ECM Machining, Electrochemical Machining, Kusaga

Some of the valuable NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc offers are ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM), SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) , MASHENGE YA UMEME YA KUVUTIWA (PECM), KUSAGA KIUMEME (ECG), UCHIMBAJI WA HYBRID.

​

ELECTROCHEMICAL MACHING (ECM) ni mbinu isiyo ya kawaida ya utengenezaji ambapo chuma huondolewa kwa mchakato wa electrochemical. ECM kwa kawaida ni mbinu ya uzalishaji kwa wingi, inayotumika kutengeneza nyenzo ngumu sana na nyenzo ambazo ni ngumu kuchanika kwa kutumia mbinu za kawaida za utengenezaji. Mifumo ya uchakataji-kemikali tunayotumia kwa uzalishaji ni vituo vya usindikaji vinavyodhibitiwa kwa nambari na viwango vya juu vya uzalishaji, kunyumbulika, udhibiti kamili wa uvumilivu wa dimensional. Uchimbaji wa kemikali za kielektroniki unaweza kukata pembe ndogo na zenye umbo lisilo la kawaida, mikondo tata au mashimo katika metali ngumu na ya kigeni kama vile aluminidi ya titanium, Inconel, Waspaloy na aloi za juu za nikeli, kobalti na rhenium. Jiometri zote za nje na za ndani zinaweza kutengenezwa. Marekebisho ya mchakato wa uchakataji wa kieletroniki hutumika kwa shughuli kama vile kugeuza, kutazama, kukata, kupenyeza, kuweka wasifu ambapo elektrodi huwa zana ya kukata. Kiwango cha kuondolewa kwa chuma ni kazi tu ya kiwango cha ubadilishaji wa ion na haiathiriwa na nguvu, ugumu au ugumu wa workpiece. Kwa bahati mbaya njia ya machining electrochemical (ECM) ni mdogo kwa vifaa vya umeme conductive. Jambo lingine muhimu la kuzingatia kupeleka mbinu ya ECM ni kulinganisha mali ya mitambo ya sehemu zinazozalishwa na zile zinazozalishwa na mbinu zingine za machining.

​

ECM huondoa nyenzo badala ya kuiongeza na kwa hivyo wakati mwingine hujulikana kama ''reverse electroplating''. Inafanana kwa njia fulani na usindikaji wa kutokwa kwa umeme (EDM) kwa kuwa mkondo wa juu hupitishwa kati ya elektrodi na sehemu, kupitia mchakato wa uondoaji wa nyenzo za elektroliti zenye elektrodi iliyo na chaji hasi (cathode), kiowevu cha umeme (electrolyte), na a. workpiece conductive (anode). Elektroliti hutumika kama mtoa huduma wa sasa na ni myeyusho wa chumvi isokaboni unaopitisha sana kama vile kloridi ya sodiamu iliyochanganywa na kuyeyushwa katika maji au nitrati ya sodiamu. Faida ya ECM ni kwamba hakuna kuvaa chombo. Chombo cha kukata ECM kinaongozwa kando ya njia inayotakiwa karibu na kazi lakini bila kugusa kipande. Tofauti na EDM, hata hivyo, hakuna cheche zinazoundwa. Viwango vya juu vya uondoaji wa chuma na urekebishaji wa uso wa kioo vinawezekana kwa ECM, bila mikazo ya joto au ya mitambo inayohamishiwa kwenye sehemu hiyo. ECM haisababishi uharibifu wowote wa joto kwa sehemu hiyo na kwa kuwa hakuna nguvu za zana hakuna upotoshaji wa sehemu hiyo na hakuna uvaaji wa zana, kama ingekuwa hivyo kwa shughuli za kawaida za machining. Katika cavity machining electrochemical zinazozalishwa ni picha ya kike kupandisha ya chombo.

