تصنيع ECM ، الآلات الكهروكيميائية ، الطحن

بعض من القيم القيمة NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc هي_cc781905-5cde-136d5-bb3 ، آلات كهربائية كيميائية نبضية (PECM) ، طحن كهربائي (ECG) ، عمليات آلات هجينة.

​

الآلات الكهروميكانيكية (ECM)   هي تقنية تصنيع غير تقليدية حيث تتم إزالة المعدن بعملية كهروكيميائية. عادةً ما تكون وحدة التحكم في المحرك (ECM) إحدى تقنيات الإنتاج الضخم ، وتستخدم لتصنيع المواد والمواد شديدة الصلابة التي يصعب تصنيعها باستخدام طرق التصنيع التقليدية. أنظمة الآلات الكهروكيميائية التي نستخدمها للإنتاج هي مراكز تصنيع يتم التحكم فيها رقميًا مع معدلات إنتاج عالية ومرونة وتحكم مثالي في التفاوتات في الأبعاد. الآلات الكهروكيميائية قادرة على قطع الزوايا الصغيرة والغريبة الشكل ، والملامح المعقدة أو التجاويف في المعادن الصلبة والغريبة مثل الألمنيوم التيتانيوم ، Inconel ، Waspaloy ، وسبائك النيكل والكوبالت والرينيوم عالية. يمكن تشكيل كل من الهندسة الخارجية والداخلية. تُستخدم تعديلات عملية المعالجة الكهروكيميائية لعمليات مثل التدوير ، والكسوة ، والشق ، والنقب ، والتنميط حيث يصبح القطب الكهربائي أداة القطع. معدل إزالة المعدن هو مجرد وظيفة لمعدل التبادل الأيوني ولا يتأثر بقوة أو صلابة أو صلابة قطعة العمل. لسوء الحظ ، فإن طريقة المعالجة الكهروكيميائية (ECM) تقتصر على المواد الموصلة للكهرباء. هناك نقطة مهمة أخرى يجب مراعاتها في نشر تقنية ECM وهي مقارنة الخواص الميكانيكية للأجزاء المنتجة بتلك التي تنتجها طرق المعالجة الأخرى.

​

تزيل وحدة التحكم في المحرك (ECM) المواد بدلاً من إضافتها ، وبالتالي يشار إليها أحيانًا باسم "الطلاء الكهربائي العكسي". إنه يشبه في بعض النواحي معالجة التفريغ الكهربائي (EDM) حيث يتم تمرير تيار عالٍ بين قطب كهربائي والجزء ، من خلال عملية إزالة مادة إلكتروليتية بها قطب سالب الشحنة (كاثود) ، سائل موصل (إلكتروليت) ، و الشغل الموصلة (الأنود). يعمل المنحل بالكهرباء كحامل حالي وهو محلول ملح غير عضوي عالي التوصيل مثل كلوريد الصوديوم المخلوط والمذاب في الماء أو نترات الصوديوم. ميزة ECM هي أنه لا يوجد تآكل للأداة. يتم توجيه أداة القطع ECM على طول المسار المطلوب بالقرب من العمل ولكن دون لمس القطعة. على عكس EDM ، ومع ذلك ، لا يتم إنشاء شرارات. معدلات عالية لإزالة المعادن وتشطيبات سطح المرآة ممكنة مع ECM ، مع عدم نقل الضغوط الحرارية أو الميكانيكية إلى الجزء. لا تسبب ECM أي ضرر حراري للجزء ، وبما أنه لا توجد قوى للأداة ، فلا يوجد تشويه للجزء ولا تآكل للأداة ، كما هو الحال مع عمليات التصنيع النموذجية. في تجويف المعالجة الكهروكيميائية الناتج هو صورة التزاوج الأنثوي للأداة.

