ข้อควรระวังห้าประการในการประมวลผลกราไฟท์ |การประชุมเชิงปฏิบัติการเครื่องจักรสมัยใหม่

การประมวลผลกราไฟท์อาจเป็นธุรกิจที่ยุ่งยาก ดังนั้นการให้ความสำคัญกับปัญหาบางอย่างเป็นอันดับแรกจึงมีความสำคัญต่อความสามารถในการผลิตและผลกำไร
ข้อเท็จจริงได้พิสูจน์แล้วว่ากราไฟท์นั้นตัดเฉือนได้ยาก โดยเฉพาะอิเล็กโทรด EDM ที่ต้องการความแม่นยำและความสม่ำเสมอของโครงสร้างเป็นเลิศต่อไปนี้เป็นประเด็นสำคัญห้าประการที่ควรจดจำเมื่อใช้กราไฟท์:
เกรดกราไฟท์มองเห็นได้ยาก แต่แต่ละเกรดก็มีคุณสมบัติทางกายภาพและประสิทธิภาพเฉพาะตัวเกรดกราไฟท์แบ่งออกเป็นหกประเภทตามขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ย แต่มักใช้ใน EDM สมัยใหม่เพียงสามประเภทเท่านั้น (ขนาดอนุภาค 10 ไมครอนหรือน้อยกว่า)อันดับในการจัดหมวดหมู่เป็นตัวบ่งชี้การใช้งานและประสิทธิภาพที่เป็นไปได้
อ้างอิงจากบทความโดย Doug Garda (Toyo Tanso ผู้เขียนให้กับสิ่งพิมพ์ในเครือของเราในชื่อ “MoldMaking Technology” ในขณะนั้น แต่ตอนนี้เป็น SGL Carbon) เกรดที่มีช่วงขนาดอนุภาค 8 ถึง 10 ไมครอนจะถูกใช้สำหรับการกัดหยาบงานเก็บผิวละเอียดและรายละเอียดที่แม่นยำน้อยกว่าจะใช้เกรดขนาดอนุภาค 5 ถึง 8 ไมครอนอิเล็กโทรดที่ทำจากเกรดเหล่านี้มักใช้ในการผลิตแม่พิมพ์ตีขึ้นรูปและแม่พิมพ์หล่อขึ้นรูป หรือสำหรับการใช้งานที่เป็นผงและโลหะซินเทอร์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า
การออกแบบรายละเอียดที่ประณีตและคุณสมบัติที่เล็กลงและซับซ้อนมากขึ้น เหมาะสำหรับขนาดอนุภาคตั้งแต่ 3 ถึง 5 ไมครอนมากกว่าการใช้งานอิเล็กโทรดในกลุ่มนี้ ได้แก่ การตัดลวดและการบินและอวกาศ
อิเล็กโทรดที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษซึ่งใช้เกรดกราไฟท์ที่มีขนาดอนุภาค 1 ถึง 3 ไมครอน มักจำเป็นสำหรับการใช้งานโลหะและคาร์ไบด์ชนิดพิเศษในการบินและอวกาศ
เมื่อเขียนบทความเกี่ยวกับ MMT Jerry Mercer จาก Poco Materials ระบุขนาดอนุภาค ความแข็งแรงในการดัดงอ และความแข็งของชายฝั่งเป็นปัจจัยกำหนดหลักสามประการของประสิทธิภาพระหว่างการประมวลผลอิเล็กโทรดอย่างไรก็ตาม โครงสร้างจุลภาคของกราไฟท์มักเป็นปัจจัยจำกัดประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดในระหว่างการทำงานของ EDM ขั้นสุดท้าย
ในบทความ MMT อื่น Mercer ระบุว่าความแข็งแรงในการดัดงอควรสูงกว่า 13,000 psi เพื่อให้แน่ใจว่ากราไฟท์สามารถแปรรูปเป็นซี่โครงที่ลึกและบางได้โดยไม่แตกหักกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์นั้นใช้เวลานานและอาจต้องใช้คุณสมบัติที่มีรายละเอียดและตัดเฉือนยาก ดังนั้นการรับประกันความทนทานเช่นนี้จึงช่วยลดต้นทุนได้
ความแข็งฝั่งวัดความสามารถในการใช้งานของเกรดกราไฟท์Mercer เตือนว่าเกรดกราไฟท์ที่อ่อนเกินไปอาจอุดตันช่องเครื่องมือ ทำให้กระบวนการตัดเฉือนช้าลง หรือทำให้รูเต็มไปด้วยฝุ่น ซึ่งทำให้เกิดแรงกดดันต่อผนังรูในกรณีเหล่านี้ การลดฟีดและความเร็วสามารถป้องกันข้อผิดพลาดได้ แต่จะเพิ่มเวลาในการประมวลผลในระหว่างการประมวลผล กราไฟท์ที่มีความแข็งและมีเม็ดเล็กอาจทำให้วัสดุที่ขอบรูแตกหักได้วัสดุเหล่านี้อาจทำให้เครื่องมือเสียดสีมาก ทำให้เกิดการสึกหรอ ซึ่งส่งผลต่อความสมบูรณ์ของเส้นผ่านศูนย์กลางรู และทำให้ต้นทุนงานเพิ่มขึ้นโดยทั่วไป เพื่อหลีกเลี่ยงการโก่งตัวที่ค่าความแข็งสูง จำเป็นต้องลดฟีดการประมวลผลและความเร็วของแต่ละจุดที่มีความแข็ง Shore สูงกว่า 80 ลง 1%
