التشغيل الكهربائي الدقيق بالتفريغ | حلول التفريغ الكهربائي الدقيقة

تُزيل عملية التآكل الكهربائي الميكروي (مايكرو إي دي إم) المادة عبر آلاف الشرارات الكهربائية المُتحكَّم بها بدقة بين قطب كهربائي صغير جدًّا وقطعة عمل موصلة تغمر في سائل عازل. وبما أن هذه العملية لا تعتمد على أي قوة قص ميكانيكية، فإنها تُمكِّن من تصنيع ميزات لا يمكن للطحن التقليدي الوصول إليها: ثقوب دقيقة قطرها من ٠,٠٥ إلى ٠,٥ ملم، وشقوق أضيق من شعرة بشرية، وزوايا داخلية حادة، وأسطح لامعة كالمرآة على فولاذ مُصلَّب يتجاوز صلادته ٦٠ هارديس روكويل سي. وتبدأ سيرتنا الإنتاجية بالرسومات التي يقدِّمها العميل وشهادات المواد، ثم تصميم الأقطاب الكهربائية من الجرافيت أو النحاس التنغستين أو كربيد التنجستن. وتُفحَص الدفعات الداخلة باستخدام أجهزة القياس بالإحداثيات (سي إم إم) وأنظمة الرؤية الآلية قبل التشغيل، بينما تُقاس الأبعاد الحرجة كل ٥٠ قطعة بواسطة جهاز قياس إحداثي، ويُختبر الخشونة السطحية باستخدام مقياس التداخل الضوئي الأبيض. وتُضبط معايير المولِّد مثل زمن تشغيل النبضة والتيار القمة وفولتية الفجوة حسب نوع المادة لتحقيق توازن بين معدل إزالة المادة وارتداء القطب الكهربائي، مع الحفاظ عادةً على ارتداء القطب دون ٠,٢٪ في التجاويف الميكروية. وتشمل التطبيقات قوالب الحقن للأجهزة الطبية، وقوالب العدسات البصرية، والثقوب التبريدية في شفرات التوربينات الجوية، وقوالب الموصلات الدقيقة، وإطارات التوصيلات شبه الموصلة. ووفقًا لدراسات صناعية، تحقِّق عملية مايكرو إي دي إم دقة أبعادية ضمن مدى ±٠,٠٠٣ ملم، وخُشونة سطحية تصل إلى Ra ٠,٠٥ ميكرون، وهي مقاييس تجعلها العملية المفضَّلة لتصنيع القوالب ذات الأضلاع الأقل من ٠,٢ ملم. أما منصات التشغيل فتجمع بين قاعدة من الغرانيت ومحركات خطية ونظام تحكُّم مغلق في الفجوة يأخذ ٢٥٠٠٠٠ عينة في الثانية الواحدة. ويمكن تحقيق أحجام الميزات بدءًا من ٣٠ ميكرون. العنوان التوضيحي: نتائج مُثبتة لعملية التآكل الكهربائي الميكروي عبر الصناعات العالمية

العنوان التجريبي ١: شركة ألمانية لتصنيع القوالب تقلل اهتراء الأقطاب الكهربائية بنسبة ٤٢ في المئة عند تشغيل تجاويف الفولاذ المُصلَّب

الوصف التجريبي ١: واجهت شركة ألمانية لتصنيع القوالب في منطقة بادن-فورتمبيرغ، وتنتج قوالب الحقن الخاصة بموصِّلات السيارات، مشكلةً في اهتراء الأقطاب الكهربائية تجاوزت ٠,٦ في المئة، مع الحاجة المتكررة لإعادة التشغيل أثناء معالجة فولاذ نوع ١,٢٣٤٣ ذي صلادة ٥٢ هارديس. ولذلك، قامت الورشة بتثبيت مركزنا لمكينة التآكل الكهربائي الدقيق (Micro EDM) المزوَّد بالتحكم التكيفي في النبضات ومغزل دوار من محور C، حيث جرى تنفيذ مرحلة التشغيل الخشن عند تيار ١٢ أمبير، والتشطيب عند تيار ٠,٥ أمبير. كما تم ضبط معايير التآكل الكهربائي الدقيق حسب كل تجويف على حدة، بينما ساعد ترشيح السائل العازل حتى حجم جسيمات ١ ميكرون في استقرار تدفقه داخل التجويف. وبعد مرور ثلاثة أشهر، انخفض اهتراء الأقطاب الكهربائية بنسبة ٤٢ في المئة، وانخفضت حالات إعادة التشغيل بنسبة ٧٠ في المئة، واحتفظت التفاوتات في أبعاد التجاويف ضمن حدود ٠,٠٠٣ مم عبر ٢٤٠ تجويفاً. والآن، تعمل الماكينة ٢٢ ساعة يومياً دون تدخل بشري، وأفاد العميل بأن تكلفة أدوات التصنيع لكل قالب انخفضت بنسبة ١٥ في المئة.

