Pět opatření pro zpracování grafitu |Moderní strojní dílna

Zpracování grafitu může být ošemetná záležitost, takže upřednostnění určitých problémů je pro produktivitu a ziskovost zásadní.
Fakta prokázala, že grafit je obtížně obrobitelný, zejména pro elektrody EDM, které vyžadují vynikající přesnost a strukturální konzistenci.Zde je pět klíčových bodů, které je třeba pamatovat při používání grafitu:
Typy grafitu jsou vizuálně obtížně rozlišitelné, ale každý má jedinečné fyzikální vlastnosti a výkon.Typy grafitu jsou rozděleny do šesti kategorií podle průměrné velikosti částic, ale v moderních EDM se často používají pouze tři menší kategorie (velikost částic 10 mikronů nebo méně).Pořadí v klasifikaci je ukazatelem potenciálních aplikací a výkonu.
Podle článku Douga Gardy (Toyo Tanso, který tehdy psal pro naši sesterskou publikaci „Technologie tvorby forem“, ale nyní je to SGL Carbon), se pro hrubování používají třídy s velikostí částic 8 až 10 mikronů.Méně přesné dokončovací a detailní aplikace používají třídy o velikosti částic 5 až 8 mikronů.Elektrody vyrobené z těchto jakostí se často používají k výrobě kovacích forem a forem pro tlakové lití nebo pro méně složité aplikace prášků a slinutých kovů.
Provedení s jemnými detaily a menší, složitější funkce jsou vhodnější pro částice o velikosti od 3 do 5 mikronů.Aplikace elektrod v této řadě zahrnují řezání drátů a letectví.
Pro speciální aplikace kovů a karbidů v leteckém průmyslu jsou často vyžadovány ultrajemné přesné elektrody využívající třídy grafitu s velikostí částic 1 až 3 mikrony.
Při psaní článku pro MMT Jerry Mercer z Poco Materials identifikoval velikost částic, pevnost v ohybu a tvrdost Shore jako tři klíčové determinanty výkonu během zpracování elektrod.Mikrostruktura grafitu je však obvykle limitujícím faktorem výkonu elektrody při konečné EDM operaci.
V jiném článku MMT Mercer uvedl, že pevnost v ohybu by měla být vyšší než 13 000 psi, aby bylo zajištěno, že grafit lze zpracovat na hluboká a tenká žebra bez porušení.Výrobní proces grafitových elektrod je dlouhý a může vyžadovat podrobné, obtížně obrobitelné prvky, takže zajištění takové odolnosti pomáhá snižovat náklady.
Tvrdost Shore měří zpracovatelnost druhů grafitu.Společnost Mercer varuje, že druhy grafitu, které jsou příliš měkké, mohou ucpat drážky nástroje, zpomalit proces obrábění nebo zaplnit otvory prachem, a tím způsobit tlak na stěny otvoru.V těchto případech může snížení posuvu a rychlosti zabránit chybám, ale prodlouží dobu zpracování.Tvrdý, drobnozrnný grafit může při zpracování také způsobit prasknutí materiálu na okraji otvoru.Tyto materiály mohou být pro nástroj také velmi abrazivní, což vede k opotřebení, které ovlivňuje integritu průměru otvoru a zvyšuje náklady na práci.Obecně, aby se zabránilo vychýlení při vysokých hodnotách tvrdosti, je nutné snížit posuv a rychlost každého bodu s tvrdostí Shore vyšší než 80 o 1 %.
Vzhledem ke způsobu, jakým EDM vytváří zrcadlový obraz elektrody ve zpracovávané části, Mercer také řekl, že těsně zabalená, stejnoměrná mikrostruktura je pro grafitové elektrody nezbytná.Nerovnoměrné hranice částic zvyšují porozitu, čímž se zvyšuje eroze částic a urychluje se selhání elektrody.Během počátečního procesu elektrodového obrábění může nerovnoměrná mikrostruktura také vést k nerovnoměrné povrchové úpravě - tento problém je ještě vážnější u vysokorychlostních obráběcích center.Tvrdá místa v grafitu mohou také způsobit vychýlení nástroje, což způsobí, že konečná elektroda nesplňuje specifikace.Toto vychýlení může být dostatečně malé, aby se šikmý otvor ve vstupním bodě objevil rovně.
Existují specializované stroje na zpracování grafitu.Přestože tyto stroje značně urychlí výrobu, nejsou to jediné stroje, které mohou výrobci využít.Kromě kontroly prachu (popsané dále v článku) minulé články MMS také informovaly o výhodách strojů s rychlými vřeteny a řízením s vysokou rychlostí zpracování pro výrobu grafitu.V ideálním případě by rychlé ovládání mělo mít také funkce zaměřené na budoucnost a uživatelé by měli používat software pro optimalizaci dráhy nástroje.
