1. Proprietates electroerosionis (EDM) materiarum graphitarum.
1.1. Celeritas machinationis exonerationis.
Graphitum est materia non metallica cum puncto liquefactionis altissimo 3650°C, dum cuprum punctum liquefactionis 1083°C habet, ita electrodum graphitum condiciones currentis maiores tolerare potest.
Cum area emissionis et scala magnitudinis electrodi maiores sunt, commoda machinationis rudis altae efficientiae materiae graphitae magis manifesta sunt.
Conductivitas thermalis graphiti tertia parte maior est quam conductivitas cupri, et calor per processum exonerationis generatus ad materias metallicas efficacius removendas adhiberi potest. Ergo, efficacia processus graphiti maior est quam ea electrodi cupri in processu mediocri et subtili.
Secundum experientiam processus, celeritas processus exonerationis electrodi graphiti est 1.5~2 vicibus velocior quam electrodi cupri sub condicionibus usus rectis.
1.2. Consumptio electrodi.
Electrodum graphitum proprietatem habet ut condiciones currentium altarum sustinere possit. Praeterea, sub condicione aptae configurationis asperitatis, inter quas materiae chalybis carbonis in machinatione productae, materiam removendo et fluidum operans ad altam temperaturam particularum carbonis decomponuntur, effectu polaritatis, sub actione partialis remotionis materiae, particulae carbonis superficiei electrodi adhaerebunt, stratum protectivum formantes, ita ut electrodum graphitum parvam iacturam in machinatione asperitate habeat, vel etiam "nullam iacturam".
Iactura principalis electrodi in electroerosione (EDM) ex machinatione rudi oritur. Quamquam iactura magna est in condicionibus constituendis ad perficiendum, iactura generalis etiam humilis est propter parvam tolerantiam machinationis partibus reservatam.
In genere, iactura electrodi graphiti minor est quam electrodi cupri in machinatione rudi sub magna currentia et paulo maior quam electrodi cupri in machinatione perficienda. Iactura electrodi graphiti similis est.
1.3. Qualitas superficiei.
Diameter particularum materiae graphitae asperitatem superficiei EDM directe afficit. Quo minor diameter, eo minor asperitas superficiei obtineri potest.
Abhinc annis paucis, materia graphita, particulis phi quinque micronum diametro adhibitis, optima superficies tantum VDI18 EDM (Ra 0.8 micronum) consequi poterat; hodie autem diametri granorum materiae graphitae intra 3 micronum a Phi attingi possunt. Optima superficies stabilem VDI12 EDM (Ra 0.4 micronum) vel gradum subtiliorem consequi potest, sed electrodus graphita EDM imitari potest.
Materia cuprea resistentiam humilem et structuram compactam habet, et sub condicionibus difficilibus stabile tractari potest. Asperitas superficiei minor quam Ra0.1 μm esse potest, et speculo tractari potest.
Ergo, si machinatio emissaria superficiem subtilissimam persequitur, aptius est materiam cupream ut electrodum adhibere, quod est commodum praecipuum electrodi cuprei prae electrodo graphito.
Sed electrodum cupreum, sub magna currentia, superficies electrodi facile aspera fit, aequaliter fissuras apparent, et materiae graphitae hoc problema non habent. Cum asperitas superficialis secundum requisitum VDI26 (Ra2.0 micron) in forma adhibeatur, electrodo graphita a crasso ad subtiliter fieri potest, effectus superficialis aequabilis et vitia superficialia corrigenda efficiuntur.
Praeterea, propter structuram graphiti et cupri diversam, punctum corrosionis superficialis emissionis electrodi graphiti regularius est quam electrodi cupri. Ergo, cum eadem asperitas superficialis VDI20 vel maior tractatur, granularitas superficialis materiae ab electrodo graphiti tractatae distinctior est, et hic effectus granorum superficialium melior est quam effectus superficialis emissionis electrodi cupri.
1.4. Accuratio machinationis.
Coefficiens expansionis thermalis materiae graphitae parvus est, coefficiens expansionis thermalis materiae cupreae quater maior est quam materiae graphitae, ergo in processu dissolutionis, electrodus graphita minus pronus est deformationi quam electrodus cupreus, quo accuratior et stabilior processus obtineri potest.
Praesertim cum costa profunda et angusta tractatur, temperatura localis alta electrodum cupreum facile flectit, at electrodum graphitum non.
