เครื่อง EDM Die Sinking: การแก้ปัญหาข้อผิดพลาดทั่วไปในกระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์

เครื่อง EDM Die Sinking ช่วยให้การผลิตแม่พิมพ์ซับซ้อนเป็นไปได้อย่างไร

เครื่อง EDM die sinking มีประสิทธิภาพสูงในการสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนในวัสดุแข็งๆ เช่น เหล็กกล้าเครื่องมือที่ผ่านการชุบแข็ง ไทเทเนียม และทังสเตนคาร์ไบด์ โดยใช้เทคนิคการกัดกร่อนด้วยประจุไฟฟ้า สิ่งที่ทำให้เครื่องเหล่านี้โดดเด่นเมื่อเทียบกับการกัดหรือเจาะแบบทั่วไปคือ สามารถผลิตรอยมุมภายในที่คมมากจนมีรัศมีเพียง 0.1 มม. รวมถึงร่องลึกและรายละเอียดขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือใบพัดเทอร์ไบน์ในเครื่องยนต์อากาศยาน โรงงานส่วนใหญ่จะใช้อิเล็กโทรดที่ทำจากกราไฟต์หรือทองแดงในการถ่ายทอดรายละเอียดที่ประณีตเหล่านี้ตลอดชุดการผลิต โดยรักษาระดับความแม่นยำไว้ที่ประมาณ ±5 ไมครอน จากชิ้นงานหนึ่งไปยังอีกชิ้นหนึ่ง

กลไกการทำงานหลักของเครื่องจักรกลกำเนิดไฟฟ้าด้วยการปล่อยประจุ

กระบวนการนี้จะจุ่มขั้วไฟฟ้าและชิ้นงานลงในของเหลวไดอิเล็กทริก ซึ่งสร้างประกายไฟ 10,000–50,000 ครั้งต่อวินาที ที่ทำให้วัสดุระเหยที่อุณหภูมิ 8,000–12,000°C โดยปรับแรงดันไฟฟ้า (50–300V) และระยะเวลาการปล่อยประจุ (2–200 µs) อย่างแม่นยำ เพื่อขจัดวัสดุออกประมาณ 0.02–0.5 mm³ ต่อหนึ่งประกายไฟ ขณะที่รักษาระดับความหยาบผิว (Ra) ไว้ระหว่าง 0.1–0.4 µm

กรณีศึกษา: การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์รถยนต์

การวิเคราะห์จาก CAM Resources ในปี 2023 แสดงให้เห็นว่าการใช้ EDM แบบซิงค์เกอร์สามารถลดระยะเวลาการผลิตลงได้ 34% สำหรับแม่พิมพ์ฉีดอลูมิเนียมความดันสูงที่ใช้ในโครงแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) กระบวนการนี้สามารถรักษาระดับความถูกต้องของขนาดได้ที่ 15 µm ตลอดเครื่องมือ 8 ช่อง ทำให้ไม่จำเป็นต้องขัดเงาด้วยมือ และลดของเสียจาก 12% ลงเหลือเพียง 0.8%

ทำไมความแม่นยำจึงสำคัญในการขึ้นรูปสมัยใหม่ด้วยเครื่อง EDM Die Sinking

ค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบกว่า ±0.01 มม. ช่วยป้องกันการเกิดแฟลชในขั้วต่อที่ผลิตด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูป และรับประกันการปิดผนึกอย่างสนิทในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกส์ ต่างจากเครื่องจักรกลซีเอ็นซี การกัดด้วยไฟฟ้า (EDM) ไม่ก่อให้เกิดความเค้นตกค้างที่อาจทำให้แม่พิมพ์ผนังบางโก่งงอระหว่างการอบความร้อน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการผลิตเลนส์ออปติกที่ต้องการค่าความเบี่ยงเบนของหน้าคลื่นต่ำกว่า 0.005 มม.

