בחירת גרפיט היא המפתח להשגת ביצועים אופטימליים של השקע שלך
גרפיט הוא החומר הנבחר עבור רוב האלקטרודות EDM המיוצרות כיום בעולם המערבי. בחירת הדרגה הטובה ביותר של גרפיט עבור יישום מסוים יכולה להיות קשה אם ההבדלים בין ציוני גרפיט לא מובנים. בהתאם לדרגת הגרפיט שנבחרה וליישום, הגרפיט יכול להיות המגביל או הגורם המרכזי בהשגת התוצאות הרצויות מהציוד.
קיים מגוון רחב של דרגות ממספר יצרנים לבחירה. כל יצרן משתמש בטכניקות עיבוד שונות, חומרי מקור ובקרות תהליכים, מה שאומר שהמוצר הסופי יהיה שונה לגמרי. הציונים של כל יצרן מתוכננים לביצועים מיטביים עבור סוגים ספציפיים של יישומים. כדי לסייע בבחירת החומר, כל יצרן מפרסם מפרט טכני על החומר שלו, אך אין שיטות בדיקה סטנדרטיות.
מכיוון שכל דרגת גרפיט נראית דומה לדרגה אחרת, המראה אינו חלק מקריטריוני הבחירה. כל כיתה צריכה להיבחר לפי המאפיינים הפיזיים והמאפיינים שלה. כדי להקל על תהליך זה, דרגות שונות של גרפיט מקובצות לשישה סיווגים המופרדים לפי גודל החלקיקים הממוצע. רק ארבעה מתוך ששת הסיווגים מתאימים לשימוש כאלקטרודות EDM. הדירוג של הציונים השונים בתוך הסיווגים הוא אינדיקטור לפוטנציאל הביצועים שלהם.
התקדמות בגרפיט
תעשיית הגרפיט שואפת ללא הרף לייצר ציונים באיכות גבוהה יותר. חומרי גרפיט המשיכו להתפתח יחד עם ההיבטים האחרים של תעשיית ה-EDM, אך בקצב פחות דרמטי. בוצעו התקדמות במבנה המיקרו של חומרי הגרפיט, מכיוון שזהו המפתח לביצועים.
גרפיטים גסים בעלי גודל חלקיקים מעל 100 מיקרון מעולם לא היו מתאימים כחומר אלקטרודה. במהלך העשור האחרון, דרגות בינוניות עם גודל חלקיקים בין 21-100 מיקרון כמעט נעלמו מהשוק כחומר EDM. בשנים האחרונות נעלמו גם רבים מהדרגות הנמוכות בסיווג העדין (11-20 חומרים בגודל חלקיקי מיקרון). חומרי הסיווג הסופר-דק (6-10 גודל החלקיקים) נותרו יציבים. חלק מיצרני החומרים הללו מאפשרים למכור את ציוני הגרפיט שלהם כמותגי בית, מה שעלול לבלבל את משתמש הקצה. בלבול מתרחש כאשר מפיצים מתכלים משנים את שמות מותגי הבית שלהם, אך עדיין משתמשים באותו חומר או משנים את החומר, אך שומרים על אותו שם עבור מותג הבית. אותה כיתה עשויה להיות מוצעת תחת שמות מותגי בית רבים.
הסיווג האולטרה-דק (1-5 מיקרון גודל חלקיק) הוא המקום אליו מכוונים רוב מאמצי הפיתוח האמיתיים. רבים ממוצרי הצריכה מפלסטיק דורשים תבניות עם פרטים עדינים וגימורים שניתן להשיג בקלות עם חומרים עדינים במיוחד. חומרים בסיווג זה מאוד קשים ויקרים לייצור וקשה עוד יותר לייצר חומר עקבי אצווה אחר אצווה ושנה אחר שנה.
יש מעט מאוד ציונים בסיווג האנגסטרופין (< 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.
דרגות הגרפיט התחתונות נעלמות אט אט מהשוק כאשר יישומי EDM משתנים. עבודת תבניות חלל גדולות ללא פירוט עדין ומפרזות ניתן לבצע בקלות על ידי כרסום במהירות גבוהה ובכך להפחית את הצורך בציונים בסיווג העדין. יחד עם זאת עבודת חלל מפורטת ומפורטת דורשת גרפיט עם גדלי חלקיקים קטנים, מבנה מיקרו אחיד וחוזק גבוה כדי לייצר חללים מורכבים עם תכונות קטנות.
ציונים בתוך סיווגים
התכונות הפיזיקליות של כל כיתה של גרפיט קובעות את הדירוג בתוך הסיווגים. המאפיינים המשפיעים על הביצועים הם גודל החלקיקים, חוזק הכיפוף וקשיות החוף. מאפיינים אלה יחד עם צילום מיקרוגרף של המיקרו-מבנה הם הכלים הטובים ביותר לניבוי ביצועי גרפיט.
לגרפיט הטוב ביותר בכל סיווג יש חלקיקים ארוזים בחוזקה עם וריאציות מועטות בגודל. סוג זה של חומר אחיד מתנגד לבלאי הנגרם מהטבע התרמי של תהליך ה-EDM. גודל החלקיקים מצוין בדרך כלל כגודל ממוצע. כאשר גודל החלקיקים משתרע על טווח קטן, מבנה המיקרו של החומר הופך אחיד יותר עם נקבוביות מופחתת. הנקבוביות בגרפיט היא גבול בין חלקיקים. החלקיקים נקשרים זה לזה באמצעים כימיים או מכניים והכשל של מערכת זו הוא זה שמשחרר חלקיקים לתוך הרווח בעת EDMing. אם חלקיקי החומר קטנים, אחידים בגודלם וארוזים היטב, השחיקה של האלקטרודה היא מינימלית. לגודל החלקיקים יש השפעה על גימור השטח המינימלי שהחומר יפיק. מכיוון שהאלקטרודה משחזרת את המבנה שלה בחלל, לא ניתן להשיג גימורי משטח עדינים עם דרגות גרפיט בעלות חלקיקים גדולים ומבנה מיקרו לא אחיד.
מבנה המיקרו של דרגת הגרפיט הוא לעתים קרובות הגורם המגביל הקובע את ביצועי ה-EDM. מיקרו-מבנה לא אחיד עם מגוון רחב של גדלי חלקיקים ונקבוביות יכול להיות בעל נקודות רכות שהן אזורים גדולים של נקבוביות ו/או נקודות קשות שהן קונגלומרטים הנגרמים על ידי מיזוג לא עקבי. כתמים קשים יכולים להיגרם גם על ידי הספגה של הנקבוביות הפתוחה של החומר עם זפת ולאחר מכן עיבוד מחדש של החומר המעניק לחלקיקים ולאזורים הספוגים בזפת ערכי קשיות שונים. מכיוון שעין בלתי מזוינת אינה יכולה לראות את המיקרו-מבנה, אין דרך לזהות את הבעיות הללו לפני תהליך העיבוד. זיהוי הגורם לבעיות עיבוד כרוך בבדיקות הרסניות ובדיקת צילומי מיקרוגרפיה.