Pro electrodo cupreo cum magna proportione profunditatis ad diametrum, certus valor expansionis thermalis compensandus est ad magnitudinem corrigendam durante machinatione constituenda, dum electrodus graphita non requiritur.
1.5. Pondus electrodi.
Materia graphita minus densa est quam cuprum, et pondus electrodi graphitae eiusdem voluminis tantum quinta pars est ponderis electrodi cuprei.
Perspicuum est usum graphiti aptissimum esse electrodo voluminis magni, quod onus fusi machinae EDM magnopere minuit. Electrodus propter pondus magnum incommodum in prehensione non afferet, et deflexionem et dislocationem in processu, et cetera, producet. Magni momenti esse potest electrodum graphiti in processu formae magnae scalae adhibere.
1.6. Difficultas fabricationis electrodi.
Graphitae materiae bona est efficacia machinationis. Resistentia sectionis tantum quarta pars est resistentiae cupri. Sub condicionibus processus rectis, efficacia fresandi electrodi graphitae bis vel ter maior est quam electrodi cupri.
Electrodum graphitum facile angulum purgat, et adhiberi potest ad materiam quae pluribus electrodis perfici debet in unum electrodum tractandam.
Singularis structura particularum materiae graphitae impedit ne lavae post molituram et formationem electrodi oriantur, quod directe requisitis usus satisfacere potest cum lavae non facile tolluntur in modellatione complexa, ita processum politurae manualis electrodi eliminatum et mutationem formae atque errorem magnitudinis ex politura causatum vitans.
Notandum est, quia graphitus pulverem accumulat, molendi graphitum multum pulveris producere, ergo molendi machina sigillum et instrumentum pulveris colligendi habere debet.
Si necesse est edM ad electrodum graphitae tractandum adhibere, eius efficacitas tractandi non tam bona est quam materiae cupreae, celeritas sectionis circiter 40% tardior est quam cuprea.
1.7. Installatio et usus electrodi.
Materia graphita bonam proprietatem copulationis habet. Ad graphitam cum instrumento copulandam adhiberi potest per fresaturam electrodi et exonerationem, quod processum machinationis foraminis cochleae in materia electrodi servare et tempus laboris conservare potest.
Materia graphita relative fragilis est, praesertim electrodus parvus, angustus et longus, qui facile frangitur cum vi externa in usu subiectus est, sed statim scitur electrodum laesum esse.
Si electrodum cupreum est, tantum flectetur nec frangetur, quod periculosissimum est et difficile invenire in usu, et facile ad fragmenta materiae fabricatae ducet.
1.8.Pretium.
Materia cuprea est res non renovabilis, pretii inclinatio magis magisque carior fiet, dum pretium materiae graphitae stabiliri tendit.
Pretium materiae cupreae annis proximis crescens, maiores fabri graphiti processum productionis graphiti emendantes commodum competitivum sibi paraverunt. Nunc, sub eodem volumine, pretia materiae electrodi graphiti et pretia materiae electrodi cupreae plerumque satis magna sunt, sed graphitus efficax processus consequi potest, quamquam usus electrodi cuprei magnum numerum horarum laboris conservat, quod aequivalet directe sumptibus productionis minuendis.
Summa summarum, inter octo proprietates edM electrodi graphiti, eius commoda manifesta sunt: efficacia electrodi fresandi et processus exonerationis significanter melior est quam electrodi cuprei; electrodus magnus pondus parvum habet, bonam stabilitatem dimensionalem, electrodus tenuis non facile deformatur, et textura superficiei melior est quam electrodi cuprei.
Incommodum materiae graphitae est quod non apta est ad tractationem superficialem subtiliter emissam sub VDI12 (Ra0.4 m), et efficacia usus edM ad electrodum faciendum humilis est.
Attamen, ex ratione practica, una ex causis gravissimis quae promotionem efficientem materiarum graphitarum in Sinis afficiunt est quod machina specialis ad graphitam tractandam necessaria est ad electroda molenda, quod nova requisita pro apparatu tractando societatum formarum proponit, quibusdam societatibus parvis fortasse non est haec condicio.
In genere, commoda electrodorum graphitorum maximam partem occasionum processus electrodepositionis (EDM) comprehendunt, et digna sunt divulgatione et applicatione, cum beneficiis diuturnis non parvis. Defectus processus superficierum subtilium per usum electrodorum cupreorum suppleri potest.
