La cosa que em va sorprendre la ment quan la vaig aprendre per primera vegada
El mecanitzat de descàrrega elèctrica (EDM per abreujar-se perquè ningú no ho diu tot) utilitza electricitat per tallar metall. No és una eina de filar. No un làser. Només... espurnes.
Petits llamps controlats.
Sé que sembla que m'estic inventant, però juro que és literalment el que està passant. Teniu un elèctrode (l'eina) i la vostra peça de treball (la cosa que esteu tallant), i hi ha un petit espai entre ells ple de fluid dielèctric (normalment oli o aigua desionitzada) i només... ho feu. Una i altra vegada. Milers de vegades per segon. Cada espurna vaporitza una mica de metall.
El meu company de feina Jake (un Jake diferent de qualsevol altre Jake que he esmentat, aparentment tenim molts Jakes) va intentar explicar-me això el meu segon dia i vaig pensar que em feia una broma. "Tallem l'acer amb electricitat?" Sí home. Salvatge.
Per què existeix això (perquè el mecanitzat regular funciona bé?)
Així que aquí està la cosa: el mecanitzat tradicional utilitza talladors giratoris. Molins, torns, totes aquestes coses. Funciona molt bé per a la majoria de coses.
Però què passa si la teva part és:
Material súper dur (com ara carbur o acer per eines endurit)
Formes realment intricades amb cantonades ajustades
Parets primes que es flexionarien o es trencarien amb les forces de tall
Té característiques internes a les quals no pots accedir amb una eina de filar
Aquí és on entra en joc l'EDM. Com que no toca físicament la peça (sempre hi ha aquest petit espai), no hi ha força de tall. I com que és elèctric, no li importa la duresa del material: si condueix l'electricitat, podeu electroerosionar-lo.
Recordo que vam tenir aquesta feina, el client volia aquests petits canals de refrigeració dins d'un motlle d'acer endurit. Com passadissos de 0,020" de diàmetre que es retorcen i giren. No hi ha manera de perforar-ho, no hi ha manera de fresar-lo. Però amb EDM? Ho vam fer. Vam trigar una eternitat, però ho vam fer.
(Bé, tècnicament el nostre noi més experimentat Steve ho va fer. Vaig mirar i vaig intentar no tocar res perquè això era com el mes 2 per a mi.)
Tipus d'EDM (i sí, n'hi ha més d'un)
EDM per cable (en què passo la major part del temps)
Això és com... d'acord, imagineu-vos una serra de cinta, però en comptes d'una fulla, hi ha un fil de llautó prim (normalment de 0,010 "de diàmetre, de vegades més prim, de vegades més gruixut). I en comptes de tallar per serrar, és tallar per espurna.
El cable es mou a través de la peça, alimentant constantment filferro nou, de manera que sempre esteu tallant amb un elèctrode nou. El filferro usat es recull en un contenidor i el vens al tipus de ferralla. Rebem com a 200 dòlars cada dos mesos per cable usat, cosa que suposo que és bo.
La nostra botiga té dos electroerosionadors per fil:
Mitsubishi MV2400R (el de la foto, comprat utilitzat el 2019 per uns 85.000 dòlars, crec? Potser 90.000 dòlars)
Sodick AQ327L (més nou, 2022, ens va costar... Vull dir 180.000 dòlars, però no em cotitzeu)
EDM per filferro és ideal per a:
A través de-talls (tall fins a una part)
Treball de punxada i matriu
Peces de precisió on la tolerància és ajustada (normalment mantenim ±0,0002")
Peces on necessiteu un acabat superficial molt bo
Desavantatges:
LENTA. Com molt lent. El tall d'acer endurit gruixut pot ser de 1-2 polzades quadrades per hora.
Es trenca el cable. Déu meu, el cable es trenca. Esteu a la meitat d'un tall de 6 hores iencaixarel cable es trenca i ara l'has de tornar a enfilar i començar de nou (bé, no s'ha acabat del tot, normalment pots reprendre, però segueix sent molest com l'infern)
El sistema dielèctric necessita un manteniment constant o es fa funny
Sinker EDM (Ram EDM, Plunge EDM, el que en digueu)
Aquí és on teniu un elèctrode amb forma (generalment coure o grafit) i el "enfonseu" a la peça de treball, cremant el material per crear una cavitat.
Tenim una ploma a la nostra botiga: Makino EDNC43 més antiga. El vaig comprar usat, crec que és del 2008 o alguna cosa així. El cost va ser... 35.000 dòlars potser? Funciona bé, però és més lent que els nous.
