La selezione della grafite è la chiave per ottenere le prestazioni ottimali del tuo affondatore
La grafite è il materiale di scelta per la maggior parte degli elettrodi EDM prodotti oggi nel mondo occidentale. Selezionare il miglior grado di grafite per una particolare applicazione può essere difficile se non si comprendono le differenze tra i gradi di grafite. A seconda del grado di grafite selezionato e dell'applicazione, la grafite può essere il fattore limitante o chiave per ottenere i risultati desiderati dall'attrezzatura.
Esiste un'ampia gamma di gradi di diversi produttori tra cui scegliere. Ogni produttore utilizza tecniche di lavorazione, materiali di origine e controlli di processo diversi, il che significa che il prodotto finale sarà piuttosto diverso. I gradi di ogni produttore sono progettati per prestazioni ottimali per tipi specifici di applicazioni. Per aiutare nella selezione del materiale, ogni produttore pubblica specifiche tecniche sul proprio materiale, ma non ci sono metodi di prova standard.
Poiché qualsiasi grado di grafite sembra simile a un altro grado, l'aspetto non fa parte dei criteri di selezione. Ogni grado dovrebbe essere selezionato in base alle sue caratteristiche fisiche e proprietà. Per semplificare questo processo, vari gradi di grafite sono raggruppati in sei classificazioni che sono separate in base alla dimensione media delle particelle. Solo quattro delle sei classificazioni sono adatte all'uso come elettrodi EDM. Il modo in cui i diversi gradi si classificano all'interno delle classificazioni è un indicatore del loro potenziale di prestazioni.
Progressi nella grafite
L'industria della grafite si sforza costantemente di produrre gradi di qualità superiore. I materiali in grafite hanno continuato a evolversi insieme agli altri aspetti dell'industria EDM, ma a un ritmo meno drammatico. Sono stati fatti progressi nella microstruttura dei materiali in grafite, poiché questa è la chiave per le prestazioni.
Le grafiti grossolane con dimensioni delle particelle superiori a 100 micron non sono mai state adatte come materiale per elettrodi. Nell'ultimo decennio, i gradi medi con dimensioni delle particelle comprese tra 21-100 micron sono praticamente scomparsi dal mercato come materiale EDM. Negli ultimi anni sono scomparsi anche molti dei gradi di fascia bassa nella classificazione fine (materiali con dimensioni delle particelle pari a 11-20 micron). I materiali della classificazione superfine (dimensioni delle particelle pari a 6-10) sono rimasti stabili. Alcuni produttori di questi materiali consentono che i loro gradi di grafite vengano venduti come marchi propri, il che può creare confusione per l'utente finale. La confusione si verifica quando i distributori di materiali di consumo cambiano i nomi dei loro marchi propri, ma utilizzano comunque lo stesso materiale o cambiano il materiale, ma mantengono lo stesso nome per il marchio proprio. Lo stesso grado può essere offerto con molti nomi di marchi propri.
La classificazione ultrafine (dimensione delle particelle di 1-5 micron) è quella in cui sono concentrati la maggior parte dei veri sforzi di sviluppo. Molti dei prodotti di consumo in plastica richiedono stampi con dettagli e finiture fini che possono essere facilmente ottenuti con materiali ultrafini. I materiali in questa classificazione sono molto difficili e costosi da realizzare ed è ancora più difficile produrre materiale coerente lotto dopo lotto e anno dopo anno.
Ci sono pochissimi gradi nella classificazione angstrofine (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
I gradi di grafite di fascia bassa stanno lentamente scomparendo dal mercato man mano che cambiano le applicazioni EDM. Il lavoro di stampi a cavità larga senza dettagli fini e matrici di forgiatura può essere facilmente eseguito tramite fresatura ad alta velocità, riducendo così la necessità di gradi nella classificazione fine. Allo stesso tempo, il lavoro di cavità dettagliato e intricato richiede grafite con piccole dimensioni delle particelle, microstruttura uniforme ed elevata resistenza per produrre cavità complesse e di piccole caratteristiche.
Gradi all'interno delle classificazioni
Le proprietà fisiche di ogni grado di grafite determinano la classificazione all'interno delle classificazioni. Le proprietà che influenzano le prestazioni sono la dimensione delle particelle, la resistenza alla flessione e la durezza shore. Queste proprietà, insieme a una microfotografia della microstruttura, sono gli strumenti migliori per prevedere le prestazioni della grafite.
La migliore grafite in qualsiasi classificazione ha particelle strettamente compatte con piccole variazioni di dimensione. Questo tipo di materiale uniforme resiste all'usura causata dalla natura termica del processo EDM. La dimensione delle particelle è generalmente indicata come dimensione media. Quando la dimensione delle particelle si estende su un intervallo ridotto, la microstruttura del materiale diventa più uniforme con porosità ridotta. La porosità nella grafite è il confine tra le particelle. Le particelle sono legate insieme da mezzi chimici o meccanici e il fallimento di questo sistema è ciò che rilascia particelle nello spazio durante l'EDMing. Se le particelle del materiale sono piccole, uniformi di dimensione e strettamente compatte, l'erosione dell'elettrodo è minima. La dimensione delle particelle ha un'incidenza sulla finitura superficiale minima che il materiale produrrà. Poiché l'elettrodo riproduce la sua struttura nella cavità, non è possibile ottenere finiture superficiali fini con gradi di grafite che hanno particelle grandi e microstruttura non uniforme.
La microstruttura del grado di grafite è spesso il fattore limitante che determina le prestazioni EDM. Una microstruttura non uniforme con un'ampia gamma di dimensioni di particelle e pori può avere punti deboli che sono grandi aree di porosità e/o punti duri che sono conglomerati causati da una miscelazione non uniforme. I punti duri possono anche essere causati dall'impregnazione della porosità aperta del materiale con pece e quindi dalla rielaborazione del materiale che conferisce alle particelle e alle aree impregnate di pece valori di durezza diversi. Poiché l'occhio nudo non può vedere la microstruttura, non c'è modo di rilevare questi problemi prima del processo di lavorazione. L'identificazione della causa dei problemi di lavorazione comporta test distruttivi e l'esame di microfotografie.
