Jika Anda pernah mendengar tentang EDM dan ingin tahu apa itu, Anda telah datang ke tempat yang tepat. Proses ini, juga dikenal sebagai Pemesinan pelepasan listrikHal ini memungkinkan fabrikasi geometri kompleks pada material yang sangat keras tanpa alat menyentuh benda kerja secara fisik. Dengan kata lain, alat tidak memotong: percikan api yang melakukan pekerjaan.
Sepanjang panduan ini Anda akan memahami Apa itu EDM, bagaimana cara kerjanya, apa saja jenisnya, dan apa saja material yang dapat diproses dengan mesin tersebut?Anda akan mempelajari kapan waktu yang tepat untuk menggunakannya, biaya yang dibutuhkan, dan bagaimana perbandingannya dengan pemesinan tradisional. Anda juga akan melihat komponen-komponennya, alur kerja langkah demi langkah, dan jawaban atas pertanyaan umum, semuanya disajikan secara jelas dan alami sehingga memudahkan Anda menemukan apa yang Anda butuhkan.
Apa itu EDM (Electrical Discharge Machining)?
EDM adalah teknik penghilangan material dengan menggunakan energi termal: pelepasan listrik terkendali antara elektroda dan benda kerja Alat ini digunakan untuk melelehkan dan menguapkan sebagian kecil logam. Alat ini hanya bekerja dengan bahan konduktif atau semikonduktor, sehingga tidak cocok untuk plastik, kayu, kaca, atau keramik isolasi.
Kekuatan terbesarnya adalah bahwa itu adalah proses tanpa kontak mekanisKarena tidak ada gaya pemotongan, deformasi diminimalkan pada bagian yang halus, dinding tipis atau detail yang sangat sempit, dan hasil akhir permukaan yang sangat halus dengan toleransi yang menuntut dapat diperoleh.
Mengenai asal usulnya, efek erosif listrik sudah diketahui sejak abad ke-18, namun baru pada tahun 1940-an ilmuwan Soviet B. dan N. Lazarenko Mereka mengembangkan rangkaian pelepasan muatan berulang dalam media dielektrik yang memungkinkan pemesinan terkendali. Pada akhir 60-an, pemesinan pelepasan muatan listrik kawat (EDM) mulai berkembang pesat setelah munculnya mesin komersial pertama, dan sejak itu teknologinya terus berkembang. matang dan menggabungkan kontrol CNC, multi-sumbu dan otomatisasi.
Cara kerjanya: dari impuls listrik hingga penghilangan material
Pada semua jenis EDM, prinsipnya sama: sebuah elektroda (kawat, batang, atau elektroda berbentuk) didekatkan ke benda kerja, sehingga menjaga jarak mikroskopis. Generator memberikan pulsa yang menciptakan percikan antara elektroda dan bagianSuhu setempat dapat mencapai sekitar 14.500 hingga 21.500 °F, cukup untuk melelehkan dan menguapkan material pada titik tertentu.
Proses ini terjadi ribuan kali per detik. Cairan dielektrik (minyak atau air deionisasi yang bertindak sebagai isolator dan pendinginAlat ini mengevakuasi partikel mikro yang terlepas, menstabilkan pelepasan, dan mencegah percikan api yang tidak diinginkan. Sementara itu, sistem servo mengontrol pemisahan untuk menjaga percikan api pada titik optimalnya, dan generator menyesuaikan parameter seperti tegangan, arus, frekuensi, dan bahkan bentuk pulsa.
Tidak adanya kontak mengurangi tegangan sisa dan gerinda; meskipun demikian, lapisan "cor ulang" tipis terbentuk di permukaan, jadi pada bagian-bagian kritis disarankan sesuaikan energi lintasan terakhir untuk meningkatkan integritas dan penyelesaian metalurgi.
Komponen utama mesin EDM
Di luar rangka dan as, mesin pemesinan pelepasan listrik (EDM) mengintegrasikan beberapa sistem yang memungkinkan presisi dan pengulangan proses; masing-masing memiliki fungsi tertentu. penting untuk kualitas akhir.
Catu daya dan generator pulsa
Ia memberi daya pada sistem dan menghasilkan percikan. Ia mengatur. tegangan, arus, frekuensi, dan durasi pulsa Tergantung pada operasinya: pengasaran, semi-finishing, atau finishing. Penyetelan halus sangat penting untuk menyeimbangkan laju awal, keausan elektroda, dan penyelesaian permukaan.