2. Selectio materiarum electrodorum graphitarum ad EDM
In materiis graphitis, quattuor praecipue hae indicationes sunt quae directe materiarum efficaciam determinant:
1) Diameter medius particularum materiae
Diameter medius particularum materiae condicionem emissionis materiae directe afficit.
Quo minor est media particula materiae graphitae, eo uniformior est emissio, eo stabilior condicio emissionis, eo melior est qualitas superficiei, et eo minor est iactura.
Quo maior est magnitudo media particularum, eo melior ratio ablationis in machinatione rudi obtineri potest, sed effectus superficialis politurae pauper est et iactura electrodi magna est.
2) Robur flexionis materiae
Robur flexurale materiae est reflexio directa roboris eius, firmitatem structurae internae indicans.
Materia magnae firmitatis satis bonam resistentiam contra emissionem habet. Pro electrodo magnae praecisionis, materia bonae firmitatis, quantum fieri potest, eligenda est.
3) Durities materiae secundum litus
Graphitum durior est quam materiae metallicae, et iactura instrumenti secandi maius est quam metalli secandi.
Simul, alta duritia materiae graphitae in moderatione iacturae emissionis melior est.
4) Resistivitas inherens materiae
Celeritas emissionis materiae graphitae cum alta resistentia inherente tardior erit quam ea cum humili resistentia.
Quo maior est resistentia inherens, eo minor est iactura electrodi, sed quo maior est resistentia inherens, stabilitas exonerationis afficietur.
In praesenti, multae variae graphiti genera a praecipuis graphiti venditoribus mundi praesto sunt.
Generaliter secundum diametrum mediam particularum materiarum graphitarum classificandarum, diameter particularum ≤ 4 m ut graphitus subtilis definitur, particulae intra 5~10 m ut graphitus medius, particulae intra 10 m ut graphitus crassus.
Quo minor est diameter particularum, eo carior materia, eo aptior materia graphita secundum necessitates et sumptum EDM eligi potest.
3. Fabricatio electrodi graphiti
Electrodum graphitae plerumque per molendinam fit.
Ex prospectu technologiae processus, graphitus et cuprum duae materiae diversae sunt, quarum proprietates sectionis diversae perficiendae sunt.
Si electrodum graphitum per processum electrodi cuprei tractatur, problemata necessario evenient, ut frequens fractura laminae, quae usum instrumentorum secandi et parametrorum secandi idoneorum requirit.
Machinando electrodum graphitum melius quam cupreum, ex ratione oeconomica, electio instrumenti carburi oeconomicissima est. Instrumentum adamantum (quod cultellum graphitum appellatur) eligitur, cuius pretium carius est. Sed instrumentum adamantum diuturnum et praecisionem processus praebet, et commodum oeconomicum generale bonum est.
Magnitudo anguli anterioris instrumenti etiam vitam eius utilis afficit; angulus anterior 0° usque ad 50% altior erit quam angulus anterior 15° in vita utili instrumenti, stabilitas sectionis etiam melior est, sed quo maior angulus, eo melior superficies machinationis. Usus anguli 15° instrumenti optimam superficiem machinationis consequi potest.
Celeritas sectionis in machinatione secundum formam electrodi aptari potest, plerumque 10m/min, simile machinationi aluminii vel plasticae; instrumentum secans directe in materiam secandi et deponi potest in machinatione rudi, et phaenomenon collapsus anguli et fragmentationis facile fit in machinatione perficienda, et modus incessus rapidi cultri levis saepe adhibetur.
Electrodum graphitum in processu secandi multum pulveris producet. Ne particulae graphiti a fuso et cochlea machinae inhalentur, duae solutiones praecipuae nunc exstant: una est machina speciali ad graphitum tractandum uti, altera est refectio centri tractandi ordinarii, instrumento speciali ad pulverem colligendum instructi.
Machina fresatoria graphitae celeris specialis, quae in foro est, magnam efficaciam fresandi habet et facile fabricationem electrodorum complexorum cum magna praecisione et bona qualitate superficiei perficere potest.
Si EDM ad electrodum graphiti faciendum necessaria est, commendatur ut materia graphiti tenuis cum diametro particularum minore adhibeatur.
Graphiti mala est efficacia machinandi; quo minor est diameter particulae, eo maior efficacia sectionis obtineri potest, et problemata abnormia, ut frequens ruptura fili et fimbriae superficiales, vitari possunt.
4. Parametri EDM electrodi graphitae
Selectio parametrorum EDM graphiti et cupri satis differt.