พื้นผิวเรียบที่ไม่ดีในชิ้นส่วน EDM: สาเหตุและแนวทางแก้ไข

ความหยาบของพื้นผิวที่เกิน 0.5 µRa ในเครื่อง EDM แบบเจาะแม่พิมพ์ มักเกิดจากค่าพารามิเตอร์ไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสมและการถ่ายเทความร้อน ถึงแม้ว่า EDM โดยทั่วไปจะสามารถทำให้ได้พื้นผิวเรียบในช่วง 0.15–0.2 µRa ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม แต่การเปลี่ยนแปลงของตัวแปรกระบวนการอาจทำให้ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวเพิ่มขึ้นถึงสี่เท่า ลองมาพิจารณาจุดที่เกิดความล้มเหลวที่สำคัญและแนวทางแก้ไขที่อิงข้อมูลกัน

ผลกระทบจากความร้อนและการแตกร้าวเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้พื้นผิวหยาบ

การให้ความร้อนและทำให้เย็นอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการกัดกร่อนด้วยการปล่อยประจุไฟฟ้า อาจทำให้อุณหภูมิในพื้นที่เฉพาะสูงเกินกว่า 12,000 องศาเซลเซียส ซึ่งนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กและชั้นวัสดุที่หลอมกลับตัว (recast layers) ตามรายงานล่าสุดเมื่อปีที่แล้ว พบว่าเมื่อของเหลวไดอิเล็กทริกไม่ถูกถ่ายเทออกอย่างเหมาะสม จะยิ่งทำให้สถานการณ์แย่ลง เนื่องจากเพิ่มความเครียดจากความร้อน ส่งผลให้เกิดรอยแตกที่มีความลึกมากกว่า 15 ไมโครเมตรในชิ้นส่วนเหล็กเครื่องมือที่ผ่านการอบแข็งแล้ว เมื่อการถ่ายเทของเหลวไม่ดี ตะกอนที่นำไฟฟ้าจะสะสมตัวตามกาลเวลา และก่อให้เกิดการปล่อยประจุรองที่ไม่ต้องการ ซึ่งส่งผลให้พื้นผิวเกิดหลุมบุ๋ม อุตสาหกรรมมีข้อมูลระบุว่าประมาณสองในสามของปัญหาความร้อนทั้งหมดที่พบในแม่พิมพ์สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ มีสาเหตุมาจากการที่อัตราการไหลของไดอิเล็กทริกไม่เพียงพอตลอดกระบวนการ

ผลกระทบของการตั้งค่าพลังงานไม่เหมาะสมและการปรับพารามิเตอร์ไฟฟ้าให้เหมาะสม

การเกินค่าขีดจำกัดเหล่านี้จะเพิ่มความเข้มข้นของอาร์ก ส่งผลให้เกิดหลุมซ้อนทับกัน ซึ่งทำให้คุณภาพผิวเสื่อมลง

บทบาทของการตั้งค่าพัลส์การปล่อยประจุในการรักษาคุณภาพผิว

การปรับช่วงพัลส์อย่างแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญ การเพิ่มเวลาพักระหว่างพัลส์ 25% จะช่วยลดความหยาบของผิว 0.12 ไมครอน Ra โดยช่วยให้ของเหลวไดอิเล็กทริกสามารถฟื้นตัวจากการไอออไนซ์ได้อย่างเพียงพอ การทดลองในปี 2024 กับแม่พิมพ์ทังสเตนคาร์ไบด์แสดงให้เห็นว่า การใช้การปรับพัลส์แบบ 3 ขั้นตอน ช่วยลดความหนาแน่นของรอยแตกร้าวลง 37% เมื่อเทียบกับระบบพัลส์เดี่ยว

แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันข้อบกพร่องบนผิวด้วยรอบการตกแต่งละเอียด

ใช้กระบวนการกลึงหลายขั้นตอน:

1. ขั้นตอนหยาบ : ขจัดวัสดุออก 95% โดยใช้กระแสไฟฟ้า 10 A
2. กึ่งสำเร็จรูป : ลดลงเหลือ 6 A, Ra 0.8 µ
3. การตกแต่ง : กระแสไฟ 2 A อัตราการให้อาหาร 0.5 mm/s ทำให้ได้ค่า Ra ≠ 0.2 µ

แนวทางนี้ร่วมกับการตรวจสอบแรงดันของของเหลวตัวนำไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ ช่วยลดเวลาการขัดเงาลงได้ 60% ในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน

