Elektrody grafitowe o ultrawysokiej mocy, poprzez zastąpienie elektrod miedzianych elektrodami grafitowymi w produkcji form, znacznie skracają cykl produkcyjny form, zwiększają wydajność pracy i obniżają koszty produkcji form. W ostatnich latach, wraz z wprowadzeniem precyzyjnych i wysokowydajnych form (z coraz krótszymi cyklami formowania), wymagania dotyczące produkcji form stale rosną. Z powodu różnych ograniczeń samych elektrod miedzianych, coraz częściej nie spełniają one wymagań rozwojowych przemysłu form. Grafit, jako materiał elektrodowy do obróbki elektroerozyjnej (EDM), jest szeroko stosowany w przemyśle form ze względu na swoje zalety, takie jak wysoka obrabialność, lekkość, szybkie formowanie, wyjątkowo niski współczynnik rozszerzalności, niskie straty i łatwość obróbki. Jest nieuniknione, że zastąpi on elektrody miedziane.
1. Charakterystyka materiałów elektrod grafitowych
Obróbka CNC charakteryzuje się dużą prędkością obróbki, wysoką obrabialnością i łatwością obróbki. Prędkość obróbki grafitu jest od 3 do 5 razy większa niż elektrod miedzianych, a precyzja obróbki jest szczególnie imponująca. Co więcej, grafit charakteryzuje się bardzo wysoką wytrzymałością. Elektrody o ultrawysokiej (50–90 mm) i ultracienkiej (0,2–0,5 mm) grubości nie ulegają odkształceniom podczas obróbki. Ponadto, w wielu przypadkach produkty muszą charakteryzować się bardzo dobrą teksturą. Wymaga to, aby elektrody były wytwarzane w postaci jak najbardziej zintegrowanych elektrod męskich. Jednak podczas produkcji takich elektrod występują różne ukryte szczeliny w narożnikach. Dzięki łatwemu przycinaniu grafitu, problem ten można łatwo rozwiązać, a liczba elektrod może zostać znacznie zmniejszona, czego nie można osiągnąć w przypadku elektrod miedzianych.
2. Szybkie formowanie elektroerozyjne (EDM), niewielka rozszerzalność cieplna i niskie straty: Ze względu na lepszą przewodność elektryczną grafitu niż miedzi, jego szybkość rozładowania jest szybsza niż miedzi i wynosi od 3 do 5 razy więcej niż miedzi. Ponadto, grafit wytrzymuje stosunkowo duży prąd podczas rozładowania, co jest korzystniejsze w przypadku zgrubnej obróbki elektroerozyjnej. Jednocześnie, przy tej samej objętości, masa grafitu jest 1/5 razy większa niż miedzi, co znacznie zmniejsza obciążenie podczas obróbki elektroerozyjnej. Ma on duże zalety w produkcji dużych elektrod i zintegrowanych elektrod męskich. Temperatura sublimacji grafitu wynosi 4200°C, czyli od 3 do 4 razy więcej niż miedzi (temperatura sublimacji miedzi wynosi 1100°C). W wysokich temperaturach zmienia się
Elektroda grafitowa o bardzo dużej mocy
Ma wyjątkowo mały kształt (1/3 do 1/5 miedzi w tych samych warunkach elektrycznych) i nie mięknie. Energia wyładowania może być skutecznie przenoszona na obrabiany przedmiot przy niskim zużyciu. Ponieważ wytrzymałość grafitu faktycznie wzrasta w wysokich temperaturach, może on skutecznie zmniejszyć straty wyładowania (strata grafitu wynosi 1/4 strat miedzi), zapewniając jakość obróbki.
3. Lekkość i niski koszt: W kosztach produkcji zestawu form, czas obróbki CNC, czas obróbki elektroerozyjnej (EDM) oraz zużycie elektrod stanowią zdecydowaną większość całkowitych kosztów, a wszystkie te czynniki zależą od samego materiału elektrody. W porównaniu z miedzią, prędkość obróbki i prędkość obróbki elektroerozyjnej grafitu są od 3 do 5 razy większe niż w przypadku miedzi. Jednocześnie, minimalizacja zużycia i produkcja zintegrowanej elektrody grafitowej pozwalają zmniejszyć liczbę elektrod, a tym samym zużycie materiału i czas obróbki elektrod. Wszystkie te czynniki mogą znacząco obniżyć koszty produkcji form.
2. Wymagania i charakterystyki obróbki mechanicznej i elektrycznej elektrod grafitowych
1. Produkcja elektrod: Profesjonalna produkcja elektrod grafitowych odbywa się głównie na obrabiarkach szybkoobrotowych. Obrabiarki powinny charakteryzować się dobrą stabilnością, równomiernym i stabilnym ruchem trójosiowym bez wibracji. Ponadto dokładność obrotowa elementów, takich jak wał główny, powinna być jak najwyższa. Elektrodę można również obrabiać na standardowych obrabiarkach, ale proces tworzenia ścieżki narzędzia różni się od procesu obróbki elektrod miedzianych.