​

في عملية ECM ، يتم نقل أداة الكاثود إلى قطعة عمل أنود. تصنع الأداة بشكل عام من النحاس أو النحاس الأصفر أو البرونز أو الفولاذ المقاوم للصدأ. يُضخ الإلكتروليت المضغوط بمعدل مرتفع عند درجة حرارة محددة عبر الممرات الموجودة في الأداة إلى المنطقة التي يتم قطعها. معدل التغذية هو نفسه معدل `` التسييل '' للمادة ، وحركة الإلكتروليت في فجوة قطعة العمل والأداة تغسل الأيونات المعدنية بعيدًا عن أنود قطعة العمل قبل أن تتاح لها فرصة الصفيحة على أداة الكاثود. تتراوح الفجوة بين الأداة وقطعة العمل بين 80-800 ميكرومتر ، كما أن مصدر طاقة التيار المستمر في النطاق 5-25 فولت يحافظ على الكثافة الحالية بين 1.5 - 8 أمبير / مم 2 من السطح المُشَكّل النشط. عندما تعبر الإلكترونات الفجوة ، يتم إذابة المادة من قطعة العمل ، حيث تشكل الأداة الشكل المطلوب في قطعة العمل. ينقل السائل الإلكتروليتي هيدروكسيد المعدن المتكون أثناء هذه العملية. تتوفر آلات كهروكيميائية تجارية بسعات حالية تتراوح بين 5A و 40،000A. يمكن التعبير عن معدل إزالة المواد في المعالجة الكهروكيميائية على النحو التالي:

 

MRR = C x I xn

 

هنا MRR = mm3 / min ، I = التيار بالأمبير ، n = الكفاءة الحالية ، C = ثابت المادة بوحدة mm3 / A-min. يعتمد C الثابت على التكافؤ للمواد النقية. كلما زاد التكافؤ ، انخفضت قيمته. بالنسبة لمعظم المعادن ، يكون بين 1 و 2.

 

إذا كانت Ao تشير إلى أن مساحة المقطع العرضي المنتظمة يتم تشكيلها كهربائياً بوحدة mm2 ، فيمكن التعبير عن معدل التغذية f في mm / min على النحو التالي:

 

F = MRR / Ao

 

معدل التغذية f هو السرعة التي يخترق بها القطب الكهربائي قطعة الشغل.

 

في الماضي كانت هناك مشاكل تتعلق بضعف دقة الأبعاد والنفايات الملوثة للبيئة الناتجة عن عمليات المعالجة الكهروكيميائية. تم التغلب على هذه إلى حد كبير.

 

بعض تطبيقات المعالجة الكهروكيميائية للمواد عالية القوة هي:

 

- عمليات غرق القوالب. غرق القوالب هو عملية تزوير - تجاويف القوالب.

 

- حفر شفرات التوربينات وأجزاء المحرك النفاث والفوهات.

 

- حفر ثقوب صغيرة متعددة. تترك عملية المعالجة الكهروكيميائية سطحًا خاليًا من النتوءات.

 

- يمكن تشكيل شفرات التوربينات البخارية ضمن حدود قريبة.

 

- لإزالة حواف الأسطح. في إزالة الحواف ، تزيل وحدة التحكم في المحرك (ECM) النتوءات المعدنية المتبقية من عمليات المعالجة وبالتالي تخفف الحواف الحادة. تعتبر عملية المعالجة الكهروكيميائية سريعة وغالبًا ما تكون أكثر ملاءمة من الطرق التقليدية لإزالة الحواف اليدوية أو عمليات المعالجة غير التقليدية.

