La selecció de grafit és la clau per aconseguir un rendiment òptim de la vostra ploma de matriu
El grafit és el material escollit per a la majoria dels elèctrodes EDM produïts avui al món occidental. Seleccionar el millor grau de grafit per a una aplicació concreta pot ser difícil si no s'entenen les diferències entre els graus de grafit. Depenent del grau de grafit seleccionat i de l'aplicació, el grafit pot ser el factor limitant o clau per aconseguir els resultats desitjats de l'equip.
Hi ha una àmplia gamma de graus de diversos fabricants per triar. Cada fabricant utilitza diferents tècniques de processament, materials d'origen i controls de procés, la qual cosa significa que el producte final serà força diferent. Els graus de cada fabricant estan dissenyats per a un rendiment òptim per a tipus específics d'aplicacions. Per ajudar en la selecció del material, cada fabricant publica especificacions tècniques del seu material, però no hi ha mètodes de prova estàndard.
Com que qualsevol grau de grafit s'assembla a un altre grau, l'aparença no forma part dels criteris de selecció. Cada grau s'ha de seleccionar segons les seves característiques físiques i propietats. Per facilitar aquest procés, diversos graus de grafit s'agrupen en sis classificacions que estan segregades per la mida mitjana de les partícules. Només quatre de les sis classificacions són adequades per utilitzar-les com a elèctrodes EDM. La classificació de les diferents qualificacions dins de les classificacions és un indicador del seu potencial de rendiment.
Avenços en grafit
La indústria del grafit s'esforça constantment per produir graus de major qualitat. Els materials de grafit han continuat evolucionant juntament amb els altres aspectes de la indústria de l'EDM, però a un ritme menys espectacular. S'han fet avenços en la microestructura dels materials de grafit, ja que aquesta és la clau del rendiment.
Els grafits gruixuts amb mides de partícules superiors a 100 micres mai han estat adequats com a material d'elèctrode. Durant l'última dècada, els graus mitjans amb una mida de partícules d'entre 21-100 micres gairebé han desaparegut del mercat com a material per electroerosió. En els últims anys també han desaparegut molts dels graus de gamma baixa de la classificació fina (materials de mida de partícules de 11-20 micres). Els materials de classificació superfina (6-10 mida de partícula) s'han mantingut estables. Alguns dels fabricants d'aquests materials permeten que els seus graus de grafit es venguin com a marques pròpies, cosa que pot resultar confusa per a l'usuari final. La confusió es produeix quan els distribuïdors de consumibles canvien el nom de les seves marques de casa, però segueixen utilitzant el mateix material o canvien el material, però mantenen el mateix nom per a la marca de la casa. El mateix grau es pot oferir amb moltes marques de casa.
La classificació ultrafina (mida de partícula de 1-5 micres) és on es dirigeixen la majoria dels esforços de desenvolupament reals. Molts dels productes de consum de plàstic requereixen motlles amb detalls fins i acabats que es poden aconseguir fàcilment amb materials ultrafins. Els materials d'aquesta classificació són molt difícils i cars de fabricar i és encara més difícil produir material consistent lot rere lot i any rere any.
Hi ha molt pocs graus a la classificació d'angstrofina (< 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.
Els graus de grafit d'extrem inferior estan desapareixent lentament del mercat a mesura que canvien les aplicacions EDM. El treball de motlles de cavitat gran sense detalls fins i matrius de forja es pot fer fàcilment mitjançant el fresat d'alta velocitat, reduint així la necessitat de graus en la classificació fina. Al mateix temps, el treball de cavitat detallat complex requereix grafit amb mides de partícules petites, microestructura uniforme i altes forces per produir cavitats complexes i de petites característiques.
Qualificacions dins de les Classificacions
Les propietats físiques de cada grau de grafit determinen la classificació dins de les classificacions. Les propietats que influeixen en el rendiment són la mida de les partícules, la resistència a la flexió i la duresa shore. Aquestes propietats juntament amb una microfotografia de la microestructura són les millors eines per predir el rendiment del grafit.
El millor grafit de qualsevol classificació té partícules ben empaquetades amb poca variació de mida. Aquest tipus de material uniforme resisteix el desgast causat per la naturalesa tèrmica del procés EDM. La mida de les partícules s'indica generalment com a mida mitjana. Quan la mida de les partícules abasta un rang reduït, la microestructura del material es torna més uniforme amb una porositat reduïda. La porositat del grafit és el límit entre les partícules. Les partícules estan unides per mitjans químics o mecànics i la fallada d'aquest sistema és el que allibera partícules a l'espai quan s'efectua l'electroerosió. Si les partícules del material són petites, de mida uniforme i estan ben empaquetades, l'erosió de l'elèctrode és mínima. La mida de les partícules influeix en l'acabat superficial mínim que produirà el material. Com que l'elèctrode reprodueix la seva estructura a la cavitat, no es poden obtenir acabats superficials fins amb graus de grafit que tinguin partícules grans i microestructura no uniforme.
La microestructura del grau de grafit és sovint el factor limitant que determina el rendiment de l'EDM. Una microestructura no uniforme amb una àmplia gamma de mides de partícules i porus pot tenir punts tous que són grans àrees de porositat i/o punts durs que són conglomerats causats per una barreja inconsistent. Els punts durs també es poden causar impregnant la porositat oberta del material amb brea i després reprocessant el material donant a les partícules i a les zones impregnades de breu diferents valors de duresa. Com que l'ull sol no pot veure la microestructura, no hi ha manera de detectar aquests problemes abans del procés de mecanitzat. La identificació de la causa dels problemes de mecanitzat implica proves destructives i l'examen de microfotografies.