เนื่องจากวิธีที่ EDM สร้างภาพสะท้อนของอิเล็กโทรดในชิ้นส่วนที่ผ่านการประมวลผล เมอร์เซอร์ยังกล่าวอีกว่าโครงสร้างจุลภาคที่อัดแน่นและสม่ำเสมอถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอิเล็กโทรดกราไฟท์ขอบเขตของอนุภาคที่ไม่สม่ำเสมอจะเพิ่มความพรุน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการกัดเซาะของอนุภาคและเร่งความล้มเหลวของอิเล็กโทรดในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนอิเล็กโทรดขั้นต้น โครงสร้างจุลภาคที่ไม่สม่ำเสมอยังสามารถนำไปสู่ผิวสำเร็จที่ไม่สม่ำเสมอ ปัญหานี้ยิ่งร้ายแรงยิ่งขึ้นในเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ความเร็วสูงจุดแข็งในกราไฟท์อาจทำให้เครื่องมือเบี่ยงเบน ส่งผลให้อิเล็กโทรดขั้นสุดท้ายไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการโก่งตัวนี้อาจเล็กน้อยพอที่จะทำให้รูเอียงปรากฏขึ้นตรงที่จุดเริ่มต้น
มีเครื่องแปรรูปกราไฟท์เฉพาะทางแม้ว่าเครื่องจักรเหล่านี้จะช่วยเร่งการผลิตได้อย่างมาก แต่ก็ไม่ใช่เครื่องจักรเดียวที่ผู้ผลิตสามารถใช้ได้นอกเหนือจากการควบคุมฝุ่น (จะอธิบายต่อไปในบทความ) บทความ MMS ที่ผ่านมายังรายงานถึงประโยชน์ของเครื่องจักรที่มีสปินเดิลที่รวดเร็วและการควบคุมด้วยความเร็วการประมวลผลสูงสำหรับการผลิตกราไฟท์ตามหลักการแล้ว การควบคุมอย่างรวดเร็วควรมีคุณสมบัติที่เป็นการคาดการณ์ล่วงหน้า และผู้ใช้ควรใช้ซอฟต์แวร์เพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางเครื่องมือ
เมื่อชุบอิเล็กโทรดกราไฟท์ กล่าวคือ เติมรูพรุนของโครงสร้างจุลภาคของกราไฟท์ด้วยอนุภาคขนาดไมครอน Garda ขอแนะนำให้ใช้ทองแดงเนื่องจากสามารถแปรรูปทองแดงและโลหะผสมนิกเกิลชนิดพิเศษ เช่น ที่ใช้ในการบินและอวกาศได้อย่างเสถียรเกรดกราไฟท์ที่ชุบทองแดงจะให้ผิวเคลือบที่ละเอียดกว่าเกรดที่ไม่เคลือบในประเภทเดียวกันพวกเขายังสามารถบรรลุการประมวลผลที่มีเสถียรภาพเมื่อทำงานภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น การชะล้างที่ไม่ดีหรือผู้ปฏิบัติงานที่ไม่มีประสบการณ์
ตามบทความที่สามของ Mercer แม้ว่ากราไฟท์สังเคราะห์ซึ่งเป็นชนิดที่ใช้ทำอิเล็กโทรด EDM นั้นมีความเฉื่อยทางชีวภาพ และด้วยเหตุนี้ ในตอนแรกจึงเป็นอันตรายต่อมนุษย์น้อยกว่าวัสดุอื่นๆ บางชนิด แต่การระบายอากาศที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดปัญหาได้กราไฟท์สังเคราะห์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับอุปกรณ์ ซึ่งอาจเกิดการลัดวงจรเมื่อสัมผัสกับวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้านอกจากนี้ กราไฟท์ที่ชุบด้วยวัสดุ เช่น ทองแดงและทังสเตน จำเป็นต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ
เมอร์เซอร์อธิบายว่าดวงตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นฝุ่นกราไฟท์ที่มีความเข้มข้นน้อยมาก แต่ก็ยังสามารถทำให้เกิดการระคายเคือง น้ำตาไหล และรอยแดงได้การสัมผัสกับฝุ่นอาจมีฤทธิ์กัดกร่อนและระคายเคืองเล็กน้อย แต่ไม่น่าจะถูกดูดซึมแนวทางการสัมผัสฝุ่นกราไฟท์โดยเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามเวลา (TWA) ใน 8 ชั่วโมงคือ 10 มก./ลบ.ม. ซึ่งเป็นความเข้มข้นที่มองเห็นได้ และจะไม่ปรากฏในระบบดักฝุ่นที่ใช้งานอยู่