Elektrodo
Dalam EDM sinker, elektroda mereproduksi rongga yang akan dikerjakan dalam bentuk negatif; dalam EDM kawat, elektrodanya adalah kawat yang sangat halus, dan dalam pengeboran, itu adalah tabung konduktif yang juga dilalui oleh dielektrik. Material yang umum digunakan: grafit, tembaga, tembaga-tungsten, tungsten, kuningan, dan paduan terkait, masing-masing dengan sifatnya sendiri. keseimbangan antara konduktivitas, ketahanan aus dan kemampuan mesin.
Sistem dielektrik
Ini adalah "media" yang berfungsi. Bisa berupa minyak (lebih umum di pemberat) atau air deionisasi (umum pada EDM kawat). Mesin ini mendinginkan, menghilangkan partikel, menstabilkan saluran pembuangan, dan mengurangi korsleting. Mesin ini terdiri dari tangki, pompa, filter, dan, pada banyak mesin, sistem pendingin untuk mengontrol suhu fluida.
Kontrol servo dan kontrol numerik
Kontrol servo menyesuaikan celah (pemisahan) antara elektroda dan benda kerja secara real time untuk memastikan percikan yang efisien dan stabil, sementara CNC mengatur lintasan, kemiringan, waktu pengunduhan, dan sinkronisasiKombinasi ini menjamin presisi dan pengulangan bahkan pada detail yang sangat halus.
Panduan, kepala, dan aksesori
Wire EDM menggunakan pemandu atas dan bawah yang menahan dan memposisikan kawat; penyelarasan dan tinggi variabelnya memungkinkan pengerjaan dengan potongan-potongan dengan ukuran berbeda. tinggi dan buat potongan miring terhadap sumbu Z. Mesin ini juga mengintegrasikan tangki kerja, pompa, perlengkapan, pengukur (voltmeter/amperemeter), dan, seringkali, sistem pembuangan/penyaringan partikel khusus.
Jenis-jenis EDM dan kegunaannya
Tergantung pada geometri, ukuran fitur, dan hasil akhir yang diinginkan, satu jenis atau lainnya akan lebih cocok. Semuanya memiliki prinsip erosi percikan yang sama, tetapi alat elektroda dan... strategi pemotongan.
EDM dengan penetrasi (sinker, imersi atau rongga)
Elektroda dengan bentuk yang diinginkan (terbuat dari grafit atau tembaga, misalnya) digunakan, yang dimasukkan ke dalam benda kerja untuk "menyalin" geometri tersebut. Ini adalah metode yang ideal untuk rongga kompleks, vena dalam, sudut dalam yang sangat sempit dan detail yang mustahil atau sangat mahal dicapai dengan metode konvensional. Lebih lanjut, metode ini mengurangi proses pasca-pengerjaan yang diperlukan untuk meningkatkan hasil akhir atau memperkeras permukaan.
Biasanya beroperasi dengan terbenam dalam minyak dielektrik dan memberikan kontrol yang sangat baik di area 3D, menjadikannya hal pokok dalam cetakan, cetakan dan perkakas Kompleksitasnya sangat tinggi. Kapasitasnya hampir tidak bergantung pada kekerasan material.
Wire EDM (pemesinan pelepasan listrik kawat)
Ia menggunakan kawat konduktif yang sangat halus, biasanya berdiameter 0,05 hingga 0,35 mm, yang "menggergaji" material melalui percikan api sementara dielektrik (air deionisasi) mendinginkan dan mengevakuasi partikelIdeal untuk kontur 2D yang sangat presisi, juga dengan kemiringan terhadap Z dan, pada pusat tingkat lanjut, dengan 5 sumbu.
Ini membutuhkan lubang berulir awal dan hanya dapat menghasilkan melalui rongga, tidak buta. Hal ini memungkinkan jari-jari internal yang sangat kecil (dibatasi oleh diameter kawat), presisi yang sangat baik dalam pukulan, cetakan, dan komponen otomotif, kedirgantaraan, medis dan gigi.
EDM (pengeboran EDM)
Spesialisasi dalam lubang mikro dan lubang yang dalam, lurus, dan bebas gerinda. Alat ini menggunakan elektroda tubular yang memfasilitasi aliran dielektrik melalui alat untuk mengevakuasi material. Diameternya dapat mencapai sekitar 0,0015” (≈0,038 mm) atau lebih tinggi, bahkan dengan rasio aspek yang sangat tinggi.
Keunggulan utama: mengebor tanpa penyimpangan pada permukaan melengkung atau miring, tidak terpengaruh oleh kekerasan material, dan menghasilkan hasil akhir yang sangat halus sehingga, dalam banyak kasus, berfungsi sebagai permukaan bergulir tanpa pasca-pemesinan. Umumnya digunakan untuk memulai kawat pada EDM kawat, menghilangkan tap yang rusak, dan membuat saluran pendingin pada bilah turbin.