ปัญหาของของเหลวตัวนำไฟฟ้าและการล้างในกระบวนการเครื่อง EDM Die Sinking

การล้างที่ไม่ดีทำให้เกิดการสะสมของตะกอนระหว่างกระบวนการ EDM

การไหลเวียนของของเหลวไดอิเล็กทริกที่ไม่ดีเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดคราบสกปรกสะสมขึ้นระหว่างกระบวนการ EDM die sinking หากแรงดันการล้างลดลงต่ำกว่าระดับที่จำเป็น (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2.0 บาร์ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน) อนุภาคโลหะที่ถูกกัดเซาะออกมาก็จะค้างอยู่ในช่องว่างของการปล่อยประจุไฟฟ้าแทนที่จะถูกล้างออกไป แล้วจะเกิดอะไรขึ้นต่อ? ข้อมูลจากอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นถึงปัญหาสำคัญสามประการเมื่อสถานการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น ประการแรก เกิดการปล่อยประจุซ้ำซ้อน ซึ่งรบกวนความแม่นยำในการกลึง ประการที่สอง พื้นผิวงานมีลักษณะหยาบเนื่องจากอนุภาคตกลงมาเกาะทับซ้ำบนพื้นผิว และประการที่สาม อิเล็กโทรดสึกหรอเร็วกว่าปกติ ยกตัวอย่างในอุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์ รายงานล่าสุดปี 2023 เกี่ยวกับประสิทธิภาพการกลึงระบุว่า ประมาณหนึ่งในสามของข้อบกพร่องด้านพื้นผิวที่เป็นหลุมเป็นบ่อเกิดจากการสะสมของคราบสกปรกอันเนื่องมาจากแรงดันการล้างที่ไม่เพียงพอ ข่าวดีก็คือ อุปกรณ์รุ่นใหม่สามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ด้วยการปรับแรงดันอัจฉริยะ และการเคลื่อนไหวของอิเล็กโทรดที่ช่วยทำลายกลุ่มอนุภาคก่อนที่จะก่อให้เกิดความเสียหาย

การใช้น้ำยาไดอิเล็กทริกที่ไม่เหมาะสมหรือไม่ผ่านการกรอง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพ

เมื่อมีการใช้น้ำยาไดอิเล็กทริกชนิดที่ผิดพลาด เนื่องจากไม่สอดคล้องกับระดับความหนืดหรือค่าการนำไฟฟ้าที่กำหนด กระบวนการปล่อยประจุไฟฟ้าทั้งหมดจะเริ่มทำงานผิดปกติ ร้านงานส่วนใหญ่ยังคงใช้น้ำมันที่มีพื้นฐานจากไฮโดรคาร์บอนสำหรับงาน EDM แบบ die sinking เนื่องจากสามารถทนต่อการเกิดประจุได้ดี ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้อนุภาคต่างๆ ลอยตัวอยู่ในของเหลวได้ แต่จะเกิดปัญหาใหญ่เมื่อมีสิ่งสกปรก เช่น คราบคาร์บอนหรือน้ำมันปนเปื้อนเข้ามาในระบบ จากการที่ระบบกรองทำงานไม่ดี ตามรายงานการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Machining Dynamics เมื่อปี 2022 สิ่งปนเปื้อนเหล่านี้สามารถลดความสามารถในการเป็นฉนวนไฟฟ้า (dielectric strength) ลงได้ประมาณ 18 ถึง 22 เปอร์เซ็นต์ แล้วในทางปฏิบัตินี่หมายความว่าอย่างไร? ช่องว่างของการเกิดประจุจะไม่แน่นอน และทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อนไม่เพียงแต่กับชิ้นงานที่กำลังถูกกลึง แต่ยังรวมถึงขั้วไฟฟ้า (electrodes) ด้วย

การล้างน้ำมันและการจัดการของเหลวทำงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ

การเพิ่มประสิทธิภาพของน้ำยาไดอิเล็กทริก จำเป็นต้อง:

