Výber grafitu je kľúčom k dosiahnutiu optimálneho výkonu vášho hĺbiaceho zariadenia
Grafit je materiálom voľby pre väčšinu EDM elektród, ktoré sa dnes vyrábajú v západnom svete. Výber najlepšej triedy grafitu pre konkrétnu aplikáciu môže byť zložitý, ak nerozumiete rozdielom medzi typmi grafitu. V závislosti od zvolenej triedy grafitu a aplikácie môže byť grafit limitujúcim alebo kľúčovým faktorom pri dosahovaní požadovaných výsledkov zo zariadenia.
Na výber je široká škála tried od množstva výrobcov. Každý výrobca používa iné techniky spracovania, zdrojové materiály a procesné kontroly, čo znamená, že konečný produkt bude úplne odlišný. Typy každého výrobcu sú navrhnuté pre optimálny výkon pre špecifické typy aplikácií. Na pomoc pri výbere materiálu každý výrobca zverejňuje technické špecifikácie svojho materiálu, ale neexistujú žiadne štandardné skúšobné metódy.
Keďže akýkoľvek typ grafitu vyzerá podobne ako iný typ, vzhľad nie je súčasťou výberových kritérií. Každá trieda by sa mala vyberať podľa jej fyzikálnych vlastností a vlastností. Na uľahčenie tohto procesu sú rôzne druhy grafitu zoskupené do šiestich klasifikácií, ktoré sú oddelené podľa priemernej veľkosti častíc. Iba štyri zo šiestich klasifikácií sú vhodné na použitie ako EDM elektródy. To, ako sa jednotlivé známky umiestnia v rámci klasifikácií, je indikátorom ich výkonnostného potenciálu.
Pokroky v grafite
Grafitový priemysel sa neustále snaží o výrobu kvalitnejších tried. Grafitové materiály sa naďalej vyvíjali spolu s ostatnými aspektmi odvetvia EDM, ale menej dramatickým tempom. Pokrok bol dosiahnutý v mikroštruktúre grafitových materiálov, pretože to je kľúčom k výkonu.
Hrubé grafity s veľkosťou častíc nad 100 mikrónov neboli nikdy vhodné ako materiál elektród. Počas posledného desaťročia sa stredné druhy s veľkosťou častíc medzi 21-100 mikrónov takmer vytratili z trhu ako EDM materiál. Za posledných niekoľko rokov zmizlo aj mnoho tried nižšej triedy v rámci jemnej klasifikácie (materiály s veľkosťou častíc 11-20 mikrónov). Materiály superjemnej klasifikácie (veľkosť častíc 6-10) zostali stabilné. Niektorí výrobcovia týchto materiálov umožňujú, aby sa ich druhy grafitu predávali ako domáce značky, čo môže byť pre koncového užívateľa mätúce. Zmätok nastane, keď distribútori spotrebného materiálu zmenia názvy svojich domácich značiek, ale stále používajú rovnaký materiál alebo zmenia materiál, ale ponechajú rovnaký názov domácej značky. Rovnaká trieda môže byť ponúkaná pod mnohými názvami domácich značiek.
Ultrajemná klasifikácia (veľkosť častíc 1-5 mikrónov) je oblasť, na ktorú sa zameriava väčšina skutočného vývojového úsilia. Mnoho plastových spotrebných výrobkov vyžaduje formy s jemnými detailmi a povrchovými úpravami, ktoré možno ľahko dosiahnuť pomocou ultrajemných materiálov. Materiály v tejto klasifikácii sú veľmi náročné a drahé na výrobu a ešte ťažšie je vyrobiť konzistentnú dávku materiálu po dávke a rok čo rok.
V klasifikácii angstrofinov je veľmi málo stupňov (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
Nižšie triedy grafitu sa pomaly vytrácajú z trhu, keďže sa menia aplikácie EDM. Veľkokapacitná forma bez jemných detailov a kovacích zápustiek sa dá ľahko vykonávať vysokorýchlostným frézovaním, čím sa znižuje potreba tried pri jemnej klasifikácii. Zložitá detailná dutinová práca zároveň vyžaduje grafit s malými veľkosťami častíc, jednotnú mikroštruktúru a vysokú pevnosť na vytvorenie zložitých dutín s malými vlastnosťami.
Známky v rámci klasifikácií
Fyzikálne vlastnosti každého druhu grafitu určujú poradie v rámci klasifikácií. Vlastnosti, ktoré ovplyvňujú výkon, sú veľkosť častíc, pevnosť v ohybe a tvrdosť Shore. Tieto vlastnosti spolu s mikrofotografiou mikroštruktúry sú najlepšími nástrojmi na predpovedanie výkonu grafitu.
Najlepší grafit v akejkoľvek klasifikácii má pevne zbalené častice s malými rozdielmi vo veľkosti. Tento druh rovnomerného materiálu odoláva opotrebovaniu spôsobenému tepelnou povahou procesu EDM. Veľkosť častíc sa všeobecne uvádza ako priemerná veľkosť. Keď veľkosť častíc presahuje malý rozsah, mikroštruktúra materiálu sa stáva jednotnejšou so zníženou pórovitosťou. Pórovitosť v grafite je hranicou medzi časticami. Častice sú navzájom spojené chemickými alebo mechanickými prostriedkami a zlyhanie tohto systému je to, čo uvoľňuje častice do medzery pri EDM. Ak sú častice materiálu malé, majú rovnakú veľkosť a sú tesne zbalené, erózia elektródy je minimálna. Veľkosť častíc má vplyv na minimálnu povrchovú úpravu, ktorú materiál vytvorí. Pretože elektróda reprodukuje svoju štruktúru v dutine, nie je možné dosiahnuť jemné povrchové úpravy s typmi grafitu, ktoré majú veľké častice a nerovnomernú mikroštruktúru.
Mikroštruktúra grafitu je často limitujúcim faktorom určujúcim výkon EDM. Nerovnomerná mikroštruktúra so širokým rozsahom veľkosti častíc a pórov môže mať mäkké miesta, ktoré sú veľkými oblasťami pórovitosti a/alebo tvrdé miesta, ktoré sú konglomerátmi spôsobenými nekonzistentným miešaním. Tvrdé miesta môžu byť spôsobené aj impregnáciou otvorenej pórovitosti materiálu smolou a následným opätovným spracovaním materiálu, čím sa časticiam a oblastiam impregnovaným smolou poskytujú rôzne hodnoty tvrdosti. Keďže voľné oko nevidí mikroštruktúru, neexistuje spôsob, ako odhaliť tieto problémy pred procesom obrábania. Identifikácia príčiny problémov pri obrábaní zahŕňa deštruktívne testovanie a skúmanie mikrofotografií.