العنوان التجريبي ٢: شركة يابانية لتصنيع الموصلات تقلّص زمن التصنيع التمهيدي للدبابيس الدقيقة إلى النصف

وصف الحالة ٢: كان لدى شركة مصنِّعة لمُوصِلات بالقرب من ناغويا في اليابان حاجة إلى قوالب دقيقة للدبابيس بفتحات بعرض ٠٫١٥ مم لمكوِّن هاتف ذكي. ولم تتمكن تقنية قص الأسلاك باستخدام التفريغ الكهربائي (Wire EDM) من الوصول إلى الشكل الهندسي الداخلي، كما أدَّى التلميع اليدوي إلى انحراف الأبعاد. وقامت نظامنا لقص الميكرو-تفريغ الكهربائي (Micro EDM) الذي يستخدم إلكتروداً تنغستينياً قطره ٣٠ ميكرون بتشكيل الفتحات ضمن إعداد واحد فقط، مستخدماً نبضةً نهائية مدتها ٠٫٨ ميكروثانية. وقلَّل التصنيع الدقيق باستخدام التفريغ الكهربائي (Micro electro discharge machining) المدة الزمنية اللازمة من ١٨ يوماً إلى ٩ أيام، وبلغت نعومة السطح Ra ٠٫٠٨ ميكرون، وبقيت دقة المسافة بين الدبوس والدبوس ضمن حدّ ٠٫٠٠٤ مم لجميع الدبابيس الـ١٢٠٠ الموجودة في القالب الواحد. كما انخفض معدل الهدر من ٦٪ إلى ١٫٢٪، ما وفَّر للعميل نحو ٤٦٠٠٠ دولار أمريكي سنوياً.

عنوان الحالة ٣: مورِّد أميركي في قطاع الطيران والفضاء يحقِّق ثقوباً تبريدية قطرها ٠٫١ مم في شفرات التوربينات

وصف الحالة ٣: طلب مورِّد مكوِّنات لقطاع الفضاء الجوي في ولاية أوهايو بالولايات المتحدة الأمريكية ثقوب تبريد بقطر ٠٫١ مم وبزاوية ٣٥ درجة عبر جدار شفرة مصنوعة من سبيكة نيكل فائقة مقاومة بسماكة ٢٫٥ مم. وأسفر الحفر بالليزر عن طبقات إعادة الصهر التي فشلت في اختبارات التعب الميكانيكي. أما باستخدام نظام الحفر الكهروإذابي الدقيق ذي المحاور الخمسة مع غسل عبر العمود الرئيسي، فقد تم حفر الثقوب بمعدل ٩٠ ثقبًا في الساعة مع طبقة إعادة صهر لا تتجاوز سُمكها ٢ ميكرون. ونجح الحفر الكهروإذابي الدقيق في اجتياز اختبارات التعب الميكانيكي بنسبة ١٠٠٪ من العيّنات، وحافظ على قطر الثقوب ضمن مدى ±٠٫٠٠٥ مم، وألغى الحاجة إلى عملية إزالة الحواف الزائدة الثانوية. ونتيجةً لذلك، حصل المورِّد على عقدٍ مدته ثلاث سنوات، ووسَّع عملياته ليشمل أربع آلات خلال ١٨ شهرًا.

عنوان المنتج: أنظمة الحفر الكهروإذابي الدقيق المصمَّمة بدقة لمعالجة أصعب الأشكال الهندسية