Això és el que fas servir:
Càries del motlle
Formes 3D complexes
Forats cecs i butxaques
Gravat (tot i que ara hi ha millors maneres de fer-ho)
La captura amb l'electroerosió de plom és que primer cal fer l'elèctrode. Per tant, si necessiteu fer una cavitat de motlle complexa, primer heu de mecanitzar un elèctrode de coure o grafit amb la forma exacta que vulgueu (però cap enrere/inversa), A continuació, feu servir aquest elèctrode per cremar la cavitat a l'acer.
És com... passos addicionals. Però de vegades és l'única manera de fer alguna cosa.
El meu primer treball d'electroerosió de ploma va ser fer una butxaca quadrada senzilla. Em va costar 3 intents perquè vaig seguir fent malbé el càlcul de compensació de l'elèctrode. L'Steve em va trobar a la màquina semblant confós i em va dir "vau explicar el sobretall?" i jo estava com "el què?"
Bons temps. (En realitat no, em vaig sentir com un idiota.)
EDM per forats petits (EDM per perforació)
No en tenim cap, però els he fet servir a botigues anteriors. Bàsicament fa petits forats profunds utilitzant un tub giratori de llautó o coure com a elèctrode.
Ideal per a forats d'arrencada (per a electroerosió per filferro), forats de refrigeració en motlles, broquets d'injecció de combustible, totes aquestes coses. Pot perforar forats tan petits com 0,008 "de diàmetre, de vegades més petits.
Aquestes màquines són relativament barates, com ara 30-40.000 dòlars nous per a un de bàsic. Però encara no en necessitem cap perquè podem subcontractar el treball ocasional de perforació de forats per més barat que tenir la màquina.
Què tan ràpid és? (Spoiler: no gaire)
Aquesta és la part que frustra els clients que no entenen EDM.
Tall en brut per electroerosió per filferro en acer: potser de 10 a 20 polzades quadrades per hora (depèn del gruix i la configuració) Talls descremats (passes d'acabat per obtenir un millor acabat de la superfície): molt més lent, com 5-10 polzades quadrades per hora per passada, i podeu fer 3-4 passades descremades
Sinker EDM: molt variable, però figura 0,5-2 polzades cúbiques per hora per a desbassar
Vaig rebre una trucada d'un client la setmana passada preguntant-me sobre una peça. "Quant de temps trigarà?"
Jo: "Unes 18 hores de temps de màquina" Client: "Per a què? Només fa 4 polzades de llarg!" Jo:respiració profunda"Sí, però és acer per eines H13 endurit amb quatre talls de pas complexos i voleu una tolerància de 0,0001" i un acabat 8Ra, així que... sí. 18 hores".
Van anar a un altre lloc. Tornaran quan l'altra botiga no ho pugui fer. (Això ha passat abans.)
El temps de configuració és on realment perds diners
El tall real podria ser de 18 hores, però la configuració? Això pot ser més fàcil de 4-6 hores.
Has de:
Fixeu la peça (i millor que sigui quadrada i anivellada o les vostres toleràncies són torrades)
Carregueu el programa (si fins i tot en teniu un, de vegades l'estàs escrivint des de zero)
Establiu els punts zero i les dades
Comproveu la tensió del cable i les guies
Assegureu-vos que el tanc dielèctric estigui net i amb la resistivitat adequada
Prova tallar una cantonada per verificar que tot és on creieu que és
Vaig fer malbé una peça de material de 3.000 dòlars una vegada perquè vaig posar el meu Y-zero malament en 0,100". La peça era ferralla. Em vaig sentir malalt. El cap... no estava content. Però va ser genial perquè només hi havia estat 6 mesos i tots ens equivoquem.
(Encara pensa en aquesta part de vegades. Tres mil. Uf.)
La situació del fluid dielèctric
Així que recordes com vaig dir que hi ha líquid a la bretxa? Això s'anomena fluid dielèctric. És super important.
Per a electroerosió amb fil fem servir aigua desionitzada amb additius especials. S'ha de mantenir a la resistivitat adequada: massa conductora i obteniu curtcircuits d'arc, no prou conductors i les espurnes no es formaran correctament.
Tenim aquest sistema DI (sistema de desionització) que filtra i manté l'aigua constantment. Va costar 8.000 dòlars quan el vam comprar. Necessita canvis de resina cada 6-12 mesos a 400 dòlars per pop.
L'aigua fa una olor estranya. No està malament, només... estrany. I fa fred perquè la màquina té un refrigerador per mantenir-la a 68 graus F. A l'estiu, quan hi ha 95 graus F a l'exterior i la nostra botiga AC amb prou feines pot mantenir-se al dia, enganxar la mà al tanc dielèctric és una mica agradable.