Varian dan ekstensi: multi-sumbu, mikro-EDM dan penggilingan EDM
Kapan waktu yang tepat untuk memilih EDM?
Ada situasi di mana EDM jelas merupakan pilihan terbaik: ketika geometri tidak mungkin digiling atau diputar tanpa distorsi, ketika materialnya sangat keras, atau ketika tujuannya adalah untuk mencapai tampilan tertentu. hasil akhir yang unggul dan bebas gerinda.
- Pengeboran lubang mikro dan lubang yang sangat dalam dengan toleransi yang ketat.
- Memotong ekstrusi, bentuk putar, dan kontur 2D yang kompleks dengan presisi yang bagus.
- Pembuatan rongga 3D yang rumit dalam cetakan dan die, dengan vena dalam dan sudut internal yang sempit.
- Ukiran pada bahan keras (misalnya, tungsten atau karbida).
- Melepas keran atau bor yang rusak tanpa merusak benda kerja, bahkan dalam bahan yang diberi perlakuan panas.
Keuntungan dan keterbatasan praktis
EDM menonjol karena akurasi dimensinya, tidak adanya tekanan mekanis, dan permukaan akhir tingkat tinggiNamun, itu bukanlah solusi ajaib, dan penting untuk mengetahui kekurangannya.
- Kelebihan: proses non-kontak yang meminimalkan deformasi; toleransi yang sangat menuntut (dalam urutan ±0,0002″); kemungkinan pemesinan bahan yang sangat kerasPemotongan yang dalam dan stabil; lebih sedikit gerinda; tingkat keausan alat yang rendah dibandingkan dengan pemotongan konvensional; kemungkinan otomatisasi "lampu mati".
- Cons: waktu booting lebih lambat daripada dalam pemesinan tradisional; tidak cocok untuk bahan non-konduktif; konsumsi listrik tinggi; biaya mesin dan operasi tinggi (elektroda, kawat, dielektrik); lapisan anil mungkin memerlukan lintasan finishing; dalam EDM kawat, rongga buta tidak dapat dibuat, dan radius internal minimum dibatasi oleh diameter ulirSudut yang sangat tajam tidak direproduksi.
Bahan yang kompatibel
Hampir semua logam dan paduan konduktif dapat diproses dengan mesin. Beberapa yang paling umum adalah: baja (termasuk baja yang dikeraskan dan baja tahan karat)tembaga, aluminium, kuningan, grafit, titanium, tungsten karbida, Kovar, emas dan perak.
Pada superalloy berbasis nikel (Inconel, Hastelloy) EDM bekerja dengan andal; dengan nikel kemurnian tinggi yang banyak digunakan dalam aeronautika, pemilihan elektroda dan parameter Ini adalah kunci untuk mempertahankan tingkat permulaan yang stabil dan hasil akhir yang berkualitas.
Industri dan suku cadang khas
Pemesinan pelepasan listrik (EDM) telah menjadi alat yang sangat diperlukan di sektor-sektor yang membutuhkan presisi dan material keras, dengan keunggulan khusus di kedirgantaraan, otomotif, medis dan energi.
- Dirgantara: bilah turbin, injektor, komponen pendingin, penopang struktural dan rumah avionik dengan toleransi kritis.
- Otomotif dan pembuatan cetakan: pukulan, cetakan pemotongan, ekstrusi, dan gambar dalam, cetakan dan pengukur yang rumit.
- Medis dan gigi: implan dan perangkat bedah dengan detail menit dan hasil akhir bebas gerinda.
- Elektronik/semikonduktor: konektor, rumah dan komponen presisi dengan kontur halus.
- Energi dan bidang lainnya: pemesinan komponen untuk tenaga nuklir/angin, R&D dan aplikasi militer dan infrastruktur.
Biaya: investasi, operasi dan produktivitas
Sebelum Anda terburu-buru membeli mesin EDM, pertimbangkan keseimbangan antara investasi, biaya pemrosesan, dan beban kerja, karena pilihannya memiliki dampak langsung pada profitabilitas.
Investasi dalam mesin
Investasi awal memang tinggi, terutama untuk model-model terbaru. Untuk produksi yang sangat singkat, biaya tetap per unit bisa melonjak tinggi, jadi disarankan untuk... menganalisis beban kerja dan kembali mengharapkan.
Biaya operasional dan material
Elektroda, kawat, fluida dielektrik, filtrasi, dan listrik terlibat. Namun, limbah material biasanya lebih sedikit dibandingkan proses pemesinan, sehingga biaya bahan baku bisa lebih rendah. lebih banyak konten dalam banyak aplikasi.
