Pet mjera opreza za obradu grafita |Radionica modernih strojeva

Obrada grafita može biti težak posao, pa je stavljanje određenih pitanja na prvo mjesto ključno za produktivnost i profitabilnost.
Činjenice su pokazale da je grafit teško obrađivati, posebno za EDM elektrode koje zahtijevaju izvrsnu preciznost i strukturnu konzistenciju.Evo pet ključnih točaka koje treba zapamtiti kada koristite grafit:
Gradove grafita je vizualno teško razlikovati, ali svaki ima jedinstvena fizička svojstva i performanse.Ocjene grafita podijeljene su u šest kategorija prema prosječnoj veličini čestica, ali samo tri manje kategorije (veličina čestica od 10 mikrona ili manje) često se koriste u modernom EDM-u.Rang u klasifikaciji pokazatelj je potencijalnih aplikacija i performansi.
Prema članku Douga Garde (Toyo Tanso, koji je u to vrijeme pisao za našu sestrinsku publikaciju “MoldMaking Technology”, ali sada je to SGL Carbon), za grubu obradu koriste se razredi s rasponom veličine čestica od 8 do 10 mikrona.Manje precizne aplikacije za završnu obradu i detalje koriste razrede veličine čestica od 5 do 8 mikrona.Elektrode izrađene od ovih vrsta često se koriste za izradu kalupa za kovanje i kalupa za tlačno lijevanje ili za manje složene primjene praha i sinteriranih metala.
Dizajn finih detalja i manje, složenije značajke prikladnije su za veličine čestica u rasponu od 3 do 5 mikrona.Primjene elektroda u ovom rasponu uključuju rezanje žice i zrakoplovstvo.
Ultra-fine precizne elektrode koje koriste grafitne klase s veličinom čestica od 1 do 3 mikrona često su potrebne za posebne primjene metala i karbida u zrakoplovstvu.
Prilikom pisanja članka za MMT, Jerry Mercer iz Poco Materials identificirao je veličinu čestica, čvrstoću na savijanje i tvrdoću po Shoreu kao tri ključne determinante učinkovitosti tijekom obrade elektroda.Međutim, mikrostruktura grafita obično je ograničavajući čimbenik u radu elektrode tijekom završne EDM operacije.
U drugom članku o MMT-u, Mercer je naveo da čvrstoća na savijanje treba biti veća od 13.000 psi kako bi se osiguralo da se grafit može preraditi u duboka i tanka rebra bez loma.Proces proizvodnje grafitnih elektroda je dug i može zahtijevati detaljne značajke koje je teško obrađivati, pa osiguravanje trajnosti poput ovoga pomaže u smanjenju troškova.
Tvrdoća po Shoreu mjeri obradivost razreda grafita.Mercer upozorava da premekani slojevi grafita mogu začepiti utore alata, usporiti proces obrade ili ispuniti rupe prašinom, čime se stvara pritisak na stijenke rupa.U tim slučajevima, smanjenje unosa i brzine može spriječiti pogreške, ali će produžiti vrijeme obrade.Tijekom obrade, tvrdi, sitnozrnati grafit također može uzrokovati lom materijala na rubu rupe.Ovi materijali također mogu biti vrlo abrazivni za alat, što dovodi do trošenja, što utječe na integritet promjera rupe i povećava troškove rada.Općenito, kako bi se izbjeglo otklon pri visokim vrijednostima tvrdoće, potrebno je smanjiti pomak obrade i brzinu svake točke s tvrdoćom po Shoreu većom od 80 za 1%.
Zbog načina na koji EDM stvara zrcalnu sliku elektrode u obrađenom dijelu, Mercer je također rekao da je čvrsto zbijena, ujednačena mikrostruktura neophodna za grafitne elektrode.Neravne granice čestica povećavaju poroznost, čime se povećava erozija čestica i ubrzava kvar elektrode.Tijekom početnog procesa obrade elektrodama, neravnomjerna mikrostruktura također može dovesti do neravnomjerne završne obrade površine - ovaj je problem još ozbiljniji na centrima za obradu velikih brzina.Tvrde točke u grafitu također mogu uzrokovati otklon alata, uzrokujući da konačna elektroda bude izvan specifikacije.Ovaj otklon može biti dovoljno mali da se kosi otvor pojavi ravno na ulaznoj točki.
Postoje specijalizirani strojevi za obradu grafita.Iako će ovi strojevi uvelike ubrzati proizvodnju, oni nisu jedini strojevi koje proizvođači mogu koristiti.Uz kontrolu prašine (opisano kasnije u članku), prošli MMS članci također su izvijestili o prednostima strojeva s brzim vretenima i upravljanja s velikom brzinom obrade za proizvodnju grafita.U idealnom slučaju, brza kontrola bi također trebala imati značajke koje gledaju u budućnost, a korisnici bi trebali koristiti softver za optimizaciju putanje alata.