Per a l'electroerosió de plom, utilitzem dielèctric-basat en oli. Fa una olor horrible, arriba per tot arreu, s'encén si no aneu amb compte (encara no ens ha passat, toqueu llenya, però he sentit històries).
Precisió i acabat superficial (la part realment genial)
Aquí és on l'EDM realment brilla.
Wire EDM pot contenir fàcilment ± 0,0002 "(això és 0,005 mm per a la vostra gent mètrica). En un bon dia amb tot marcat? Hem arribat a ± 0,0001" que és una bogeria.
L'acabat de la superfície depèn de la configuració -: el tall brut pot ser de 125Ra o pitjor, però després de 3-4 passades de descremat, podeu baixar a 8Ra o millor. Aquesta estranya superfície gairebé semblant al vidre és realment satisfactòria de mirar.
Sinker EDM pot fer encara un millor acabat superficial si realment el necessiteu: he vist acabats 4Ra que semblen miralls. Però això triga una eternitat.
La precisió prové del fet que no hi ha cap desviació de l'eina (perquè no hi ha força de tall), no hi ha desgast de l'eina en el sentit tradicional i les màquines modernes tenen un servocontrol molt bo.
Tipus i paràmetres de cable (aconseguint-se nerd durant un segon)
El cable estàndard és de llautó, normalment de 0,010 "de diàmetre per a la majoria de treballs. Però també hi ha:
Filferro de 0,008 "per a cantonades més estretes
Filferro de 0,012 "per desbassar peces gruixudes més ràpidament
Filferros recoberts (revestits de zinc o tungstè) per a aplicacions específiques
Filferro de molibdè per a casos especials (no tenim això, massa car)
Passem potser entre 20 i 30 bobines de filferro al mes? Cada bobina costa entre 80 i 120 dòlars, depenent del tipus i d'on comprem. Suma.
La configuració és tot aquest art negre de l'amplificador, l'hora d'encesa-, l'hora d'apagada-, la tensió, la tensió del cable, la pressió de rentat... hi ha 20+ paràmetres que podeu modificar. Les màquines més noves tenen configuracions-automàtiques que funcionen bé, però per a les feines complicades, heu d'anar manualment.
L'Steve té una llibreta, una llibreta de paper literal, amb totes les seves configuracions preferides per a diferents materials. Fa 25 anys que fa això i només... ho sap. Encara estic aprenent. Tinc configuracions que funcionen, però no estan optimitzades com la seva.
Costos (també conegut com per què cobrem una tarifa de botiga de 150 $ l'hora)
Pagament de la màquina: ~ 2.800 dòlars al mes (per a la Sodick més recent, el Mitsubishi es paga) Cable: ~ 2.000 dòlars al mes
Filtres/resina/manteniment: ~800$/mes Consum d'energia: probablement 400-500$/mes només per al sistema DI d'EDM: 400-500$/any en resina Consumibles diversos (guies, fonts d'alimentació, etc.): 1.200$/any
A més, ja saps, el lloguer de l'edifici, el meu sou, el sou de l'Steve, l'assegurança, totes aquestes coses.
Així, quan cotitzem 150 dòlars l'hora per al temps d'electroerosió per cable, no ens estem fent rics. És només... el que costa fer funcionar aquestes coses.
Va tenir un client discutir amb mi sobre la tarifa una vegada. "Puc obtenir el fresat CNC per 85 dòlars l'hora!"
Sí, company, però el vostre molí CNC no pot tallar l'acer d'eina endurit amb una tolerància de 0,0002 "amb força de tall zero, així que... pomes i taronges.
Problemes comuns (que em fan venir ganes de cridar)
Es trenca el cable-- Ja ho he esmentat, però val la pena repetir-ho. Res pitjor que tornar del dinar i trobar la màquina aturada amb un trencament de cable 4 hores en un tall de 10 hores. El Sodick més nou té un refil automàtic que ajuda, però el Mitsubishi l'has de fer manualment. Coses divertides.
Contaminació dielèctrica-- Si el dipòsit s'embruta (partícules metàl·liques, olis, el que sigui), la vostra qualitat de tall se'n va a l'infern. Se suposa que hem de netejar el dipòsit setmanalment. Ho fem? Ehh... més com cada 2-3 setmanes si som sincers. Probablement hauria de fer-ho més.
Errors de servo-- De vegades la màquina pensa que hi ha un curt quan no n'hi ha, o viceversa, i obteniu aquests estranys errors de servo. 90% de les vegades que un reinici ho soluciona. L'altre 10% estàs trucant al tècnic.