Pemeliharaan dan personel
Seperti mesin presisi lainnya, ia memerlukan perawatan preventif (filtrasi, panduan, kalibrasi). Selain itu, pengoperasiannya menuntut staf berpengalamanHal ini meningkatkan biaya tenaga kerja tetapi berdampak pada kualitas dan ketepatan waktu.
Produktivitas dan waktu tunggu
Untuk komponen kompleks yang memerlukan beberapa pengaturan dalam pemesinan konvensional, EDM dapat menyelesaikan proses dalam satu pengaturan, sehingga mengurangi kesalahan dan waktu tunggu. Namun, prosesnya sendiri lebih lebih lambat dari CNC dalam pengerjaan kasar volume besar, jadi perencanaan sangatlah penting.
Pemilihan perkakas dan pemasok
Dalam manufaktur elektroda sinker, biaya produksi elektroda bisa signifikan jika ukuran batch-nya kecil. Jika Anda melakukan outsourcing, carilah pemasok dengan taman besar berisi alat ukur berat, tali, dan borKomunikasi yang baik, waktu yang dapat diandalkan dan kapasitas untuk ukuran dan kompleksitas komponen Anda.
EDM versus pemesinan tradisional
Kedua proses ini tidak selalu bersaing; seringkali saling melengkapi. Dalam cetakan, misalnya, proses preform dengan milling CNC dan penghalusan tepi dengan... pemesinan pelepasan listrik kawat.
- EDM: tanpa kontak, distorsi lebih sedikit, presisi sangat tinggi dan hasil akhir yang unggulIa bekerja dengan material yang sangat keras; lebih lambat dan memiliki biaya per jam yang lebih tinggi.
- Tradisional: lebih cepat untuk permulaan besar, lebih serbaguna dalam bahan (termasuk non-pengemudi), biaya per jam lebih rendah; dapat menimbulkan stres dan kesulitan, dan mengalami kesulitan mencapai tujuan tertentu sudut dalam.
Integrasi dengan CNC dan perangkat lunak standar
CNC adalah antarmuka yang menghubungkan desain dan mesin: ia menerjemahkan lintasan menjadi gerakan sumbu dan mengelola unduhanPada EDM kawat, penggunaan sumbu U/V umum untuk pemotongan tirus, dan pada EDM multi-sumbu, rotasi ditambahkan untuk geometri yang lebih rumit.
- CAD/CAM: Menghasilkan geometri dan jalur alat khusus EDM (termasuk kompensasi kawat dan strategi masa lalu).
- Simulasi: visualisasikan dan optimalkan sebelum pemotongan untuk mendeteksi tabrakan dan inefisiensi.
- Pemantauan proses: menyesuaikan parameter arus, tegangan, dan pulsa secara real-time.
- Pembuatan jalur: mengontrol input/output, radius minimum, dan kualitas selesai.
Alur kerja langkah demi langkah
Meskipun masing-masing keluarga (menusuk dengan benang, mengukur dengan tegak lurus, mengebor) memiliki nuansa tersendiri, alur dasarnya cukup mirip dan membantu untuk memahami apa yang terjadi di dalam bak kerja pada setiap siklus. pembongkaran dan evakuasi.
- Persiapan: benda kerja, elektroda/kawat, cairan dielektrik, peralatan pelindung dan program CNC siap.
- Pemasangan dan penyelarasan: bagian tersebut dipegang, dirujuk, dan diamankan kesenjangan awal benar
- Manajemen dielektrik: cairan diisi/disediakan (perendaman atau jet), dengan penyaringan aktif.
- Peluncuran program: CNC mengoordinasikan sumbu dan mengunduh; servo menyesuaikan pemisahan secara real time.
- Penghapusan material: setiap percikan melelehkan/menguapkan partikel yang ada dielektrik mengorek; hal ini diulang sampai tahap pengasaran dan penyelesaian selesai.
Kasus dimana EDM menang telak
Ada pekerjaan yang mana pemesinan pelepasan listrik (EDM) adalah pilihan terbaik: pemotongan yang sangat dalam dan stabil, sudut dalam yang sempitgeometri yang rumit, kombinasi dengan pra-perawatan untuk mencegah deformasi, dan pembuatan cetakan yang kuat yang mereka menahan lebih banyak siklus dengan lebih sedikit substitusi.
Pemesinan pelepasan listrik (EDM) pada dasarnya memanfaatkan listrik untuk keuntungan Anda: ketika pemesinan konvensional gagal karena kekerasan, geometri, atau risiko deformasi, proses ini tidak hanya memungkinkan Anda untuk memproduksi komponen, tetapi juga melakukannya dengan Presisi dan hasil akhir yang luar biasaterintegrasi dengan CAD/CAM, otomatisasi dan kontrol proses untuk meningkatkan waktu tunggu, kualitas dan pengulangan.