Prilikom impregniranja grafitnih elektroda – odnosno ispunjavanja pora mikrostrukture grafita česticama mikronske veličine – Garda preporučuje korištenje bakra jer može stabilno obraditi posebne legure bakra i nikla, poput onih koje se koriste u zrakoplovnim aplikacijama.Grafiti impregnirani bakrom daju finije završne obrade od neimpregniranih vrsta iste klasifikacije.Također mogu postići stabilnu obradu kada rade u nepovoljnim uvjetima kao što su loše ispiranje ili neiskusni operateri.
Prema Mercerovom trećem članku, iako je sintetički grafit - vrsta koja se koristi za izradu EDM elektroda - biološki inertan i stoga u početku manje štetan za ljude od nekih drugih materijala, nepravilna ventilacija i dalje može uzrokovati probleme.Sintetički grafit je vodljiv, što može uzrokovati određene probleme uređaju, koji može doći do kratkog spoja kada dođe u dodir sa stranim vodljivim materijalima.Osim toga, grafit impregniran materijalima kao što su bakar i volfram zahtijeva dodatnu njegu.
Mercer je objasnio da ljudsko oko ne može vidjeti grafitnu prašinu u vrlo malim koncentracijama, ali ipak može uzrokovati iritaciju, suzenje i crvenilo.Kontakt s prašinom može biti abrazivan i malo nadražujući, ali je malo vjerojatno da će se apsorbirati.Smjernica za vremenski ponderirani prosjek (TWA) izloženosti grafitnoj prašini u 8 sati je 10 mg/m3, što je vidljiva koncentracija i nikada se neće pojaviti u sustavu za prikupljanje prašine koji se koristi.
Prekomjerna izloženost grafitnoj prašini dulje vrijeme može uzrokovati zadržavanje udahnutih čestica grafita u plućima i bronhima.To može dovesti do teške kronične pneumokonioze zvane grafitna bolest.Grafitizacija je obično povezana s prirodnim grafitom, ali u rijetkim slučajevima povezana je sa sintetičkim grafitom.
Prašina koja se nakuplja na radnom mjestu vrlo je zapaljiva, a (u četvrtom članku) Mercer kaže da može eksplodirati pod određenim uvjetima.Kada paljenje naiđe na dovoljnu koncentraciju finih čestica suspendiranih u zraku, doći će do požara prašine i deflagracije.Ako je prašina raspršena u velikoj količini ili je u zatvorenom prostoru, veća je vjerojatnost da će eksplodirati.Kontroliranje bilo koje vrste opasnog elementa (gorivo, kisik, paljenje, difuzija ili ograničenje) može uvelike smanjiti mogućnost eksplozije prašine.U većini slučajeva, industrija se usredotočuje na gorivo uklanjanjem prašine iz izvora kroz ventilaciju, ali trgovine bi trebale uzeti u obzir sve čimbenike kako bi postigle maksimalnu sigurnost.Oprema za kontrolu prašine također bi trebala imati rupe otporne na eksploziju ili sustave otporne na eksploziju ili bi trebala biti instalirana u okruženju s nedostatkom kisika.
Mercer je identificirao dvije glavne metode za kontrolu grafitne prašine: zračni sustavi velike brzine s sakupljačima prašine — koji mogu biti fiksni ili prijenosni ovisno o primjeni — i mokri sustavi koji zasićuju područje oko rezača tekućinom.
Trgovine koje obavljaju malu količinu obrade grafita mogu koristiti prijenosni uređaj s visokoučinkovitim filtrom za čestice zraka (HEPA) koji se može premještati između strojeva.Međutim, radionice koje obrađuju velike količine grafita obično bi trebale koristiti fiksni sustav.Minimalna brzina zraka za hvatanje prašine je 500 stopa u minuti, a brzina u kanalu se povećava na najmanje 2000 stopa u sekundi.
Mokri sustavi riskiraju da se tekućina "upije" (apsorbira) u materijal elektrode kako bi se isprala prašina.Ako se tekućina ne ukloni prije postavljanja elektrode u EDM, može doći do kontaminacije dielektričnog ulja.Operateri bi trebali koristiti otopine na bazi vode jer su te otopine manje sklone upijanju ulja od otopina na bazi ulja.Sušenje elektrode prije upotrebe EDM obično uključuje stavljanje materijala u konvekcijsku pećnicu oko sat vremena na temperaturi malo iznad točke isparavanja otopine.Temperatura ne smije prelaziti 400 stupnjeva, jer će to oksidirati i korodirati materijal.Operateri također ne bi trebali koristiti komprimirani zrak za sušenje elektrode, jer će tlak zraka samo potisnuti tekućinu dublje u strukturu elektrode.
Princeton Tool se nada da će proširiti svoj portfelj proizvoda, povećati svoj utjecaj na zapadnoj obali i postati sve jači dobavljač.Kako bi se istovremeno ostvarila ova tri cilja, nabavka još jedne obradne radionice postala je najbolji izbor.
Žičani EDM uređaj rotira vodoravno vođenu elektrodnu žicu u CNC-kontroliranoj E osi, pružajući radionici razmak izratka i fleksibilnost za proizvodnju složenih i visoko preciznih PCD alata.


Vrijeme objave: 26. rujna 2021