Při impregnaci grafitových elektrod – tedy plnění pórů grafitové mikrostruktury částicemi o velikosti mikronů – Garda doporučuje použití mědi, protože dokáže stabilně zpracovávat speciální slitiny mědi a niklu, jako jsou ty, které se používají v leteckých aplikacích.Třídy grafitu impregnované mědí poskytují jemnější povrchovou úpravu než neimpregnované třídy stejné klasifikace.Mohou také dosáhnout stabilního zpracování při práci v nepříznivých podmínkách, jako je špatné proplachování nebo nezkušená obsluha.
Podle třetího článku společnosti Mercer, ačkoli syntetický grafit – druh používaný k výrobě elektrod pro elektroerozivní obrábění – je biologicky inertní, a proto zpočátku méně škodlivý pro člověka než některé jiné materiály, může nesprávná ventilace stále způsobovat problémy.Syntetický grafit je vodivý, což může způsobit určité problémy zařízení, které může při kontaktu s cizími vodivými materiály zkratovat.Navíc grafit impregnovaný materiály jako měď a wolfram vyžaduje zvýšenou péči.
Mercer vysvětlil, že lidské oko nevidí grafitový prach ve velmi malých koncentracích, ale přesto může způsobit podráždění, slzení a zarudnutí.Kontakt s prachem může být abrazivní a mírně dráždivý, ale je nepravděpodobné, že by se absorboval.Časově vážený průměr (TWA) expozice grafitovému prachu za 8 hodin je 10 mg/m3, což je viditelná koncentrace a nikdy se neobjeví v používaném systému sběru prachu.
Nadměrné vystavení grafitovému prachu po dlouhou dobu může způsobit, že vdechované částice grafitu zůstanou v plicích a průduškách.To může vést k těžké chronické pneumokonióze zvané grafitové onemocnění.Grafitizace se obvykle vztahuje k přírodnímu grafitu, ale ve vzácných případech k syntetickému grafitu.
Prach, který se hromadí na pracovišti, je vysoce hořlavý a (ve čtvrtém článku) Mercer říká, že za určitých podmínek může explodovat.Když zapálení narazí na dostatečnou koncentraci jemných částic suspendovaných ve vzduchu, dojde k požáru prachu a vznícení.Pokud je prach rozptýlen ve velkém množství nebo je v uzavřeném prostoru, je pravděpodobnější, že exploduje.Ovládání jakéhokoli nebezpečného prvku (palivo, kyslík, vznícení, difúze nebo omezení) může výrazně snížit možnost výbuchu prachu.Ve většině případů se průmysl zaměřuje na palivo odstraňováním prachu ze zdroje ventilací, ale obchody by měly zvážit všechny faktory, aby dosáhly maximální bezpečnosti.Zařízení pro regulaci prachu by také mělo mít nevýbušné otvory nebo systémy odolné proti výbuchu nebo by mělo být instalováno v prostředí s nedostatkem kyslíku.
Společnost Mercer identifikovala dvě hlavní metody kontroly grafitového prachu: vysokorychlostní vzduchové systémy se sběrači prachu – které mohou být pevné nebo přenosné v závislosti na aplikaci – a mokré systémy, které nasycují oblast kolem frézy tekutinou.
Obchody, které provádějí malé množství zpracování grafitu, mohou používat přenosné zařízení s vysoce účinným filtrem pevných částic (HEPA), který lze přemisťovat mezi stroji.Dílny, které zpracovávají velké množství grafitu, by však měly obvykle používat pevný systém.Minimální rychlost vzduchu pro zachycení prachu je 500 stop za minutu a rychlost v potrubí se zvýší na alespoň 2000 stop za sekundu.
Mokré systémy riskují „nasávání“ kapaliny (absorbování) do materiálu elektrody, aby se spláchl prach.Neodstranění tekutiny před umístěním elektrody do EDM může vést ke kontaminaci dielektrického oleje.Operátoři by měli používat roztoky na bázi vody, protože tato řešení jsou méně náchylná k absorpci oleje než roztoky na bázi oleje.Sušení elektrody před použitím EDM obvykle zahrnuje umístění materiálu do konvekční pece po dobu asi jedné hodiny při teplotě mírně nad bodem odpařování roztoku.Teplota by neměla přesáhnout 400 stupňů, protože by došlo k oxidaci a korozi materiálu.Operátoři by také neměli používat stlačený vzduch k sušení elektrody, protože tlak vzduchu pouze zatlačí tekutinu hlouběji do struktury elektrody.
Princeton Tool doufá, že rozšíří své produktové portfolio, zvýší svůj vliv na západním pobřeží a stane se celkově silnějším dodavatelem.Pro dosažení těchto tří cílů současně se nejlepší volbou stala akvizice další obrobny.
Drátové EDM zařízení otáčí vodorovně vedený elektrodový drát v CNC řízené ose E a poskytuje dílně volný prostor a flexibilitu pro výrobu složitých a vysoce přesných PCD nástrojů.


Čas odeslání: 26. září 2021