การสัมผัสกับฝุ่นกราไฟท์มากเกินไปเป็นเวลานานอาจทำให้อนุภาคกราไฟท์ที่สูดเข้าไปอยู่ในปอดและหลอดลมสิ่งนี้สามารถนำไปสู่โรคปอดบวมเรื้อรังรุนแรงที่เรียกว่าโรคกราไฟท์การทำกราฟีตมักเกี่ยวข้องกับกราไฟท์ธรรมชาติ แต่ในบางกรณีที่พบไม่บ่อยนักจะเกี่ยวข้องกับกราไฟท์สังเคราะห์
ฝุ่นที่สะสมในสถานที่ทำงานนั้นมีความไวไฟสูง และ (ในบทความที่สี่) เมอร์เซอร์กล่าวว่าฝุ่นสามารถระเบิดได้ภายใต้สภาวะบางประการเมื่อการจุดระเบิดพบอนุภาคละเอียดที่ลอยอยู่ในอากาศมีความเข้มข้นเพียงพอ จะเกิดเพลิงไหม้จากฝุ่นและการลุกไหม้หากฝุ่นฟุ้งกระจายในปริมาณมากหรืออยู่ในพื้นที่ปิดก็มีแนวโน้มที่จะระเบิดได้การควบคุมองค์ประกอบที่เป็นอันตรายใดๆ (เชื้อเพลิง ออกซิเจน การจุดระเบิด การแพร่กระจาย หรือการจำกัด) สามารถลดโอกาสที่จะเกิดการระเบิดของฝุ่นได้อย่างมากในกรณีส่วนใหญ่ อุตสาหกรรมมุ่งเน้นไปที่เชื้อเพลิงโดยการกำจัดฝุ่นออกจากแหล่งกำเนิดผ่านการระบายอากาศ แต่ร้านค้าควรคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดเพื่อให้เกิดความปลอดภัยสูงสุดอุปกรณ์ควบคุมฝุ่นควรมีรูป้องกันการระเบิดหรือระบบป้องกันการระเบิด หรือติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน
Mercer ได้ระบุวิธีการหลักสองวิธีในการควบคุมฝุ่นกราไฟท์: ระบบอากาศความเร็วสูงพร้อมตัวดักฝุ่น ซึ่งสามารถยึดติดหรือเคลื่อนย้ายได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน และระบบเปียกที่ทำให้พื้นที่รอบๆ เครื่องตัดเปียกชุ่มด้วยของเหลว
ร้านค้าที่ดำเนินการแปรรูปกราไฟท์ในปริมาณเล็กน้อยสามารถใช้อุปกรณ์พกพาที่มีตัวกรองอากาศอนุภาคประสิทธิภาพสูง (HEPA) ที่สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างเครื่องจักรได้อย่างไรก็ตาม โรงงานที่แปรรูปกราไฟท์จำนวนมากมักจะใช้ระบบคงที่ความเร็วลมขั้นต่ำในการดักจับฝุ่นคือ 500 ฟุตต่อนาที และความเร็วในท่อจะเพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อย 2,000 ฟุตต่อวินาที
ระบบเปียกมีความเสี่ยงที่ของเหลวจะ “ซึม” (ถูกดูดซับ) เข้าไปในวัสดุอิเล็กโทรดเพื่อชะล้างฝุ่นออกไปการไม่ถอดของเหลวออกก่อนวางอิเล็กโทรดใน EDM อาจส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนของน้ำมันอิเล็กทริกผู้ปฏิบัติงานควรใช้สารละลายสูตรน้ำ เนื่องจากสารละลายเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะดูดซับน้ำมันได้น้อยกว่าสารละลายสูตรน้ำมันการทำอิเล็กโทรดให้แห้งก่อนใช้ EDM มักจะเกี่ยวข้องกับการวางวัสดุในเตาอบแบบพาความร้อนเป็นเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงโดยมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดระเหยของสารละลายเล็กน้อยอุณหภูมิไม่ควรเกิน 400 องศา เนื่องจากจะทำให้วัสดุออกซิไดซ์และกัดกร่อนได้ผู้ปฏิบัติงานไม่ควรใช้ลมอัดเพื่อทำให้อิเล็กโทรดแห้ง เนื่องจากแรงดันอากาศจะดันของเหลวให้ลึกเข้าไปในโครงสร้างของอิเล็กโทรดเท่านั้น
Princeton Tool หวังที่จะขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ เพิ่มอิทธิพลต่อชายฝั่งตะวันตก และกลายเป็นซัพพลายเออร์โดยรวมที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายทั้งสามนี้ในเวลาเดียวกัน การซื้อกิจการร้านตัดเฉือนแห่งอื่นจึงกลายเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด
อุปกรณ์ Wire EDM จะหมุนลวดอิเล็กโทรดนำทางในแนวนอนในแกน E ที่ควบคุมด้วย CNC ช่วยให้โรงปฏิบัติงานมีระยะห่างของชิ้นงานและมีความยืดหยุ่นในการผลิตเครื่องมือ PCD ที่ซับซ้อนและมีความแม่นยำสูง