• การสอบเทียบอัตราการไหล : อัตราการขจัดวัสดุ 1.5 เท่า สำหรับเหล็กกล้าที่ผ่านการบำบัดให้แข็ง
• การกรองหลายขั้นตอน : ดักจับอนุภาคขนาด 5–10 ไมครอน เพื่อรักษาระดับความบริสุทธิ์ของของเหลว
• การควบคุมอุณหภูมิ : ช่วงอุณหภูมิการทำงาน 25–35°C เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงความหนืด

การปล่อยประจุซ้ำซ้อนที่เกิดจากการล้างไม่เพียงพอและผลกระทบ

เศษวัสดุนำไฟฟ้าที่ตกค้างสามารถทำให้เกิดการลัดวงจรในช่องว่างการจุดระเบิด ส่งผลให้เกิดการปล่อยประจุแบบไม่ตั้งใจไปยังพื้นที่ที่ไม่ควรสัมผัส ซึ่งเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นบ่อยมาก และนำไปสู่ปัญหาด้านมิติในช่วงประมาณ 0.05 ถึง 0.15 มิลลิเมตร โดยเฉพาะในโพรงแม่พิมพ์สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ สิ่งที่เลวร้ายไปกว่านั้นคือ แสงอาร์กที่เกิดขึ้นอย่างไม่คาดคิดเหล่านี้สามารถสร้างจุดร้อนที่มีอุณหภูมิสูงเกินกว่า 12,000 องศาเซลเซียส ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อความแข็งแรงของเหล็กกล้าเครื่องมือที่ผ่านการบำบัดให้แข็ง การตรวจสอบและบำรุงรักษาของเหลวเป็นประจำทุกๆ 250 ถึง 300 ชั่วโมงของการทำงานของเครื่องจักร จะช่วยป้องกันปัญหาดังกล่าวได้ นอกจากนี้ การรักษาระดับความสะอาดของของเหลวยังช่วยยืดอายุการใช้งานของขั้วไฟฟ้า ทำให้ขั้วไฟฟ้าใช้งานได้นานขึ้นกว่าเดิมโดยเฉลี่ยประมาณ 40% ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ ตามประสบการณ์ในอุตสาหกรรม

ความไม่แม่นยำของมิติเนื่องจากช่องว่างประจุไฟฟ้าและความผิดพลาดในการสอบเทียบ

การตัดเกิน ความสึกหรอของเครื่องมือ และพลวัตอัตราการขจัดวัสดุที่ส่งผลต่อค่าความคลาดเคลื่อน

เครื่อง EDM die sinking ทำงานโดยการกัดกร่อนด้วยประจุไฟฟ้าที่ควบคุมได้ เพื่อให้ได้มิติที่แน่นหนา อย่างไรก็ตาม มักมีปัญหาเรื่องการตัดเกิน เนื่องจากประจุไฟฟ้าอาจล้ำออกไปนอกพื้นที่เป้าหมาย ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านมิติหลากหลายรูปแบบ เมื่อเครื่องมือเหล่านี้สึกหรอจากการใช้งานต่อเนื่อง ช่องว่างประจุไฟฟ้ามักจะขยายตัวขึ้นระหว่าง 0.03 ถึง 0.08 มม. ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ซึ่งทำให้โพรงมีขนาดใหญ่กว่าที่ออกแบบไว้ การควบคุมสมดุลของอัตราการขจัดวัสดุมีความสำคัญมาก การเร่งอัตราการขจัดวัสดุอาจช่วยเพิ่มความเร็วในการผลิตได้ แต่ก็ทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้นและสร้างความผิดรูปจากความร้อนมากขึ้น สิ่งนี้สามารถส่งผลกระทบต่อความแม่นยำอย่างมาก โดยบางครั้งอาจลดความแม่นยำลงได้ถึง 12 เปอร์เซ็นต์เมื่อทำงานกับรูปร่างและรายละเอียดที่ซับซ้อน

