Neden grafit elektrotların tercih edilmesi gereklidir?
EDM’de Grafit elektrot kullanmak için önde gelen 5 sebep;
Grafit ya da bakırın daha iyi bir EDM elektrot malzemesi olup olmadığı konusu işin uzmanları tarafından uzun zamandır tartışılmaktadır. İnsanların Elektriksel Deşarj İşleme (EDM) içinde tarihsel olarak bakır kullanmasının temel nedenlerinden biri, elektrotların üretildiği çalışma ortamlarında daha temiz olmalarıdır, ancak malzemenin avantajlarının düşünüldüğünde olmamız gereken nokta burası mı? Bugün küresel pazarın %70’inden fazlası bugün bakır üzerinden grafit elektrot malzemelerini kullanmayı tercih ediyor (ABD’de %95 ve Avrupa’da %72), asıl soru EDM uygulamalarınızda bakır yerine grafit seçilmesinin nedeni nedir?
Burada, EDM uygulama ihtiyaçlarınız için malzemeler arasındaki, en uygun malzemenin grafit olmasının 5 nedenini daha yakından inceliyoruz.
Elektrot Maliyeti
Malzeme maliyeti açısından, genellikle bakırın grafitten daha düşük fiyatlı olduğu varsayılmaktadır. Bu genellikle bakır malzemenin fiyatının daha pahalı grafit dereceleriyle karşılaştırılmasının bir sonucudur. Geniş grafit malzemesi yelpazesi sayesinde, bazı EDM derecelerinin bakırdan daha ekonomik olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, çoğu karşılaştırma elektrodun işlenme maliyetini dikkate almaz. Düşük işleme süresi ve kesim hızı, elektrot oluşturmak için daha az üretim süresi, daha hızlı EDM süreleri ve EDM makinelerinin daha iyi verimi ile üretilen bakır üzerinden grafit seçimi önemli ölçüde tasarruf edilebilir. Örneğin, bakırın yumuşak “sünek” özellikleri nedeniyle, malzeme genellikle “yapışkan” dır ve bu malzemeyi başarılı bir şekilde işlemek için ilerleme ve hızlar gibi geleneksel işleme uygulamaları değiştirilmelidir. Bu, daha uzun işleme süreleri ve artan maliyetlerle sonuçlanır. Buna karşılık, grafit geleneksel olarak daha kolay ve hızlı bir şekilde ve daha pahalı grafit malzemeleriyle bile işlenebilir, işleme maliyetleri genellikle bakır seçerken elde edilen tasarrufları telafi eder.
Malzeme Çeşitliliği
Grafit, elektrot malzeme özelliklerinin EDM uygulamasıyla eşleştirilmesine izin vermek için çok çeşitli malzeme özellikleri ile üretilir. Büyük yarıçap, açık tolerans veya minimum EDM gereksinimleri içeren elektrot özelliklerine sahip daha az kritik uygulamalar, büyük partiküller, düşük güç ve ekonomik fiyat içeren bir elektrot kullanır. Ancak son derece ayrıntılı bir EDM elektrodu, kritik özellikleri, aşırı toleransı ve katı EDM gereklilikleri ile, bu uygulamanın gereksinimlerine uyacak daha premium bir grafit elektrot gerektirecektir. Öte yandan, piyasada mevcut olan bakır türleri azdır ve malzeme özelliklerini EDM uygulamasıyla eşleştirme yeteneğini en aza indirir, böylece optimum performansı sınırlar.
Elektrot Detayı
Bakır, akım yoğunluğunu grafit kadar etkili bir şekilde iletme ve çeliği işleme yeteneğine sahip değildir. Grafit ayrıntıların tasarlanmasına olanak tanıyan karmaşık geometriye rağmen tasarıma destek verircesine, işlenmiş karmaşık elektrotlarda bile yüksek akım yoğunluğunda son derece iyi performans gösterir. Sonuç, bir işi gerçekleştirmek için gereken elektrot sayısının önemli ölçüde azalmasıdır.
Günümüzde sunulan çok sayıda grafit kalitesiyle müşteriler belirli bir iş için doğru materyali dikkatlice seçebilirler. Grafit, istenen yüzey finişine, elektrot ömrüne, kesim hızına veya iş parçasının metalürjisine bağlı olarak seçilebilir. Bununla birlikte, bakır ile çalışırken, sadece bir malzeme seçeneği vardır ve en uygun malzeme spesifikasyonunun tam olarak seçilmesi mümkün değildir.
