cei trei determinanți cheie ai performanței în timpul procesării electrozilor.Cu toate acestea, microstructura grafitului este de obicei factorul limitator în performanța electrodului în timpul operațiunii finale de electroeroziune.
Într-un alt articol MMT, Mercer a declarat că rezistența la încovoiere ar trebui să fie mai mare de 13.000 psi pentru a se asigura că grafitul poate fi procesat în nervuri adânci și subțiri fără a se rupe.Procesul de fabricație a electrozilor de grafit este lung și poate necesita caracteristici detaliate, dificil de prelucrat, astfel încât asigurarea durabilității ca aceasta ajută la reducerea costurilor.
Duritatea Shore măsoară lucrabilitatea claselor de grafit.Mercer avertizează că tipurile de grafit prea moi pot înfunda fantele sculei, încetini procesul de prelucrare sau umple găurile cu praf, punând astfel presiune pe pereții găurilor.În aceste cazuri, reducerea avansului și a vitezei poate preveni erorile, dar va crește timpul de procesare.În timpul procesării, grafitul dur, cu granulație mică, poate provoca, de asemenea, ruperea materialului de la marginea găurii.Aceste materiale pot fi, de asemenea, foarte abrazive pentru unealta, ducând la uzură, care afectează integritatea diametrului găurii și crește costurile de lucru.În general, pentru a evita deformarea la valori mari de duritate, este necesar să se reducă avansul de procesare și viteza fiecărui punct cu o duritate Shore mai mare de 80 cu 1%.
Datorită modului în care EDM creează o imagine în oglindă a electrodului în piesa prelucrată, Mercer a mai spus că o microstructură uniformă și strânsă este esențială pentru electrozii de grafit.Limitele neuniforme ale particulelor cresc porozitatea, crescând astfel eroziunea particulelor și accelerând defectarea electrodului.În timpul procesului inițial de prelucrare a electrozilor, microstructura neuniformă poate duce, de asemenea, la finisarea neuniformă a suprafeței - această problemă este și mai gravă la centrele de prelucrare de mare viteză.Punctele dure din grafit pot cauza, de asemenea, deviarea sculei, ceea ce face ca electrodul final să nu fie specificat.Această deviere poate fi suficient de mică încât orificiul oblic să apară drept în punctul de intrare.
Există mașini specializate de prelucrare a grafitului.Deși aceste mașini vor accelera foarte mult producția, nu sunt singurele mașini pe care producătorii le pot folosi.Pe lângă controlul prafului (descris mai târziu în articol), articolele MMS anterioare au raportat și beneficiile mașinilor cu axuri rapide și control cu ​​viteze mari de procesare pentru fabricarea grafitului.În mod ideal, controlul rapid ar trebui să aibă și caracteristici de perspectivă, iar utilizatorii ar trebui să utilizeze software-ul de optimizare a traseului instrumentului.
La impregnarea electrozilor de grafit, adică umplerea porilor microstructurii de grafit cu particule de dimensiunea micronului, Garda recomandă utilizarea cuprului deoarece poate procesa în mod stabil aliaje speciale de cupru și nichel, cum ar fi cele utilizate în aplicațiile aerospațiale.Calitățile de grafit impregnate cu cupru produc finisaje mai fine decât clasele neimpregnate din aceeași clasificare.De asemenea, pot obține o prelucrare stabilă atunci când lucrează în condiții nefavorabile, cum ar fi spălarea slabă sau operatorii neexperimentați.
Potrivit celui de-al treilea articol al lui Mercer, deși grafitul sintetic - cel folosit pentru fabricarea electrozilor EDM - este inert din punct de vedere biologic și, prin urmare, inițial mai puțin dăunător pentru oameni decât alte materiale, ventilația necorespunzătoare poate cauza totuși probleme.Grafitul sintetic este conductiv, ceea ce poate cauza unele probleme dispozitivului, care se poate scurtcircuita atunci când vine în contact cu materiale conductoare străine.În plus, grafitul impregnat cu materiale precum cuprul și wolfram necesită o îngrijire suplimentară.
