Processo Micro EDM: Guida alla lavorazione di precisione con elettroerosione

La microlavorazione a scarica elettrica (EDM) è una sofisticata tecnica di fabbricazione utilizzata nel settore della meccanica di precisione per lavorare materiali conduttivi. Questo processo si discosta in modo significativo dai metodi di lavorazione convenzionali, in quanto impiega energia elettrica anziché meccanica. Qui approfondiamo i principi fondamentali che regolano la microelettroerosione e spieghiamo come si ottiene un'elevata precisione nella lavorazione.

Principio di base della micro-erosione

La micro elettroerosione funziona secondo il principio di asportare materiale attraverso l'uso controllato di scintille elettriche che si verificano tra un elettrodo utensile e un pezzo da lavorare, il tutto contenuto in un mezzo liquido isolante. La figura 1.1 mostra un diagramma schematico dell'attrezzatura di base utilizzata nella micro EDM. Durante il processo di lavorazione, un alimentatore a impulsi fornisce impulsi di corrente continua e un dispositivo di controllo automatico dell'avanzamento mantiene un piccolo spazio di lavorazione tra l'elettrodo dell'utensile e il pezzo in lavorazione. Il metallo viene rimosso dall'erosione istantanea ad alta temperatura causata dalle scintille pulsate, che provocano crateri di scarica. A differenza della lavorazione meccanica tradizionale, che si basa sull'energia meccanica per la rimozione del materiale, la micro EDM si basa sull'energia elettrica. Inoltre, poiché l'elettrodo utensile e il pezzo mantengono un piccolo spazio senza contatto diretto, non vi è alcuna forza di taglio macroscopica, consentendo la lavorazione di pezzi con durezza superiore a quella del materiale dell'utensile. I componenti chiave e le loro funzioni nella micro EDM sono i seguenti:

Soluzioni personalizzate a prezzi contenuti. La nostra attività industriale comprende la progettazione, lo sviluppo e la produzione di stampi per metallurgia delle polveri, parti in carburo, stampi per iniezione di polveri, utensili per stampaggio e parti di stampi di precisione.
WhatsApp: +86 186 3895 1317 E-mail: [email protected]

Schema della micro lavorazione a scarica elettrica

1. Alimentazione a impulsi:
   • Genera impulsi di corrente continua (DC), essenziali per creare le scintille elettriche necessarie per la lavorazione.
2. Controllo automatico dell'alimentazione:
   • Mantiene un piccolo spazio ottimale tra l'elettrodo dell'utensile e il pezzo da lavorare, assicurando una generazione di scintille costante e la rimozione del materiale.
3. Interazione tra elettrodo e pezzo:
   • L'elettrodo dell'utensile e il pezzo da lavorare non si toccano fisicamente; al contrario, viene mantenuto un piccolo spazio dove si verificano le scintille, consentendo all'utensile di lavorare materiali più duri di lui senza contatto diretto o forze di taglio macroscopiche.

Meccanica della rimozione del materiale

Il processo di rimozione del materiale nella microerosione è facilitato da diverse fasi:

1. Formazione di un campo elettrico:
   • Una tensione pulsata crea un campo elettrico non uniforme tra gli elettrodi. Quando l'intensità del campo raggiunge un valore critico, provoca un'emissione di campo che porta all'emissione di elettroni ad alta velocità.
2. Ionizzazione e scomposizione:
   • Gli elettroni emessi entrano in collisione con gli atomi del fluido di lavoro, ionizzandoli e causando alla fine la rottura del fluido, che forma un canale di scarica.
3. Generazione di calore ed erosione dei materiali:
   • Il rapido movimento di ioni ed elettroni all'interno del canale genera un calore significativo, causando il materiale sulle superfici degli elettrodi sciogliersi e vaporizzarsi, formando crateri di scarico.
4. Rimozione dei prodotti di erosione:
   • L'espansione del gas all'interno del canale di scarico esercita una pressione che aiuta a espellere i materiali fusi e vaporizzati dalla zona di scarico.

Controllo e ottimizzazione nella micro-erosione

Nella micro-erosione, il controllo della durata e dell'intervallo degli impulsi è fondamentale. Dopo ogni scarica di impulsi:

• Deionizzazione del fluido di lavoro:
  • Il fluido di lavoro ha bisogno di tempo per tornare allo stato isolante. Una deionizzazione insufficiente può portare a scariche d'arco stabili indesiderate che possono danneggiare il processo di lavorazione.
• Tempo di intervallo dell'impulso:
  • Un tempo adeguato tra gli impulsi assicura che il fluido si deionizzi completamente ed elimini i prodotti di erosione, prevenendo i cortocircuiti e garantendo la stabilità degli scarichi successivi.

Applicazioni e vantaggi

La micro elettroerosione è ampiamente utilizzata nei settori industriali che richiedono alta precisione e la capacità di lavorare materiali estremamente duri. Le sue applicazioni spaziano in settori quali quello aerospaziale per la lavorazione di fori di raffreddamento nelle pale delle turbine, quello medico per la creazione di impianti complessi e quello degli utensili e degli stampi per realizzazione dettagliata di stampi.

Conclusione

La microerosione si distingue nel mondo della produzione per la sua capacità di lavorare materiali conduttivi di qualsiasi durezza con precisione e senza contatto diretto. Questo processo è fondamentale per produrre geometrie complesse, difficili da ottenere con i metodi di lavorazione tradizionali. Il continuo sviluppo della tecnologia della microerosione continua a migliorarne le capacità, rendendola uno strumento fondamentale nell'arsenale delle moderne tecniche di produzione.