EDM Performansı
EDM operatörleri aşırı aşınmanın ekstra elektrot kullanımı veya sık sık kızarma ile sonuçlandığını bilir. Grafit, daha agresif makine parametreleriyle çalışırken, kesme derinliği ile ilgili olarak %1’den daha az elektrot aşınması sağlayabilir. Bu, bakırdan farklı olarak, yüksek amper ve daha uzun süre boyunca grafit elektrodu koruduğu anlamına gelir.
Havacılık sektöründe çok ince, ince detaylı elektrotlarla çalışırken, bakır her türlü zorlu kullanım ve fiziksel hasara karşı savunmasızdır. İnce bir bakır kısma uygulanan basınç, fark edilmeden harekete geçerek sonraki bir aşamada daha fazla performans sorununa neden olacaktır. Öte yandan grafit, doğru durumda ya da açıkça kırılmış, elektrodun üretimde kullanılma riskini büyük ölçüde azaltıyor.
Yüzey kalitesi
Bakır elektrotlar çok ince yüzey kalitesi sağlar. Günümüzün EDM makine teknolojisinin sofistike olmasıyla, grafit ve bakır arasındaki yüzey finişleme boşluğu önemli ölçüde daralmıştır. Örneğin, ince taneli grafit elektrotlar, bakırınkine benzer yüzey kalitesi sunarken, çok daha yüksek hızlar ve çok düşük elektrot aşınması sağlar.
Bu ana kazanımlarından hariç grafitin diğerlerinden üstün olduğu diğer konular aşağıda belirtilmektedir.
Dezavantajı ise frezeleme esnasında ortaya çıkan toz ile mücadele edilmesi gerektiğidir.
EDM işlemlerinde kullanılmak üzere, elektrot malzemeleri için çok fazla seçenek var aslında. EDM elektrot malzemelerinin, akımın kolayca şarj edilmesini sağlayan ve EDM işleminin işlediği metallerde teşvik ettiği ve uyardığı erozyona dayanıklı özelliklere sahip olması gerekir. Alaşımlar, uygulamanın ihtiyaçlarına göre farklı avantajlar sağlayan özelliklere sahiptir.
Elektrot Malzemeleri;
Pirinç;
Bakır ve çinko alaşımıdır. Pirinç malzemeler, WEDM teli ve küçük boru elektrotları oluşturmak için kullanılır. Pirinç, bakır veya tungsten kadar aşınmaya karşı direnç göstermez, ancak işlenmesi çok kolaydır ve özel uygulamalar için döküm kalıbı veya ekstrüzyona sokulabilir. WEDM kesme işlemi sırasında sürekli yeni tel beslendiğinden, WEDM telinin aşınma veya ark erozyon direnci sağlaması gerekmez.
Bakır ve bakır alaşımları;
Pirinçten daha iyi aşınma direncine sahiptir, ancak işlenmesi pirinçten veya grafitten daha zordur. Ayrıca grafitten daha pahalıdır. Bununla birlikte, bakır, oldukça iletken ve güçlü olduğundan ortak bir temel maddedir. Tungsten karbürün EDM işlemesinde veya ince bir bitirme gerektiren uygulamalarda faydalıdır.
Bakır tungsten malzemeler;
Tungsten ve bakır kompozitleridir. Toz metalurjisi işlemleri kullanılarak üretilirler. Bakır tungsten, diğer elektrot malzemelerine kıyasla çok pahalıdır, ancak zayıf flushing koşulları altında ve tungsten karbürün EDM işlemesinde derin yarıklar yapmak için kullanışlıdır. Bakır tungsten malzemeleri ayrıca direnç kaynağı elektrotlarında ve bazı devre kesici uygulamalarında kullanılır.
Gümüş tungsten malzemesi;
Gümüş matrisinde dağılmış tungsten karbür parçacıklarıdır. Gümüş, yüksek elektriksel iletkenlik sunar ve tungsten, yüksek güçlü uygulamalarda mükemmel erozyon direnci ve iyi kaynak önleme özellikleri sunar. Dolayısıyla bu kompozit, iletkenliği en üst düzeye çıkarmanın kritik olduğu EDM elektrot uygulamaları için mükemmel seçimdir.
Tellurium bakır;
İnce bir yüzey gerektiren EDM işleme uygulamalarında kullanışlıdır. Tellurium bakırın pirinçle benzer ve saf bakırdan daha iyi işlenebilirliği vardır.
Yukarıdaki elektrolitik malzemelerin hepsi de EDM için uygundur. Fakat grafitin diğerlerine karşı kendini üstün kılan bir çok özelliği vardır.