​

الآلات الكهربائية ذات الأنبوب المشكل (STEM)   هي نسخة من عملية المعالجة الكهروكيميائية التي نستخدمها لحفر ثقوب عميقة ذات قطر صغير. يتم استخدام أنبوب التيتانيوم كأداة مغطاة براتنج عازل كهربائيًا لمنع إزالة المواد من مناطق أخرى مثل الوجوه الجانبية للفتحة والأنبوب. يمكننا حفر أحجام ثقوب 0.5 مم بنسب عمق إلى قطر 300: 1

​

الآلات الكهروميكانيكية النبضية (PECM): نستخدم كثافة عالية جدًا للتيار النبضي بترتيب 100 أمبير / سم 2. باستخدام التيارات النبضية ، نلغي الحاجة إلى معدلات تدفق عالية للإلكتروليت مما يفرض قيودًا على طريقة ECM في تصنيع القوالب والقوالب. تعمل المعالجة الكهروكيميائية النبضية على تحسين عمر الكلال وإزالة الطبقة المعاد تشكيلها التي خلفتها تقنية التفريغ الكهربائي (EDM) على أسطح القالب والقوالب.

​

In ELECTROCHEMICAL GRINDING (ECG)   نحن نجمع بين عملية الطحن التقليدية والقطع الكهروكيميائية. عجلة الطحن عبارة عن كاثود دوار به جزيئات كاشطة من الماس أو أكسيد الألومنيوم المترابطين بالمعدن. تتراوح الكثافة الحالية بين 1 و 3 أ / مم 2. على غرار ECM ، يتدفق المنحل بالكهرباء مثل نترات الصوديوم وإزالة المعدن في الطحن الكهروكيميائي يهيمن عليه العمل الإلكتروليتي. تتم إزالة المعادن بنسبة أقل من 5٪ من خلال تأثير جلخ العجلة. تقنية ECG مناسبة تمامًا للكربيدات والسبائك عالية القوة ، ولكنها ليست مناسبة تمامًا لغرق القوالب أو صنع القالب لأن المطحنة قد لا تصل بسهولة إلى التجاويف العميقة. يمكن التعبير عن معدل إزالة المواد في الطحن الكهروكيميائي على النحو التالي:

 

MRR = GI / d F

 

هنا MRR بوحدة mm3 / min ، G الكتلة بالجرام ، I التيار بالأمبير ، d هو الكثافة بـ g / mm3 و F هو ثابت فاراداي (96485 كولوم / مول). يمكن التعبير عن سرعة اختراق عجلة الطحن في قطعة العمل على النحو التالي:

 

مقابل = (G / d F) x (E / g Kp) x K

 

هنا Vs بـ mm3 / min ، E هو جهد الخلية بالفولت ، g هو فجوة العجلة إلى قطعة العمل بالملم ، Kp هو معامل الخسارة و K هو التوصيل بالكهرباء. تتمثل ميزة طريقة الطحن الكهروكيميائية على الطحن التقليدي في تقليل تآكل العجلة لأن أقل من 5٪ من إزالة المعدن تتم بواسطة عمل جلخ للعجلة.

 

​

هناك أوجه تشابه بين EDM و ECM:

 

1. الأداة وقطعة العمل مفصولة بفجوة صغيرة جدًا بدون تلامس بينهما.

 

2. يجب أن تكون كل من الأداة والمواد موصلات للكهرباء.

 

3. كلتا الطريقتين تحتاج إلى استثمارات رأسمالية عالية. يتم استخدام آلات CNC الحديثة

 

4. كلا الطريقتين تستهلك الكثير من الطاقة الكهربائية.

 

5. يتم استخدام مائع موصل كوسيط بين الأداة وقطعة العمل لـ ECM والسائل العازل لـ EDM.

 

6. يتم تغذية الأداة بشكل مستمر نحو قطعة العمل للحفاظ على فجوة ثابتة بينها (قد يتضمن EDM سحبًا متقطعًا أو دوريًا ، وجزئيًا في المعتاد ، للأداة).

​

عمليات الآلات الهجينة: كثيرًا ما نستفيد من مزايا عمليات المعالجة الهجينة حيث توجد عمليتان مختلفتان أو أكثر مثل ECM و EDM ... إلخ. تستخدم في تركيبة. وهذا يتيح لنا الفرصة للتغلب على أوجه القصور في إحدى العمليات من خلال الأخرى ، والاستفادة من مزايا كل عملية.