Problemes de taper-- EDM per filferro pot tallar recte o amb cònic (parets angulades). De vegades vols una mica més, de vegades no. Aconseguir la compensació de conicitat exactament correcta és... complicat. Ho vaig equivocar una vegada en un conjunt de matrius i les peces no es van muntar. Els va haver de retallar. Va ser un mal dia.
Desgast dels elèctrodes(EDM de ploma): el vostre elèctrode de coure o grafit es desgasta a mesura que l'utilitzeu. Cal compensar això. De vegades, feu diversos elèctrodes per a un treball perquè el primer es desgasta a la meitat. És molest.
El programa falla-- He perdut un programa de 12 hores una vegada a causa d'un error de l'ordinador. No havia desat prou recentment. Havia de recrear 3 hores de treball. Ara estalvio obsessivament. Ctrl+S és la memòria muscular.
Val la pena aprendre?
pica els artells perquè òbviament sóc esbiaixat aquí
Mira, EDM és una habilitat de nínxol. No totes les botigues tenen aquestes màquines. Però les botigues que ho fan? Poden cobrar tarifes premium perquè no tothom pot fer aquesta feina.
Ara mateix guanyo uns 28 dòlars l'hora com a operador/programador EDM. Steve guanya més de 38 dòlars l'hora perquè té molta més experiència i pot gestionar les coses realment complexes. Això és... decent? No és increïble, però millor que les tarifes de mecanitzat generals a la nostra zona, que són més de 20-22 dòlars/hora.
La seguretat laboral sembla força bona. Sempre estem ocupats. Botigues de motlles, aeroespacial, dispositius mèdics, eines i matrius: totes aquestes indústries necessiten treball per electroerosió.
Comparació amb altres processos
VS. Fresat CNC:
EDM: Sense forces de tall, treballa amb materials durs, pot fer formes complicades
CNC: més ràpid, més barat per hora, més versàtil per a materials tous
Quan s'ha d'utilitzar EDM: materials durs, no es permet la deflexió, característiques internes complicades
VS. Tall per làser:
EDM: millor precisió, sense zona afectada per la calor, pot fer materials gruixuts
Làser: molt més ràpid, bo per a làmines primes, més barat per a talls senzills en 2D
Quan utilitzar EDM: materials gruixuts, toleràncies ajustades, característiques 3D
VS. Raig d'aigua:
EDM: millor precisió i acabat, només funciona amb materials conductors
Raig d'aigua: més ràpid, funciona amb qualsevol cosa (fins i tot vidre o pedra), capacitat de material més gruixut
Quan s'utilitza EDM: Necessiteu precisió, voleu un bon acabat, el material condueix l'electricitat
Tots tenen el seu lloc. He vist botigues amb les tres.
El futur d'aquestes coses
Les màquines més noves són cada vegada més ràpides amb millors generadors i sistemes de control. El Sodick que vam comprar el 2022 és com un 30% més ràpid que el Mitsubishi per a la mateixa feina.
També hi ha més automatització: roscat automàtic de cables, mesurament automàtic, canvi automàtic d'eines per a electroerosió. Fa la vida més fàcil.
Algunes botigues s'estan automatitzant amb robots que carreguen i descarreguen peces. Encara no hi som (massa petits), però ho podria veure eventualment.
La programació assistida per IA-també comença a ser una cosa que és... interessant? Una mica aterridor per a la seguretat laboral, però també pot facilitar la programació. El jurat encara està fora.
Aleshores, quina és la línia de fons?
es recolza enrere i s'adona que això s'ha tornat molt llarg
EDM és aquest procés súper útil però especialitzat que la majoria de la gent mai pensa. Però el telèfon que tens a la mà? Probablement té peces fetes amb EDM. El cotxe que condueixes? La electroerosió es va utilitzar per fer alguns dels motlles per a peces de plàstic. Implants mèdics? EDM.
Està a tot arreu, només amagat.
Si esteu pensant a dedicar-vos a la fabricació, les habilitats EDM són valuoses. No és tan exigent físicament com el mecanitzat manual, paga decent i sempre hi ha feina.
Si sou propietari d'una botiga i està pensant a comprar un EDM... feu la vostra recerca. Són cars, són lents, però per certs treballs són insubstituïbles. Probablement no sobreviuríem sense la nostra.
Si només tens curiositat de què dimonis és l'EDM... bé, ara ja ho saps. És un llamp controlat que talla metall. Genial, oi?
Si tens curiositatelectroerosió de plomadesprés de llegir tot això? Home, aquí és on es fa realment interessant-veure com un elèctrode crema lentament una cavitat en acer endurit és com... hipnotitzant. Hauríeu de visitar totalment una botiga i veure-la en persona alguna vegada. Molt més genial que jo divagant-ne aquí.