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石墨:電火花放電加工技術的黑色動力
日期: 2009-02-11
作為模具領域內廣泛應用的工業技術,電火花放電加工(EDM)始終發揮著重要的作用。為了保持模具的高品質,電極的重要性是一個長期被討論的話題。而在節能成為熱點話題的今天,越來越多的客戶在沿用傳統銅電極進行電火花放電加工的同時不得不開始意識到一些技術變革的新趨勢:如何能夠應用有限的資源提高產值?如何能在同等情況下節省時間、費用與能源?
 
材料的變革,正是一個有效的解決方式。石墨——這種潛力巨大的黑色動力,正由於其特殊的穩定物理特性而逐漸成為電火花放電加工電極材料的未來趨勢。
 
石墨電極何以能夠替代銅電極,出色地完成使命?
 
其一,模具幾何形狀的日益複雜化以及有關產品應用的多元化導致對電火花放電加工電極的機械加工以及放電精確度要求越來越高。石墨電極的優點是加工較容易,放電加工去除率高,石墨損耗小,因此,越來越多的模具廠放棄了銅電極而改用石墨電極。另外,有些特殊形狀的電極無法用銅製造,但石墨則較容易成型,而且銅電極較重,不適合加工大電極,這些因素都加速了石墨電極在模具製造業越來越廣泛的應用。
 
其二,石墨電極較容易加工,且加工速度明顯快於銅電極。比如採用銑削工藝加工石墨,其加工速度較其他金屬加工快2∼3倍且不需要額外的人工處理,而銅電極則需要人手挫磨。同樣,如果採用高速石墨加工中心製造電極,速度會更快,效率也更高,還不會產生粉塵問題。在這些加工過程中,選擇硬度合適的工具和石墨可減少刀具的磨損耗和電極的破損。如果具體比較石墨電極與銅電極石墨電極的銑削時間,石墨較銅電極快67%,在一般情況下的放電加工中,採用石墨電極的加工要比採用銅電極快58%。這樣一來,加工時間大幅減少,同時也減少了製造成本。
 
其三,石墨電極與傳統銅電極的設計不同。許多模具廠通常在銅電極的粗加工和精加工有不同的預留量,而石墨電極則使用幾乎相同的預留量,這減少了CAD/CAM和機器加工的次數,單是這個原因,就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。
 
當然,模具廠由銅電極轉用石墨電極後,首先應該清楚的是該如何使用石墨材料以及考慮其他相關因素。如今,大多數塑膠製品的模具採用石墨以電極放電加工,這免除了模具型腔拋光和化學物品拋光的工序卻仍然能達到預期的表面光潔度。如不增加時間和拋光的工序,銅電極不可能製作出這樣的工件。另外,石墨分為不同的等級,在特定的應用程式下使用適當等級的石墨和火花機放電參數才能達到理想的加工效果,若在使用石墨電極的火花機上操作人員使用與銅電極相同的參數,那麼結果肯定是令人失望的。如果要嚴格控制電極的物料,可將石墨電極在粗加工時設於非損耗狀態(損耗少於1%),但銅電極則不使用。
 
石墨具有以下銅無法比擬的優質特性:
 
-加工速度:高速銑粗加工較銅塊3倍;高速銑精加工較銅塊5倍
-可加工性好,能實現複雜的幾何造型
-重量輕,密度不足銅的1/4,電極容易夾持
-可減少單個電極的數量,因為可捆綁做成組合電極
-熱穩定性好,不變形
-無加工毛刺
 
因此,目前許多模具廠都正在逐步轉換為石墨電極EDM加工,以期在市場上提高企業和產品的競爭力。
 
當前,國內石墨電極市場競爭激烈,各石墨材料供應商魚龍混雜,產品品質良莠不齊。如果企業由於石墨原料選擇的不當而無法達到預期目標,則得不償失。作為行業領頭羊與全球最大的碳石墨材料及相關產品供應商之一,德國西格媞玼懦偎峞]SGL CARBON GROUP)延續德國企業嚴謹、精益求精的作風,於1997年進入中國後,不僅致力於在中國為電火花放電加工領域的客戶提供不同等級的優質等靜壓石墨以作不同應用;更是為中國石墨行業市場的細分及整體產品品質的提升做努力。僅電火花放電加工用碳石墨產品,西格堛熔ㄚ~線涵蓋以下石墨等級:
 
RINGSDORFF® R 8340,有效的粗放電加工石墨電極牌號
RINGSDORFF® R 8500,粗放電加工的通用石墨電極牌號
RINGSDORFF® R 8510,耐損耗細顆粒石墨電極牌號,應用於日益增長的模具領域
RINGSDORFF® R 8650,高精度、精放電加工的石墨電極牌號
RINGSDORFF® R 8710,用於高品質、超精放電加工的石墨電極牌號,放電加工去除率高
 
此外,西格媞玼屨鱉犰b行業中推行完善的專業服務,幫助客戶順利完成電火花放電加工的電極材料更新。其在中國的全資子公司西格堹S種石墨(上海)有限公司位於國內的加工廠及專業的銷售團隊一直致力於將德國西格堨球的專業技術和服務經驗帶入中國並以豐富的經驗更好地服務國內客戶。
來源:西格媞玼
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