​

Katika mchakato wa ECM, chombo cha cathode kinahamishwa kwenye kazi ya anode. Chombo chenye umbo kwa ujumla hutengenezwa kwa shaba, shaba, shaba au chuma cha pua. Electrolyte yenye shinikizo hupigwa kwa kiwango cha juu kwa joto la kuweka kupitia vifungu kwenye chombo hadi eneo linalokatwa. Kiwango cha mlisho ni sawa na kasi ya ''kumiminika'' kwa nyenzo, na mwendo wa elektroliti kwenye mwango wa vifaa vya kufanyia kazi huosha ioni za chuma kutoka kwa anodi ya sehemu ya kufanyia kazi kabla hazijapata nafasi ya kubandika kwenye zana ya cathode. Pengo kati ya zana na sehemu ya kufanyia kazi hutofautiana kati ya mikromita 80-800 na usambazaji wa umeme wa DC katika safu ya 5 - 25 V hudumisha msongamano wa sasa kati ya 1.5 - 8 A/mm2 ya uso unaotumika wa mashine. Elektroni zinapovuka pengo, nyenzo kutoka kwa kiboreshaji cha kazi huyeyushwa, kwani chombo huunda sura inayotaka kwenye sehemu ya kazi. Kioevu cha elektroliti hubeba hidroksidi ya chuma iliyoundwa wakati wa mchakato huu. Mashine za kibiashara za kielektroniki zenye uwezo wa sasa kati ya 5A na 40,000A zinapatikana. Kiwango cha uondoaji wa nyenzo katika usindikaji wa umeme kinaweza kuonyeshwa kama:

 

MRR = C x I xn

 

Hapa MRR=mm3/min, I=sasa katika amperes, n=ufanisi wa sasa, C= nyenzo isiyobadilika katika mm3/A-min. C mara kwa mara inategemea valence kwa vifaa safi. Juu ya valence, chini ni thamani yake. Kwa metali nyingi iko kati ya 1 na 2.

 

Ikiwa Ao inaashiria eneo la sehemu mtambuka linaloundwa kwa njia ya kielektroniki katika mm2, kiwango cha mlisho f katika mm/min kinaweza kuonyeshwa kama:

 

F = MRR / Ao

 

Kiwango cha malisho f ni kasi ambayo elektrodi inapenya sehemu ya kazi.

 

Hapo awali kulikuwa na matatizo ya usahihi duni wa dimensional na taka zinazochafua mazingira kutoka kwa shughuli za uchakataji wa kielektroniki. Haya kwa kiasi kikubwa yameshindwa.

 

Baadhi ya matumizi ya usindikaji wa elektroni wa vifaa vya nguvu ya juu ni:

 

- Shughuli za Kuzama. Kuzama-kufa ni kutengeneza machining - mashimo ya kufa.

 

- Kuchimba vile vile vya turbine ya injini ya ndege, sehemu za injini ya ndege na nozzles.

 

- Uchimbaji wa mashimo madogo mengi. Mchakato wa usindikaji wa umeme huacha uso usio na burr.

 

- Vipande vya turbine za mvuke vinaweza kutengenezwa ndani ya mipaka ya karibu.

 

- Kwa deburring ya nyuso. Katika uondoaji, ECM huondoa makadirio ya chuma yaliyoachwa kutoka kwa michakato ya uchakataji na hivyo kuzima kingo zenye ncha kali. Mchakato wa usindikaji wa elektroni ni wa haraka na mara nyingi ni rahisi zaidi kuliko njia za kawaida za usindikaji kwa mikono au michakato isiyo ya kawaida ya machining.

​

SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHING (STEM) ni toleo la mchakato wa uchakataji wa kielektroniki tunaotumia kuchimba mashimo yenye kipenyo kidogo. Mrija wa titani hutumiwa kama zana ambayo imepakwa resini ya kuhami umeme ili kuzuia uondoaji wa nyenzo kutoka maeneo mengine kama vile nyuso za kando za shimo na bomba. Tunaweza kuchimba ukubwa wa shimo wa mm 0.5 na uwiano wa kina hadi kipenyo wa 300:1.