Mercer a explicat că ochiul uman nu poate vedea praful de grafit în concentrații foarte mici, dar poate provoca iritații, lacrimi și roșeață.Contactul cu praful poate fi abraziv și ușor iritant, dar este puțin probabil să fie absorbit.Norma de expunere medie ponderată în timp (TWA) pentru praful de grafit în 8 ore este de 10 mg/m3, care este o concentrație vizibilă și nu va apărea niciodată în sistemul de colectare a prafului în uz.
Expunerea excesivă la praful de grafit pentru o perioadă lungă de timp poate face ca particulele de grafit inhalate să rămână în plămâni și bronhii.Acest lucru poate duce la pneumoconioză cronică severă numită boală de grafit.Grafitizarea este de obicei legată de grafitul natural, dar în cazuri rare este legată de grafitul sintetic.
Praful care se acumulează la locul de muncă este foarte inflamabil și (în al patrulea articol) Mercer spune că poate exploda în anumite condiții.Când aprinderea întâlnește o concentrație suficientă de particule fine suspendate în aer, se va produce un incendiu de praf și deflagrație.Dacă praful este dispersat în cantitate mare sau se află într-o zonă închisă, este mai probabil să explodeze.Controlul oricărui tip de element periculos (combustibil, oxigen, aprindere, difuzie sau restricție) poate reduce foarte mult posibilitatea de explozie a prafului.În cele mai multe cazuri, industria se concentrează pe combustibil prin eliminarea prafului din sursă prin ventilație, dar magazinele ar trebui să ia în considerare toți factorii pentru a obține o siguranță maximă.Echipamentele de control al prafului ar trebui să aibă, de asemenea, orificii rezistente la explozie sau sisteme rezistente la explozie, sau să fie instalate într-un mediu cu deficit de oxigen.
Mercer a identificat două metode principale de control al prafului de grafit: sisteme de aer de mare viteză cu colectoare de praf – care pot fi fixe sau portabile în funcție de aplicație – și sisteme umede care saturează zona din jurul frezei cu fluid.
Magazinele care fac o cantitate mică de procesare a grafitului pot folosi un dispozitiv portabil cu un filtru de particule de aer de înaltă eficiență (HEPA) care poate fi mutat între mașini.Cu toate acestea, atelierele care procesează cantități mari de grafit ar trebui să utilizeze de obicei un sistem fix.Viteza minimă a aerului pentru a capta praful este de 500 de picioare pe minut, iar viteza în conductă crește la cel puțin 2000 de picioare pe secundă.
Sistemele umede riscă ca lichidul să fie „absorbit” în materialul electrodului pentru a îndepărta praful.Neîndeplinirea lichidului înainte de a introduce electrodul în EDM poate duce la contaminarea uleiului dielectric.Operatorii ar trebui să utilizeze soluții pe bază de apă, deoarece aceste soluții sunt mai puțin predispuse la absorbția uleiului decât soluțiile pe bază de ulei.Uscarea electrodului înainte de utilizarea EDM implică de obicei plasarea materialului într-un cuptor cu convecție timp de aproximativ o oră la o temperatură puțin peste punctul de evaporare al soluției.Temperatura nu trebuie să depășească 400 de grade, deoarece aceasta va oxida și coroda materialul.De asemenea, operatorii nu ar trebui să folosească aer comprimat pentru a usca electrodul, deoarece presiunea aerului va forța fluidul mai adânc în structura electrodului.
Princeton Tool speră să-și extindă portofoliul de produse, să-și sporească influența asupra Coastei de Vest și să devină un furnizor general mai puternic.Pentru a atinge aceste trei obiective în același timp, achiziția unui alt atelier de prelucrare a devenit cea mai bună alegere.
Dispozitivul EDM cu sârmă rotește firul cu electrod ghidat orizontal în axa E controlată de CNC, oferind atelierului spațiu liber și flexibilitate pentru piesa de prelucrat pentru a produce instrumente PCD complexe și de înaltă precizie.


Ora postării: 26-sept-2021