Përpunimi ECM, Përpunimi elektrokimik, bluarja

Some of the valuable NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc offers are ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM), SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) , MAKINIMI ELEKTROKIMIKE PULSED (PECM), BLUARJE ELEKTROKIMIKE (EKG), PROCESET E MAKINIMIT HIBRID.

​

MAKINIMI ELEKTROKIMIKE (ECM) është një teknikë jo-konvencionale e prodhimit ku metali hiqet nga një proces elektrokimik. ECM është zakonisht një teknikë e prodhimit në masë, e përdorur për përpunimin e materialeve dhe materialeve jashtëzakonisht të forta që janë të vështira për t'u përpunuar duke përdorur metodat konvencionale të prodhimit. Sistemet e përpunimit elektrokimik që përdorim për prodhim janë qendra të përpunimit të kontrolluara numerikisht me ritme të larta prodhimi, fleksibilitet, kontroll të përsosur të tolerancave dimensionale. Përpunimi elektrokimik është i aftë të presë kënde të vogla dhe të çuditshme, konturet ose zgavrat e ndërlikuara në metale të forta dhe ekzotike si aluminidet e titanit, Inconel, Waspaloy dhe lidhjet e larta të nikelit, kobaltit dhe reniumit. Mund të përpunohen si gjeometritë e jashtme ashtu edhe ato të brendshme. Modifikimet e procesit të përpunimit elektrokimik përdoren për operacione të tilla si rrotullimi, ballafaqimi, çarja, trepanimi, profilizimi ku elektroda bëhet mjeti prerës. Shkalla e heqjes së metaleve është vetëm një funksion i kursit të shkëmbimit të joneve dhe nuk ndikohet nga forca, fortësia ose qëndrueshmëria e pjesës së punës. Fatkeqësisht, metoda e përpunimit elektrokimik (ECM) është e kufizuar në materiale përçuese elektrike. Një pikë tjetër e rëndësishme për t'u marrë parasysh në vendosjen e teknikës ECM është krahasimi i vetive mekanike të pjesëve të prodhuara me ato të prodhuara nga metoda të tjera të përpunimit.

​

ECM heq materialin në vend që ta shtojë atë dhe për këtë arsye nganjëherë quhet "elektrik i kundërt". Ajo i ngjan në disa mënyra përpunimit të shkarkimit elektrik (EDM) në atë që një rrymë e lartë kalon midis një elektrode dhe pjesës, përmes një procesi të heqjes së materialit elektrolitik që ka një elektrodë të ngarkuar negativisht (katodë), një lëng përçues (elektrolit) dhe një pjesa e punës përçuese (anodë). Elektroliti vepron si bartës aktual dhe është një solucion kripe inorganike shumë përçuese si kloruri i natriumit i përzier dhe i tretur në ujë ose nitrat natriumi. Avantazhi i ECM është se nuk ka konsum të veglave. Vegla prerëse ECM drejtohet përgjatë shtegut të dëshiruar afër punës, por pa prekur copën. Ndryshe nga EDM, megjithatë, nuk krijohen shkëndija. Shkalla e lartë e heqjes së metaleve dhe përfundimet e sipërfaqes së pasqyrës janë të mundshme me ECM, pa asnjë stres termik ose mekanik që transferohet në pjesë. ECM nuk shkakton ndonjë dëmtim termik në pjesë dhe duke qenë se nuk ka forca të veglave, nuk ka shtrembërim të pjesës dhe asnjë konsumim të veglës, siç do të ishte rasti me operacionet tipike të përpunimit. Në zgavrën e përpunimit elektrokimik të prodhuar është imazhi i çiftëzimit femëror i mjetit.

​

Në procesin ECM, një mjet katodë zhvendoset në një pjesë të punës anode. Mjeti i formësuar në përgjithësi është prej bakri, bronzi, bronzi ose çeliku inox. Elektroliti nën presion pompohet me një ritëm të lartë në një temperaturë të caktuar përmes kalimeve në mjet në zonën që pritet. Shpejtësia e furnizimit është e njëjtë me shpejtësinë e "lëngëzimit" të materialit dhe lëvizja e elektrolitit në hendekun e veglës-pjesës së punës i largon jonet metalike nga anoda e pjesës së punës përpara se të kenë mundësinë të vendosen në mjetin katodë. Hendeku midis veglës dhe pjesës së punës varion ndërmjet 80-800 mikrometra dhe furnizimi me energji DC në intervalin 5 – 25 V ruan dendësinë e rrymës midis 1,5 – 8 A/mm2 të sipërfaqes aktive të përpunuar. Ndërsa elektronet kalojnë hendekun, materiali nga pjesa e punës shpërbëhet, pasi mjeti formon formën e dëshiruar në pjesën e punës. Lëngu elektrolitik mbart hidroksidin metalik të formuar gjatë këtij procesi. Makinat elektrokimike komerciale me kapacitete aktuale midis 5A dhe 40,000A janë në dispozicion. Shkalla e heqjes së materialit në përpunimin elektrokimik mund të shprehet si:

 

MRR = C x I xn

 

Këtu MRR=mm3/min, I=rryma në amper, n=eficenca e rrymës, C=një konstante materiale në mm3/A-min. Konstantja C varet nga valenca për materialet e pastra. Sa më e lartë të jetë valenca, aq më e ulët është vlera e saj. Për shumicën e metaleve është midis 1 dhe 2.

 

Nëse Ao shënon zonën uniforme të prerjes tërthore që përpunohet elektrokimikisht në mm2, shpejtësia e furnizimit f në mm/min mund të shprehet si:

 

F = MRR / Ao

 

Shpejtësia e furnizimit f është shpejtësia që elektroda depërton në pjesën e punës.

