خمسة احتياطات لمعالجة الجرافيت |ورشة الآلات الحديثة

يمكن أن تكون معالجة الجرافيت عملاً صعبًا ، لذا فإن وضع بعض القضايا أولاً أمر بالغ الأهمية للإنتاجية والربحية.
لقد أثبتت الحقائق أن الجرافيت يصعب تصنيعه آليًا ، خاصة بالنسبة للأقطاب الكهربائية التي تتطلب دقة ممتازة واتساقًا هيكليًا.فيما يلي خمس نقاط رئيسية يجب تذكرها عند استخدام الجرافيت:
يصعب تمييز درجات الجرافيت بصريًا ، لكن لكل منها خصائص فيزيائية وأداء فريد.تنقسم درجات الجرافيت إلى ست فئات وفقًا لمتوسط ​​حجم الجسيمات ، ولكن غالبًا ما تستخدم ثلاث فئات أصغر (حجم الجسيمات يبلغ 10 ميكرون أو أقل) في EDM الحديث.الترتيب في التصنيف هو مؤشر على التطبيقات المحتملة والأداء.
وفقًا لمقال دوغ جاردا (Toyo Tanso ، الذي كتب لمنشورتنا الشقيقة "MouldMaking Technology" في ذلك الوقت ، لكنها الآن SGL Carbon) ، يتم استخدام درجات ذات حجم جسيم يتراوح من 8 إلى 10 ميكرون للتخشين.تستخدم تطبيقات التشطيب والتفاصيل الأقل دقة درجات من 5 إلى 8 ميكرون حجم الجسيمات.غالبًا ما تُستخدم الأقطاب الكهربائية المصنوعة من هذه الدرجات في صنع قوالب الحدادة وقوالب الصب بالقالب ، أو لتطبيقات المسحوق الأقل تعقيدًا والمعدنية الملبدة.
يعد التصميم الدقيق التفصيلي والميزات الأصغر والأكثر تعقيدًا أكثر ملاءمة لأحجام الجسيمات التي تتراوح من 3 إلى 5 ميكرون.تشمل تطبيقات الأقطاب الكهربائية في هذا النطاق قطع الأسلاك والفضاء.
غالبًا ما تكون الأقطاب الكهربائية فائقة الدقة التي تستخدم درجات الجرافيت بحجم جسيم من 1 إلى 3 ميكرون مطلوبة لتطبيقات المعادن والكربيد الفضائية الخاصة.
عند كتابة مقال لـ MMT ، حدد Jerry Mercer من Poco Materials حجم الجسيمات وقوة الانحناء وصلابة الشاطئ باعتبارها المحددات الرئيسية الثلاثة للأداء أثناء معالجة القطب.ومع ذلك ، فإن البنية المجهرية للجرافيت عادة ما تكون العامل المحدد في أداء القطب أثناء عملية EDM النهائية.
في مقال آخر من MMT ، ذكر ميرسر أن قوة الانحناء يجب أن تكون أعلى من 13000 رطل لكل بوصة مربعة لضمان إمكانية معالجة الجرافيت في أضلاع عميقة ورقيقة دون كسر.عملية تصنيع أقطاب الجرافيت طويلة وقد تتطلب ميزات تفصيلية يصعب تصنيعها في الماكينة ، لذا فإن ضمان المتانة مثل هذا يساعد في تقليل التكاليف.
تقيس صلابة الشاطئ قابلية تشغيل درجات الجرافيت.يحذر ميرسر من أن درجات الجرافيت شديدة النعومة يمكن أن تسد فتحات الأدوات ، أو تبطئ عملية المعالجة أو تملأ الثقوب بالغبار ، وبالتالي الضغط على جدران الفتحات.في هذه الحالات ، يمكن أن يؤدي تقليل التغذية والسرعة إلى منع الأخطاء ، ولكنه سيزيد من وقت المعالجة.أثناء المعالجة ، يمكن أن يتسبب الجرافيت الصلب صغير الحبيبات أيضًا في كسر المادة الموجودة على حافة الحفرة.قد تكون هذه المواد أيضًا شديدة الكشط للأداة ، مما يؤدي إلى التآكل ، مما يؤثر على سلامة قطر الفتحة ويزيد من تكاليف العمل.بشكل عام ، لتجنب الانحراف عند قيم الصلابة العالية ، من الضروري تقليل تغذية المعالجة وسرعة كل نقطة مع صلابة Shore أعلى من 80 بنسبة 1٪.
