A grafit kiválasztása a kulcs a süllyesztő optimális teljesítményének eléréséhez
A nyugati világban manapság gyártott EDM elektródák többségéhez a grafitot választják. A legjobb minőségű grafit kiválasztása egy adott alkalmazáshoz nehéz lehet, ha nem értjük a grafitminőségek közötti különbségeket. A kiválasztott grafitminőségtől és az alkalmazástól függően a grafit lehet a korlátozó vagy a kulcstényező a berendezés kívánt eredményének elérésében.
A minőségek széles választéka áll rendelkezésre számos gyártótól. Minden gyártó különböző feldolgozási technikákat, alapanyagokat és folyamatszabályozást alkalmaz, ami azt jelenti, hogy a végtermék egészen más lesz. Minden gyártó minőségét úgy tervezték, hogy optimális teljesítményt nyújtsanak bizonyos típusú alkalmazásokhoz. Az anyagválasztás megkönnyítése érdekében minden gyártó műszaki leírást tesz közzé az anyagára vonatkozóan, de nincsenek szabványos vizsgálati módszerek.
Mivel a grafit bármely fajtája hasonlít egy másik minőségre, a megjelenés nem része a kiválasztási kritériumoknak. Minden osztályt fizikai jellemzői és tulajdonságai alapján kell kiválasztani. Ennek a folyamatnak a megkönnyítése érdekében a különféle grafitminőségeket hat osztályozásba sorolják, amelyek az átlagos részecskeméret alapján vannak elkülönítve. A hat osztályozásból csak négy alkalmas EDM elektródaként való használatra. Az, hogy a különböző osztályzatok milyen sorrendben helyezkednek el az osztályozáson belül, a teljesítménypotenciáljuk mutatója.
Előrelépések a grafitban
A grafitipar folyamatosan törekszik a magasabb minőségi osztályok előállítására. A grafit anyagok az EDM-ipar többi aspektusával együtt tovább fejlődtek, de kevésbé drámai ütemben. Fejlődés történt a grafit anyagok mikroszerkezetében, mivel ez a teljesítmény kulcsa.
A 100 mikronnál nagyobb részecskeméretű durva grafit soha nem volt alkalmas elektródaanyagként. Az elmúlt évtizedben a közepes minőségű, 21-100 mikron közötti részecskeméretű anyagok teljesen eltűntek a piacról szikraforgácsolóanyagként. Az elmúlt néhány évben a finom osztályozáson belüli alacsony kategóriás minőségek (11-20 mikronos szemcseméretű anyagok) is eltűntek. A szuperfinom besorolású (6-10 részecskeméret) anyagok stabilak maradtak. Ezen anyagok némelyike gyártója megengedi, hogy grafitminőségeiket saját márkaként értékesítsék, ami zavaró lehet a végfelhasználó számára. Zavar akkor fordul elő, ha a fogyóeszközök forgalmazói megváltoztatják házuk márkájának nevét, de továbbra is ugyanazt az anyagot használják, vagy megváltoztatják az anyagot, de megtartják a ház márkájának ugyanazt a nevet. Ugyanez a minőség számos házmárkanév alatt is elérhető.
Az ultrafinom besorolás (1-5 mikronos részecskeméret) az, ahol a legtöbb valódi fejlesztési erőfeszítés irányul. Sok műanyag fogyasztási cikk olyan finom részletekkel és felületekkel rendelkező formákat igényel, amelyek ultrafinom anyagokkal könnyen elérhetők. Az ebbe a besorolásba tartozó anyagok előállítása nagyon nehéz és költséges, és még nehezebb a konzisztens anyagot tételenként és évről évre előállítani.
Nagyon kevés fokozat van az angstrofine osztályozásban (< 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.
Az alsó kategóriás grafitminőségek lassan eltűnnek a piacról, ahogy az EDM alkalmazások változnak. A nagy üreges öntőforma finom részletek és kovácsoló szerszámok nélkül könnyen elvégezhető nagy sebességű marással, így csökken a finom osztályozási fokozatok szükségessége. Ugyanakkor a bonyolult, részletes üregmunkákhoz kis szemcseméretű, egységes mikroszerkezetű és nagy szilárdságú grafit szükséges, hogy összetett, kis jellemzőkkel rendelkező üregeket hozzon létre.
Osztályzatok az Osztályozáson belül
Az egyes grafitfajták fizikai tulajdonságai meghatározzák az osztályozáson belüli rangsort. A teljesítményt befolyásoló tulajdonságok a részecskeméret, a hajlítószilárdság és a shore-keménység. Ezek a tulajdonságok, valamint a mikrostruktúra mikrofényképe a legjobb eszközök a grafit teljesítményének előrejelzésére.
A legjobb grafit minden osztályozásban szorosan összetömörödött részecskéket tartalmaz, amelyek mérete kismértékben változik. Ez a fajta egységes anyag ellenáll a szikraforgácsolási folyamat termikus természetéből adódó kopásnak. A részecskeméretet általában átlagos méretként adják meg. Ha a részecskeméret egy kis tartományt ölel fel, az anyag mikroszerkezete egyenletesebbé válik, és csökken a porozitása. A grafit porozitása a részecskék közötti határ. A részecskéket kémiai vagy mechanikai eszközökkel kötik össze, és ennek a rendszernek a meghibásodása az, ami a szikraforgácsolás során a résbe bocsátja a részecskéket. Ha az anyag részecskéi kicsik, egyforma méretűek és szorosan össze vannak csomagolva, az elektróda eróziója minimális. A részecskeméret befolyásolja az anyag minimális felületi minőségét. Mivel az elektróda az üregben reprodukálja szerkezetét, a nagy szemcsés és nem egyenletes mikroszerkezetű grafitminőségekkel nem lehet finom felületi minőséget elérni.
A szikraforgácsolási teljesítményt gyakran korlátozó tényező a grafitminőség mikroszerkezete. A részecske- és pórusméretek széles skálájával rendelkező, nem egységes mikroszerkezetben lehetnek lágy foltok, amelyek nagy porozitású területek, és/vagy kemény foltok, amelyek konglomerátumok, amelyeket az inkonzisztens keveredés okoz. Kemény foltokat okozhat az is, hogy az anyag nyitott porozitását szurokkal impregnálják, majd az anyagot újra feldolgozzák, így a részecskék és a szurokkal impregnált területek eltérő keménységi értékeket kapnak. Mivel szabad szemmel nem látható a mikrostruktúra, nincs mód arra, hogy ezeket a problémákat a megmunkálási folyamat előtt észleljük. A megmunkálási problémák okának azonosítása roncsolásos vizsgálatot és mikrofényképek vizsgálatát foglalja magában.