 

Në të kaluarën kishte probleme të saktësisë së dobët të dimensioneve dhe mbetjeve ndotëse mjedisore nga operacionet e përpunimit elektrokimik. Këto janë tejkaluar në masë të madhe.

 

Disa nga aplikimet e përpunimit elektrokimik të materialeve me rezistencë të lartë janë:

 

- Operacionet Die-Sinking. Fundosja është përpunimi i falsifikimit - kavitetet e kërpudhave.

 

- Shpimi i teheve të turbinës së motorit reaktiv, pjesëve dhe grykave të motorit reaktiv.

 

- Shpimi i shumë vrimave të vogla. Procesi i përpunimit elektrokimik lë një sipërfaqe pa gërvishtje.

 

- Tehet e turbinës me avull mund të përpunohen brenda kufijve të ngushtë.

 

- Për pastrimin e sipërfaqeve. Në heqjen e gërvishtjeve, ECM heq projeksionet metalike të mbetura nga proceset e përpunimit dhe kështu zbeh skajet e mprehta. Procesi i përpunimit elektrokimik është i shpejtë dhe shpesh më i përshtatshëm se metodat konvencionale të pastrimit me dorë ose proceset e përpunimit jo tradicional.

​

MAKINIMI ELEKTROLITIK ME TUBE ME FORMË (STEM) është një version i procesit të përpunimit elektrokimik që ne përdorim për shpimin e vrimave të thella me diametër të vogël. Një tub titani përdoret si mjet i cili është i veshur me një rrëshirë izoluese elektrike për të parandaluar heqjen e materialit nga zona të tjera si faqet anësore të vrimës dhe tubit. Mund të shpojmë vrima me madhësi 0,5 mm me raporte thellësi-diametër 300:1

​

MAKINIMI ELEKTROKIMIKE PULSED (PECM): Ne përdorim densitet shumë të lartë të rrymës pulsuese në rendin prej 100 A/cm2. Duke përdorur rryma pulsuese, ne eliminojmë nevojën për shpejtësi të lartë të rrjedhës së elektrolitit, gjë që paraqet kufizime për metodën ECM në fabrikimin e mykut dhe të kallëpit. Përpunimi elektrokimik me pulsim përmirëson jetëgjatësinë e lodhjes dhe eliminon shtresën e riformuar të mbetur nga teknika e përpunimit të shkarkimit elektrik (EDM) në sipërfaqet e kallëpit dhe mbulesës.

​

In BLUARJE ELEKTROKIMIKE (ECG) ne kombinojmë funksionimin e bluarjes konvencionale me makinerinë elektrokimike. Rrota bluarëse është një katodë rrotulluese me grimca gërryese të diamantit ose oksidit të aluminit që janë të lidhura me metal. Dendësia e rrymës varion midis 1 dhe 3 A/mm2. Ngjashëm me ECM, një elektrolit si nitrat natriumi rrjedh dhe heqja e metalit në bluarjen elektrokimike dominohet nga veprimi elektrolitik. Më pak se 5% e heqjes së metalit bëhet nga veprimi gërryes i rrotës. Teknika e EKG-së është e përshtatshme për karbidet dhe aliazhet me rezistencë të lartë, por jo aq shumë e përshtatshme për zhytjen ose prodhimin e mykut, sepse mulli mund të mos hyjë lehtësisht në zgavrat e thella. Shkalla e heqjes së materialit në bluarjen elektrokimike mund të shprehet si:

 

MRR = GI / d F

 

Këtu MRR është në mm3/min, G është masa në gram, I është rrymë në amper, d është dendësia në g/mm3 dhe F është konstanta e Faradeit (96,485 Kulomb/mole). Shpejtësia e depërtimit të rrotës bluarëse në pjesën e punës mund të shprehet si:

 

Vs = (G / d F) x (E / g Kp) x K

 

Këtu Vs është në mm3/min, E është voltazhi i qelizës në volt, g është hendeku midis rrotave dhe pjesës së punës në mm, Kp është koeficienti i humbjes dhe K është përçueshmëria e elektrolitit. Avantazhi i metodës së bluarjes elektrokimike ndaj bluarjes konvencionale është konsumimi më i vogël i rrotave sepse më pak se 5% e heqjes së metalit është nga veprimi gërryes i rrotës.

 

​

Ka ngjashmëri midis EDM dhe ECM:

 

1. Vegla dhe pjesa e punës janë të ndara nga një hendek shumë i vogël pa një kontakt në mes tyre.

 

2. Si mjeti ashtu edhe materiali duhet të jenë përcjellës të rrymës elektrike.

 

3. Të dyja teknikat kanë nevojë për investime të larta kapitale. Përdoren makina moderne CNC

 

4. Të dyja metodat konsumojnë shumë energji elektrike.

 

5. Një lëng përçues përdoret si një medium midis veglës dhe pjesës së punës për ECM dhe një lëng dielektrik për EDM.

 

6. Mjeti ushqehet vazhdimisht drejt pjesës së punës për të mbajtur një hendek konstant midis tyre (EDM mund të përfshijë tërheqje të përhershme ose ciklike, zakonisht të pjesshme, të veglave).

​

PROCESET E MAKINIMIT HIBRID: Ne shpesh përfitojmë nga përfitimet e proceseve të përpunimit hibride ku dy ose më shumë procese të ndryshme si ECM, EDM… etj. përdoren në kombinim. Kjo na jep mundësinë që të kapërcejmë mangësitë e njërit proces nga tjetri dhe të përfitojmë nga avantazhet e secilit proces.