Parametri EDM imprimis includunt currentem, latitudinem impulsuum, hiatum impulsuum et polaritatem.
Sequentia fundamenta usus rationalis horum parametrorum praecipuorum describitur.
Densitas currentis electrodi graphiti plerumque est 10~12 A/cm2, multo maior quam electrodi cuprei. Ergo, intra limites currentis in area correspondenti permissi, quo maior currentis eligitur, eo velocior erit celeritas processus emissionis graphiti, eo minor erit iactura electrodi, sed crassior erit asperitas superficiei.
Quo maior est latitudo impulsus, eo minor erit iactura electrodi.
Attamen, maior latitudo impulsuum stabilitatem processus deteriorem, celeritatem processus tardiorem et superficiem asperiorem faciet.
Ut iactura electrodi in machinatione rudi parva sit, latitudo impulsuum relative magna plerumque adhibetur, quae machinationem cum iactura parva electrodi graphiti efficaciter perficere potest cum valor inter 100 et 300 US est.
Ut superficies tenuis et effectus exonerationis stabilis obtineatur, minor latitudo impulsuum eligenda est.
In genere, latitudo impulsuum electrodi graphiti est circiter 40% minor quam electrodi cuprei.
Hiatus pulsus imprimis celeritatem machinationis exonerationis et stabilitatem machinationis afficit. Quo maior valor, eo melior stabilitas machinationis erit, quod utile est ad meliorem uniformitatem superficiei obtinendam, sed celeritas machinationis minuetur.
Sub condicione stabilitatis processus servandae, maior efficacia processus obtineri potest eligendo hiatum impulsuum minorem, sed cum status exonerationis instabilis est, maior efficacia processus obtineri potest eligendo hiatum impulsuum maiorem.
In machinatione per exonerationem electrodi graphiti, hiatus impulsuum et latitudo impulsuum plerumque ad rationem 1:1 constituuntur, dum in machinatione electrodi cuprei, hiatus impulsuum et latitudo impulsuum plerumque ad rationem 1:3 constituuntur.
Sub stabili processu graphiti, proportio inter hiatum impulsuum et latitudinem impulsuum ad 2:3 aptari potest.
In casu parvae amplitudinis impulsuum, utile est stratum tegens in superficie electrodi formare, quod iuvat ad iacturam electrodi minuendam.
Selectio polaritatis electrodi graphiti in EDM fere eadem est ac electrodi cupri.
Secundum effectum polaritatis EDM, machinatio polaritatis positivae plerumque adhibetur cum chalybem in forma machinatur, id est, electrodum polo positivo fontis potentiae connectitur, et opus fabricatum polo negativo fontis potentiae connectitur.
Adhibendo magnam currentem et latitudinem impulsuum, eligendo machinationem polaritatis positivae, damnum electrodi perquam minimum consequi potest. Si polaritas erronea est, damnum electrodi valde magnum fiet.
Tantum cum superficies subtiliter tractanda est minus quam VDI18 (Ra0.8 m) et latitudo impulsus valde parva est, tractatio polaritatis negativae adhibetur ad meliorem superficiei qualitatem obtinendam, sed iactura electrodi magna est.
Nunc instrumenta machinarum CNC edM parametris machinationis per emissionem graphiti instructa sunt.
Usus parametrorum electricorum intelligens est et a systemate perito machinae instrumenti automatice generari potest.
Generaliter, machina parametros processus optimizatos configurare potest eligendo par materialium, genus applicationis, valorem asperitatis superficiei et inserendo aream processus, profunditatem processus, scalationem magnitudinis electrodi, etc. dum programmatur.
Bibliotheca dives in parametris processus pro electrodo graphito machinarum electroerosionarum constituta est. Genus materiae eligi potest: graphitus crassus, graphitus variis materiis operis respondet. Applicatio dividitur secundum genus: norma, sulcus profundus, cuspis acuta, area magna, cavitas magna, ut subtilis. Praeterea, iactura humilis, norma, efficientia alta, et cetera, multa genera processus prioritatis eligendi praebet.
5. Conclusio
Nova materia electrodi graphiti digna est vehementer divulgari, cuius commoda paulatim ab industria domestica formarum fabricandarum agnoscentur et accipientur.
Recta selectio materiarum electrodorum graphitarum et emendatio nexuum technologicorum conexorum magnam efficientiam, altam qualitatem et utilitatem sumptus humilis societatibus fabricationis formarum afferent.
Tempus publicationis: IV Decembris MMXX