نظرًا للطريقة التي تخلق بها EDM صورة معكوسة للقطب الكهربي في الجزء المعالج ، قال ميرسر أيضًا إن البنية المجهرية المعبأة بإحكام والموحدة ضرورية لأقطاب الجرافيت.تزيد حدود الجسيمات غير المستوية من المسامية ، وبالتالي تزيد من تآكل الجسيمات وتسريع فشل القطب.أثناء عملية المعالجة الأولية للإلكترود ، يمكن أن تؤدي البنية المجهرية غير المتساوية أيضًا إلى تشطيب غير مستو للسطح - وهذه المشكلة أكثر خطورة في مراكز المعالجة عالية السرعة.يمكن أن تتسبب البقع الصلبة في الجرافيت أيضًا في انحراف الأداة ، مما يتسبب في أن يكون القطب النهائي خارج المواصفات.قد يكون هذا الانحراف طفيفًا بما يكفي بحيث يظهر الثقب المائل بشكل مستقيم عند نقطة الدخول.
هناك آلات معالجة الجرافيت المتخصصة.على الرغم من أن هذه الآلات ستسرع الإنتاج بشكل كبير ، إلا أنها ليست الآلات الوحيدة التي يمكن للمصنعين استخدامها.بالإضافة إلى التحكم في الغبار (الموصوف لاحقًا في المقالة) ، أبلغت مقالات رسائل الوسائط المتعددة السابقة أيضًا عن فوائد الآلات ذات المغازل السريعة والتحكم بسرعات معالجة عالية لتصنيع الجرافيت.من الناحية المثالية ، يجب أن يكون للتحكم السريع أيضًا ميزات تطلعية ، ويجب على المستخدمين استخدام برنامج تحسين مسار الأداة.
عند تشريب أقطاب الجرافيت - أي ملء مسام بنية الجرافيت المجهرية بجزيئات بحجم الميكرون - توصي جاردا باستخدام النحاس لأنه يمكنه معالجة سبائك النحاس والنيكل الخاصة بشكل ثابت ، مثل تلك المستخدمة في تطبيقات الفضاء.تنتج درجات الجرافيت المشبع بالنحاس تشطيبات أدق من الدرجات غير المشبعة من نفس التصنيف.يمكنهم أيضًا تحقيق معالجة مستقرة عند العمل في ظل ظروف معاكسة مثل التنظيف السيئ أو المشغلين عديمي الخبرة.
وفقًا لمقال ميرسر الثالث ، على الرغم من أن الجرافيت الاصطناعي - وهو النوع المستخدم في صنع أقطاب EDM - خامل بيولوجيًا وبالتالي فهو في البداية أقل ضررًا للإنسان من بعض المواد الأخرى ، إلا أن التهوية غير السليمة يمكن أن تسبب مشاكل.يعتبر الجرافيت الصناعي موصلًا للكهرباء ، مما قد يتسبب في حدوث بعض المشكلات للجهاز ، مما قد يؤدي إلى حدوث قصر في الدائرة الكهربائية عند ملامسته لمواد موصلة أجنبية.بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب الجرافيت المشبع بمواد مثل النحاس والتنغستن عناية إضافية.
أوضح ميرسر أن العين البشرية لا تستطيع رؤية غبار الجرافيت بتركيزات صغيرة جدًا ، ولكن لا يزال من الممكن أن يسبب تهيجًا وتمزقًا واحمرارًا.قد يكون ملامسة الغبار مادة كاشطة ومزعجة قليلاً ، ولكن من غير المحتمل أن يتم امتصاصها.متوسط ​​التعرض المرجح للوقت (TWA) لغبار الجرافيت في 8 ساعات هو 10 مجم / م 3 ، وهو تركيز مرئي ولن يظهر أبدًا في نظام جمع الغبار المستخدم.
