ECM İşleme, Elektrokimyasal İşleme, Taşlama

AGS-TECH Inc'in sunduğu bazı değerli NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes:_cc781905-5cde-3194-bb3b-136badELECEFINCHEMINGE, cc781905-5cde-3194-bb3b-136badELE5cf58d) , PULS ELEKTROKİMYASAL İŞLEME (PECM), ELEKTROKİMYASAL TAŞLAMA (EKG), HİBRİT İŞLEME SÜREÇLERİ.

​

ELEKTROKİMYASAL İŞLEME (ECM) metalin bir elektrokimyasal işlemle uzaklaştırıldığı geleneksel olmayan bir üretim tekniğidir. ECM, tipik olarak, son derece sert malzemeleri ve geleneksel imalat yöntemleri kullanılarak işlenmesi zor olan malzemeleri işlemek için kullanılan bir seri üretim tekniğidir. Üretim için kullandığımız elektrokimyasal işleme sistemleri, yüksek üretim oranlarına, esnekliğe, boyutsal toleransların mükemmel kontrolüne sahip sayısal kontrollü işleme merkezleridir. Elektrokimyasal işleme, titanyum alüminitler, Inconel, Waspaloy ve yüksek nikel, kobalt ve renyum alaşımları gibi sert ve egzotik metallerde küçük ve garip şekilli açıları, karmaşık konturları veya boşlukları kesme yeteneğine sahiptir. Hem dış hem de iç geometriler işlenebilir. Elektrokimyasal işleme sürecinin modifikasyonları, elektrotun kesici takım haline geldiği tornalama, kaplama, kanal açma, trepanlama, profil oluşturma gibi işlemler için kullanılır. Talaş kaldırma hızı yalnızca iyon değişim hızının bir fonksiyonudur ve iş parçasının gücünden, sertliğinden veya tokluğundan etkilenmez. Ne yazık ki elektrokimyasal işleme (ECM) yöntemi, elektriksel olarak iletken malzemelerle sınırlıdır. ECM tekniğini kullanmayı düşünmenin bir diğer önemli noktası, üretilen parçaların mekanik özelliklerini diğer işleme yöntemleriyle üretilenlerle karşılaştırmaktır.

​

ECM, malzemeyi eklemek yerine çıkarır ve bu nedenle bazen "ters elektrokaplama" olarak adlandırılır. Elektrot ve parça arasında, negatif yüklü bir elektrot (katot), iletken bir sıvı (elektrolit) ve bir iletken sıvı (elektrolit) içeren bir elektrolitik malzeme çıkarma işlemi yoluyla yüksek bir akımın geçirilmesi bazı yönlerden elektrik deşarjlı işlemeye (EDM) benzer. iletken iş parçası (anot). Elektrolit, mevcut taşıyıcı görevi görür ve su veya sodyum nitrat içinde karıştırılmış ve çözülmüş sodyum klorür gibi oldukça iletken bir inorganik tuz çözeltisidir. ECM'nin avantajı, alet aşınmasının olmamasıdır. ECM kesici takım, parçaya dokunmadan, işe yakın istenen yol boyunca yönlendirilir. Ancak EDM'den farklı olarak kıvılcım oluşmaz. ECM ile parçaya hiçbir termal veya mekanik gerilim aktarılmadan yüksek talaş kaldırma oranları ve ayna yüzey finisajları mümkündür. ECM, parçada herhangi bir termal hasara neden olmaz ve hiçbir takım kuvveti olmadığından, tipik işleme operasyonlarında olduğu gibi, parçada herhangi bir bozulma ve takım aşınması olmaz. Üretilen elektrokimyasal işleme boşluğunda, takımın dişi eşleşme görüntüsüdür.

​

ECM işleminde, bir katot aleti bir anot iş parçasına taşınır. Şekillendirilmiş alet genellikle bakır, pirinç, bronz veya paslanmaz çelikten yapılır. Basınçlı elektrolit, aletteki geçişlerden kesilen alana ayarlanan sıcaklıkta yüksek bir oranda pompalanır. Besleme hızı, malzemenin “sıvılaşma” hızı ile aynıdır ve takım-iş parçası boşluğundaki elektrolit hareketi, metal iyonları katot takımına plakalama şansı vermeden iş parçası anotundan uzaklaştırır. Takım ile iş parçası arasındaki boşluk 80-800 mikrometre arasında değişir ve 5 – 25 V aralığındaki DC güç kaynağı, aktif işlenmiş yüzeyin 1,5 – 8 A/mm2 arasında akım yoğunluklarını korur. Elektronlar boşluğu geçerken, alet iş parçasında istenen şekli oluşturduğundan, iş parçasındaki malzeme çözülür. Elektrolitik sıvı, bu işlem sırasında oluşan metal hidroksiti taşır. 5A ile 40.000A arasında akım kapasitelerine sahip ticari elektrokimyasal makineler mevcuttur. Elektrokimyasal işlemede malzeme kaldırma oranı şu şekilde ifade edilebilir:

 

MRR = C x I xn

 

Burada MRR=mm3/dak, I=amper cinsinden akım, n=akım verimliliği, C=mm3/A-min cinsinden malzeme sabiti. C sabiti saf maddeler için değerliliğe bağlıdır. Değerlik ne kadar yüksek olursa, değeri o kadar düşük olur. Çoğu metal için 1 ile 2 arasındadır.

 

Ao, elektrokimyasal olarak işlenen üniform kesit alanını mm2 olarak gösteriyorsa, besleme hızı f mm/dak olarak şu şekilde ifade edilebilir:

 

F = MRR / Ao

 

Besleme hızı f, elektrotun iş parçasına nüfuz etme hızıdır.