​

PULSED ELECTROCHEMICAL MACHING (PECM): Tunatumia msongamano wa sasa wa mapigo ya juu sana kwa mpangilio wa 100 A/cm2. Kwa kutumia mikondo ya mapigo tunaondoa hitaji la viwango vya juu vya mtiririko wa elektroliti ambayo inaleta mapungufu kwa njia ya ECM katika utengenezaji wa ukungu na kufa. Utengenezaji wa kemikali wa kielektroniki unaopigika huboresha maisha ya uchovu na huondoa safu ya urejeshaji iliyoachwa na mbinu ya uchakachuaji wa umeme (EDM) kwenye nyuso za ukungu na kufa.

​

Katika ELECTROCHEMICAL KUSAGA (ECG) we huchanganya operesheni ya kawaida ya kusaga na usindikaji wa electrochemical. Gurudumu la kusaga ni cathode inayozunguka yenye chembe za abrasive za almasi au oksidi ya alumini ambayo ni chuma kilichounganishwa. Msongamano wa sasa ni kati ya 1 na 3 A/mm2. Sawa na ECM, elektroliti kama vile nitrati ya sodiamu hutiririka na uondoaji wa chuma katika usagaji wa kielektroniki hutawaliwa na kitendo cha kielektroniki. Chini ya 5% ya kuondolewa kwa chuma ni kwa hatua ya abrasive ya gurudumu. Mbinu ya ECG inafaa kwa carbidi na aloi za nguvu nyingi, lakini haitoshei sana kuzama au kutengeneza ukungu kwa sababu grinder haiwezi kufikia kwa urahisi mashimo ya kina. Kiwango cha uondoaji wa nyenzo katika kusaga electrochemical kinaweza kuonyeshwa kama:

 

MRR = GI / d F

 

Hapa MRR iko katika mm3/min, G ni misa kwa gramu, mimi iko sasa katika amperes, d ni msongamano katika g/mm3 na F ni ya Faraday mara kwa mara (96,485 Coulombs/mole). Kasi ya kupenya kwa gurudumu la kusaga kwenye kiboreshaji cha kazi inaweza kuonyeshwa kama:

 

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

 

Hapa Vs iko katika mm3/min, E ni voltage ya seli katika volts, g ni gurudumu hadi pengo la workpiece katika mm, Kp ni mgawo wa hasara na K ni conductivity ya electrolyte. Faida ya njia ya kusaga electrochemical juu ya kusaga kawaida ni chini ya kuvaa gurudumu kwa sababu chini ya 5% ya kuondolewa kwa chuma ni kwa hatua ya abrasive ya gurudumu.

 

​

Kuna kufanana kati ya EDM na ECM:

 

1. Chombo na workpiece hutenganishwa na pengo ndogo sana bila mawasiliano kati yao.

 

2. Chombo na nyenzo zote lazima ziwe waendeshaji wa umeme.

 

3. Mbinu zote mbili zinahitaji uwekezaji mkubwa wa mtaji. Mashine za kisasa za CNC hutumiwa

 

4. Njia zote mbili hutumia nguvu nyingi za umeme.

 

5. Kiowevu cha conductive hutumika kama kiunganishi kati ya chombo na sehemu ya kazi ya ECM na kiowevu cha dielectri kwa EDM.

 

6. Chombo hiki hulishwa kwa kuendelea kuelekea sehemu ya kazi ili kudumisha pengo la mara kwa mara kati yao (EDM inaweza kujumuisha vipindi au mzunguko, kwa kawaida sehemu, uondoaji wa zana).

​

MICHAKATO YA UCHIMBAJI WA HYBRID: Mara kwa mara sisi hunufaika na manufaa ya michakato ya mseto ya uchakataji ambapo michakato miwili au zaidi tofauti kama vile ECM, EDM….nk. hutumika kwa pamoja. Hii inatupa fursa ya kuondokana na mapungufu ya mchakato mmoja na mwingine, na kufaidika na faida za kila mchakato.