يمكن أن يتسبب التعرض المفرط لغبار الجرافيت لفترة طويلة في بقاء جزيئات الجرافيت المستنشقة في الرئتين والشعب الهوائية.هذا يمكن أن يؤدي إلى التهاب رئوي مزمن حاد يسمى مرض الجرافيت.عادة ما ترتبط الرسوم البيانية بالجرافيت الطبيعي ، ولكن في حالات نادرة تكون مرتبطة بالجرافيت الاصطناعي.
الغبار الذي يتراكم في مكان العمل قابل للاشتعال بدرجة كبيرة ، ويقول ميرسر (في المقالة الرابعة) إنه يمكن أن ينفجر في ظل ظروف معينة.عندما يصادف الاشتعال تركيزًا كافيًا من الجزيئات الدقيقة العالقة في الهواء ، سيحدث حريق غبار واحتراق.إذا تناثر الغبار بكميات كبيرة أو كان في منطقة مغلقة ، فمن المرجح أن ينفجر.يمكن أن يؤدي التحكم في أي نوع من العناصر الخطرة (الوقود أو الأكسجين أو الاشتعال أو الانتشار أو التقييد) إلى تقليل احتمالية انفجار الغبار بشكل كبير.في معظم الحالات ، تركز الصناعة على الوقود عن طريق إزالة الغبار من المصدر من خلال التهوية ، ولكن يجب على المخازن مراعاة جميع العوامل لتحقيق أقصى قدر من السلامة.يجب أن تحتوي معدات التحكم في الغبار أيضًا على فتحات مقاومة للانفجار أو أنظمة مقاومة للانفجار ، أو يتم تركيبها في بيئة تعاني من نقص الأكسجين.
حددت Mercer طريقتين رئيسيتين للتحكم في غبار الجرافيت: أنظمة هواء عالية السرعة مع مجمعات غبار - يمكن تثبيتها أو نقلها اعتمادًا على التطبيق - والأنظمة الرطبة التي تشبع المنطقة حول القاطع بالسوائل.
يمكن للمتاجر التي تقوم بكمية صغيرة من معالجة الجرافيت أن تستخدم جهازًا محمولًا مزودًا بفلتر هواء جزيئي عالي الكفاءة (HEPA) يمكن نقله بين الآلات.ومع ذلك ، يجب أن تستخدم ورش العمل التي تعالج كميات كبيرة من الجرافيت عادةً نظامًا ثابتًا.تبلغ سرعة الهواء الدنيا لالتقاط الغبار 500 قدم في الدقيقة ، وتزيد السرعة في القناة إلى 2000 قدم على الأقل في الثانية.
تتعرض الأنظمة الرطبة لخطر "فتل" سائل (يتم امتصاصه) في مادة القطب الكهربائي لطرد الغبار بعيدًا.يمكن أن يؤدي عدم إزالة السائل قبل وضع القطب الكهربائي في EDM إلى تلوث زيت العازل.يجب على المشغلين استخدام الحلول القائمة على الماء لأن هذه الحلول أقل عرضة لامتصاص الزيت من الحلول القائمة على الزيت.عادةً ما يتضمن تجفيف القطب الكهربائي قبل استخدام EDM وضع المادة في فرن حراري لمدة ساعة تقريبًا عند درجة حرارة أعلى بقليل من نقطة تبخر المحلول.يجب ألا تزيد درجة الحرارة عن 400 درجة ، لأن ذلك سيؤدي إلى أكسدة المادة وتآكلها.يجب على المشغلين أيضًا عدم استخدام الهواء المضغوط لتجفيف القطب ، لأن ضغط الهواء سيجبر السائل فقط على عمق أكبر في هيكل القطب.
تأمل Princeton Tool في توسيع مجموعة منتجاتها ، وزيادة تأثيرها على الساحل الغربي ، وأن تصبح موردًا عامًا أقوى.من أجل تحقيق هذه الأهداف الثلاثة في نفس الوقت ، أصبح الاستحواذ على ورشة تصنيع أخرى هو الخيار الأفضل.
يقوم جهاز EDM السلكي بتدوير سلك القطب الكهربائي الموجه أفقيًا في المحور E الذي يتم التحكم فيه بواسطة CNC ، مما يوفر للورشة خلوصًا ومرونة لقطعة العمل لإنتاج أدوات PCD معقدة وعالية الدقة.


الوقت ما بعد: 26 سبتمبر - 2021