 

Geçmişte, elektrokimyasal işleme operasyonlarından kaynaklanan yetersiz boyutsal doğruluk ve çevreyi kirleten atık sorunları vardı. Bunlar büyük ölçüde aşıldı.

 

Yüksek mukavemetli malzemelerin elektrokimyasal işleme uygulamalarından bazıları şunlardır:

 

- Kalıp Batırma operasyonları. Kalıp batırma, dövme – kalıp boşluklarının işlenmesidir.

 

- Bir jet motoru türbin kanatlarının, jet motoru parçalarının ve memelerin delinmesi.

 

- Çoklu küçük delik delme. Elektrokimyasal işleme süreci, çapaksız bir yüzey bırakır.

 

- Buhar türbin kanatları yakın sınırlar içinde işlenebilir.

 

- Yüzeylerin çapaklarının alınması için. ECM, çapak alma işleminde işleme proseslerinden kalan metal çıkıntıları ortadan kaldırır ve böylece keskin kenarları köreltir. Elektrokimyasal işleme prosesi, elle veya geleneksel olmayan işleme prosesleriyle geleneksel çapak alma yöntemlerinden daha hızlıdır ve genellikle daha uygundur.

​

ŞEKİLLİ TÜP ELEKTROLİTİK İŞLEME (STEM) küçük çaplı derin delikleri delmek için kullandığımız elektrokimyasal işleme sürecinin bir versiyonudur. Alet olarak, deliğin ve tüpün yan yüzleri gibi diğer bölgelerden malzemenin çıkarılmasını önlemek için elektriksel olarak yalıtkan bir reçine ile kaplanmış bir titanyum tüp kullanılır. 300:1 derinlik-çap oranlarıyla 0,5 mm'lik delikler açabiliyoruz.

​

PULS ELEKTROKİMYASAL İŞLEME (PECM): 100 A/cm2 mertebesinde çok yüksek darbeli akım yoğunlukları kullanıyoruz. Darbeli akımlar kullanarak, kalıp ve kalıp imalatında ECM yöntemi için sınırlamalar getiren yüksek elektrolit akış hızlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırıyoruz. Darbeli elektrokimyasal işleme, yorulma ömrünü iyileştirir ve elektrik deşarjlı işleme (EDM) tekniğinin kalıp ve kalıp yüzeylerinde bıraktığı yeniden döküm katmanını ortadan kaldırır.

​

In ELEKTROKİMYASAL TAŞLAMA (EKG) biz geleneksel taşlama işlemini elektrokimyasal işleme ile birleştiriyoruz. Taşlama çarkı, metal bağlı aşındırıcı elmas veya alüminyum oksit parçacıklarına sahip dönen bir katottur. Akım yoğunlukları 1 ile 3 A/mm2 arasındadır. ECM'ye benzer şekilde, sodyum nitrat gibi bir elektrolit akar ve elektrokimyasal öğütmede metal çıkarma işlemine elektrolitik etki hakimdir. % 5'ten daha az talaş kaldırma, tekerleğin aşındırıcı etkisinden kaynaklanmaktadır. EKG tekniği, karbürler ve yüksek mukavemetli alaşımlar için çok uygundur, ancak öğütücü derin boşluklara kolayca erişemeyebileceğinden, kalıp batırma veya kalıp yapımı için pek uygun değildir. Elektrokimyasal öğütmede malzeme kaldırma oranı şu şekilde ifade edilebilir:

 

MRR = GI / dF

 

Burada MRR mm3/dak cinsinden, G gram cinsinden kütle, I amper cinsinden akım, d g/mm3 cinsinden yoğunluk ve F Faraday sabitidir (96,485 Coulomb/mol). Taşlama çarkının iş parçasına girme hızı şu şekilde ifade edilebilir:

 

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

 

Burada Vs mm3/dak cinsindendir, E volt cinsinden hücre voltajıdır, g mm cinsinden tekerlek-iş parçası aralığıdır, Kp kayıp katsayısıdır ve K elektrolit iletkenliğidir. Elektrokimyasal taşlama yönteminin geleneksel taşlamaya göre avantajı, daha az taş aşınmasıdır, çünkü talaş kaldırmanın %5'inden daha azı diskin aşındırıcı etkisiyle gerçekleşir.

 

​

EDM ve ECM arasında benzerlikler vardır:

 

1. Takım ve iş parçası, aralarında temas olmaksızın çok küçük bir boşlukla ayrılır.

 

2. Alet ve malzeme elektriği iletmelidir.

 

3. Her iki teknik de yüksek sermaye yatırımı gerektirir. Modern CNC makineleri kullanılmaktadır.

 

4. Her iki yöntem de çok fazla elektrik gücü tüketir.

 

5. ECM için alet ve iş parçası arasında bir ortam olarak iletken bir sıvı ve EDM için bir dielektrik sıvı kullanılır.

 

6. Takım, aralarında sabit bir boşluk sağlamak için iş parçasına sürekli olarak beslenir (EDM, aralıklı veya döngüsel, tipik olarak kısmi takım çekilmesini içerebilir).

​

HİBRİT İŞLEME SÜREÇLERİ: ECM, EDM vb. gibi iki veya daha fazla farklı işlemin gerçekleştirildiği hibrit işleme işlemlerinin avantajlarından sıklıkla yararlanırız. kombinasyon halinde kullanılır. Bu bize bir sürecin eksikliklerini diğeriyle giderme ve her bir sürecin avantajlarından yararlanma fırsatı verir.