2. Elektrody grafitowe do obróbki elektroerozyjnej EDM to elektrody węglowe. Ponieważ grafit charakteryzuje się dobrą przewodnością elektryczną, może znacznie skrócić czas obróbki elektroerozyjnej, co jest jednym z powodów, dla których grafit jest stosowany jako elektroda.
3. Charakterystyka obróbki elektrod grafitowych: Grafit przemysłowy jest twardy i kruchy, co powoduje stosunkowo duże zużycie narzędzi podczas obróbki CNC. Generalnie zaleca się stosowanie narzędzi pokrytych twardym stopem lub diamentem. Podczas obróbki zgrubnej grafitu narzędzie można bezpośrednio umieszczać na przedmiocie obrabianym i zdejmować z niego. Jednak podczas obróbki wykańczającej, aby zapobiec wykruszaniu i pękaniu, często stosuje się metodę lekkiego narzędzia i szybkiego posuwu.
Ogólnie rzecz biorąc, grafit rzadko pęka, gdy głębokość cięcia jest mniejsza niż 0,2 mm, a jakość powierzchni ścianki bocznej może być lepsza. Pył powstający podczas obróbki CNC elektrod grafitowych jest stosunkowo duży i może przedostawać się do prowadnic, śrub pociągowych i wrzecion obrabiarki itp. Wymaga to, aby obrabiarka do obróbki grafitu była wyposażona w odpowiednie urządzenia do usuwania pyłu grafitowego, a także aby obrabiarka miała dobre uszczelnienia, ponieważ grafit jest toksyczny. Proszek grafitowy jest substancją wysoce wrażliwą na reakcje chemiczne. Jego rezystywność zmienia się w różnych środowiskach, co oznacza, że jego wartość rezystancji jest zmienna. Jest jednak jedna rzecz, która pozostaje niezmienna: proszek grafitowy jest jednym z doskonałych niemetalicznych materiałów przewodzących. Dopóki proszek grafitowy jest przechowywany w izolującym obiekcie bez przerwy, jak cienka nić, nadal będzie się elektryzował. Ale jaka jest wartość rezystancji? Nie ma również konkretnej wartości tej wartości, ponieważ stopień rozdrobnienia proszku grafitowego jest zmienny, a wartość rezystancji proszku grafitowego stosowanego w różnych materiałach i środowiskach również będzie różna.
Być może nie wiesz, że proszek grafitowy o wysokiej czystości ma również zastosowania jako przewodnik:
Generalnie guma ma właściwości izolujące. Jeśli wymagana jest przewodność elektryczna, należy dodać substancje przewodzące. Proszek grafitowy charakteryzuje się doskonałą przewodnością elektryczną i właściwościami smarującymi ułatwiającymi wyjmowanie z formy. Grafit jest przetwarzany na proszek grafitowy, który ma doskonałe właściwości smarne i przewodzące. Im wyższa czystość proszku grafitowego, tym lepsze są jego właściwości przewodzące. Wiele fabryk specjalistycznych wyrobów gumowych potrzebuje gumy przewodzącej. Czy zatem proszek grafitowy można dodać do gumy, aby przewodzić prąd elektryczny? Odpowiedź brzmi: tak, ale pojawia się również pytanie: jaka jest proporcja proszku grafitowego w gumie? Niektóre przedsiębiorstwa stosują proporcję nie większą niż 30%, co jest stosowane w przypadku odpornych na zużycie wyrobów gumowych, takich jak opony samochodowe itp. Istnieją również fabryki specjalistycznej gumy, które stosują proporcję 100%. Tylko takie produkty mogą przewodzić prąd elektryczny. Podstawową zasadą przewodności jest to, że przewodnik nie może zostać przerwany, tak jak przewód. Jeśli zostanie przerwany w środku, nie zostanie naelektryzowany. Przewodzący proszek grafitowy w gumie przewodzącej jest przewodnikiem. Jeśli proszek grafitowy zostanie zablokowany przez gumę izolacyjną, nie będzie już przewodził prądu. Dlatego też, jeśli zawartość proszku grafitowego jest zbyt niska, efekt przewodzenia prawdopodobnie będzie słaby.
Proszek grafitowy to substancja wysoce wrażliwa na reakcje chemiczne. Jego rezystywność zmienia się w różnych środowiskach, co oznacza, że jego wartość rezystancji jest zmienna. Jest jednak jedna rzecz, która pozostaje niezmienna: proszek grafitowy o wysokiej czystości jest jednym z doskonałych niemetalicznych materiałów przewodzących. Dopóki proszek grafitowy jest przechowywany w izolującym obiekcie bez przerwy, jak cienka nić, nadal będzie się elektryzował. Ale jaka jest wartość rezystancji? Nie ma również konkretnej wartości, ponieważ stopień rozdrobnienia proszku grafitowego jest zmienny, a wartość rezystancji proszku grafitowego stosowanego w różnych materiałach i środowiskach również będzie się różnić.
Czas publikacji: 09-05-2025