Ha ismeri az EDM, azaz a szikraforgácsolás fogalmát, bizonyára tudja, hogy ez a nem hagyományos anyagleválasztó megmunkálási eljárás az elmúlt években nagy jelentőségre tett szert. Nélküle nagyon nehéz vagy szinte lehetetlen lenne igen összetett kialakítású munkadarabokat megmunkálni. Népszerűsége ráadásul nemcsak az általa kínált előnyöknek, hanem alkalmazási területeinek is köszönhető. Az alábbiakban röviden áttekintjük ezt az eljárást, és bemutatjuk legfontosabb felhasználási lehetőségeit.
Mi a szikraforgácsolás (EDM)?
A szikraforgácsolás (angol rövidítéssel EDM) olyan megmunkálási eljárás, amely hőenergiával választja le a vezetőképes anyagot. A hőenergiát nagyon rövid, pontos és szabályozott elektromos kisülések (2–2000 µs) hozzák létre a szerszám (elektróda) és a munkadarab között, dielektrikum segítségével. Az EDM abban különbözik a többi megmunkálási eljárástól, hogy az anyagot a munkadarabbal való fizikai érintkezés nélkül választja le (a kb. 0,5 mm-es távolságot szikraköznek, angolul „gap”-nek nevezik).
A szikraforgácsolásnak 2 fő változata létezik:
- Tömbszikra-forgácsolás: zsákfuratok és zsákformák megmunkálása. Az elektróda a munkadarabban kialakítandó formát hordozza.
- Huzalos szikraforgácsolás: átmenő furatok és nagyon összetett kontúrok megmunkálása. Az elektróda egy folyamatosan haladó huzal, amely kivágja a munkadarabot.
Az EDM előnyei
Az EDM eljárás gyorsabbnak és hatékonyabbnak bizonyult a hagyományos megmunkálásoknál, mivel csökkenti a gyártási időt és az ezzel járó költségeket, és számos iparágban vált fontossá – elsősorban az általa kínált előnyök miatt. A legjelentősebbek:
- Az eljárással bármilyen méretű és vastagságú munkadarab megmunkálható (a parányi alkatrészektől a nagyméretűekig), törékeny és könnyen deformálódó anyagok is. Emellett minimális kezelői beavatkozással nagyon összetett formák állíthatók elő.
- Könnyen automatizálható eljárás, köszönhetően a végrehajtást irányító vezérlőprogramnak, amely lehetővé teszi a műveletek egymás utáni elvégzését – a nagyolástól a simításig.
- A munkadarab anyagának keménysége nem számít, mivel az eljárás elpárologtatja a fémet, ahelyett hogy szó szerint „vágná”. Ez nagy előny a szerszámgyártásban használt igen kemény anyagoknál, illetve eltérő keménységű vagy nehezen forgácsolható anyagok megmunkálásakor. Mivel az anyagleválasztás a dielektrikumban történik, még erősen gyúlékony anyagok is megmunkálhatók.
- Az eljárással kiváló felületminőségű alkatrészek készíthetők szűk gyártási tűréseken belül.
Ezenkívül az EDM minden változatának megvannak a maga előnyei. A huzalos szikraforgácsolással például belső és külső kivágások egyaránt készíthetők, nincs szükség az elektróda előzetes megmunkálására, sőt egyes lépések, például az edzés vagy a felfogás is elhagyhatók, ami egyben lehetővé teszi a gyártási idő lerövidítését.
Az EDM legfontosabb felhasználási területei
A szikraforgácsolás mindig is szorosan kapcsolódott a szerszám- és formagyártáshoz. Hasznossága azonban ennél jóval tágabb, és sokféle alkalmazásra kiterjed. Így számos iparág profitál ebből az eljárásból, például az orvostechnika, a repülőgépipar, a légi közlekedés, az autóipar, az óra- és ékszeripar, a villamosenergia-ipar stb. Nézzük meg, hogyan hasznosítják ezeken a területeken.
Szerszámok, formák és prototípusok
Az EDM sajátosságai miatt kiválóan alkalmas szerszámok (mélyhúzó, extrudáló, verőszerszámok), formák (alumínium öntőformák, műanyag fröccsöntő szerszámok…) előállítására, valamint prototípusok készítésére olyan iparágakban, ahol a gyártott mennyiségek viszonylag kicsik (például a repülőgépiparban). Összességében az EDM azt a hatékonyságnövelést kínálja a szerszám- és formagyártóknak, amelyre gyártási láncukban szükségük van ahhoz, hogy versenyképesek maradjanak.
Szerszámok és összetett alkatrészek gyártása
Az EDM rendkívül hasznos nagyon kicsi és pontos alkatrészek vagy mikrostruktúrák gyártásánál, ahol a hagyományos vágószerszámok a túlzott nyomás miatt károsíthatnák a munkadarabot. Emellett lehetővé teszi rendkívül összetett geometriájú formák megmunkálását, sőt egyedi megoldások – például óraszerkezetek, ortopédiai protézisek vagy sebészeti műszerek – előállítását is.
Mélyfuratok készítése
Nagy keménységű fémekben parányi (akár mikroszkopikus) átmérőjű furatok készítése az EDM nélkül lehetetlen feladatlenne. A légi közlekedéstől az orvostechnikáig egyre nagyobb az igény egyre kisebb, mélyebb és pontosabb furatokra, amelyeket a lehető leggyorsabban és legmegbízhatóbban kell előállítani. A szikraforgácsolással fúrják például a sugárhajtóművek turbinalapátjainak éleit, ami elengedhetetlen a túlmelegedésük megelőzéséhez.