การเลื่อนค่าการสอบเทียบและการกัดกร่อนของขั้วไฟฟ้าในกระบวนการตัดด้วยการปล่อยประจุ

การพิจารณาแนวทางการปรับคาลิเบรตในปี 2024 แสดงให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจ คือ ข้อผิดพลาดด้านมิติประมาณหนึ่งในสามเกิดจากปัจจัยสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือการสั่นสะเทือน ซึ่งทำให้การจัดแนวเครื่องจักรคลาดเคลื่อน ปัญหานี้จะรุนแรงขึ้นเมื่ออิเล็กโทรดเกิดการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งขณะทำงานกับวัสดุที่แข็งแกร่ง เช่น เหล็กกล้าที่ผ่านการอบชุบหรือคาร์ไบด์ เมื่อเครื่องมือเหล่านี้เริ่มเสื่อมสภาพ จะเกิดช่องว่างประกายไฟที่กว้างขึ้นโดยไม่มีคำเตือน ทำให้ความแม่นยำลดลงอย่างมาก การศึกษาบางชิ้นเกี่ยวกับการรักษาระดับความแม่นยำ ชี้ให้เห็นว่า การควบคุมอุณหภูมิในพื้นที่ทำงานให้คงที่สามารถลดปัญหาการปรับคาลิเบรตได้ประมาณยี่สิบสองเปอร์เซ็นต์ สำหรับกระบวนการ EDM ที่ต้องการความแม่นยำสูง โรงงานที่ต้องจัดการกับค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบเริ่มให้ความสนใจกับผลการค้นพบนี้

กลยุทธ์ในการชดเชยการเปลี่ยนแปลงของช่องว่างประกายไฟในวัสดุที่นำไฟฟ้า

เพื่อลดความไม่สม่ำเสมอของช่องว่างประกายไฟ:

• ใช้ระบบควบคุมแบบปรับตัวเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าโดยอิงตามข้อมูลการสึกหรอของเครื่องมือแบบเรียลไทม์
• ใช้ค่าออฟเซ็ตเฉพาะวัสดุ (เช่น +0.015 มม. สำหรับขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ เทียบกับ +0.008 มม. สำหรับทองแดง)
• กำหนดการวัดระหว่างกระบวนการทุกๆ 15–20 รอบการกลึง โดยใช้โพรบทัช

การลดช่องว่างระหว่างการเคลมความแม่นยำสูงกับความเบี่ยงเบนในโลกความเป็นจริง

แม้ว่าเครื่อง EDM die sinking จะให้ความแม่นยำ ±0.005 มม. แต่ผลลัพธ์ในทางปฏิบัติมักแตกต่างกันไปเนื่องจากการสึกหรอของเครื่องมือและการปนเปื้อนของของเหลวไดอิเล็กทริก ผู้ผลิตสามารถบรรลุความสม่ำเสมอต่ำกว่า 0.01 มม. ได้โดย:

1. ปรับเทียบตำแหน่งแกน Z ทุกวัน
2. เปลี่ยนขั้วไฟฟ้าหลังจากใช้งานต่อเนื่อง 15–20 ชั่วโมง
3. ใช้ระบบตรวจสอบช่องว่างอัตโนมัติด้วยเซ็นเซอร์อินฟราเรด

วงจรการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอลดความคลาดเคลื่อนของมิติลงได้ 60% ซึ่งช่วยปิดช่องว่างระหว่างความแม่นยำตามทฤษฎีกับความเป็นจริงในการผลิต

ความไม่เสถียรของไฟฟ้า: การป้องกันการลัดวงจรและอาร์กไฟฟ้าในการประมวลผล EDM

การเกิดรูพรุนจาก EDM และการอาร์กกระแสตรงจากพัลส์ไฟฟ้าที่ไม่เสถียรในการผลิตแม่พิมพ์

เมื่อเครื่อง EDM แบบ die sinking เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าที่ไม่เสถียร มักจะก่อปัญหา เช่น พื้นผิวเป็นหลุม หรือการเกิดอาร์กไฟฟ้าแบบ DC โดยเฉพาะขณะทำงานกับแม่พิมพ์รถยนต์ที่ซับซ้อน ซึ่งผู้ผลิตมักพบเจอกับปัญหานี้อยู่บ่อยครั้ง สิ่งที่เกิดขึ้นมีความเข้าใจได้ง่ายมาก นั่นคือ หากระบบควบคุมเซอร์โวไม่สามารถรักษาระยะช่องว่างของประกายไฟให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ก็จะทำให้เกิดการปล่อยประจุแบบไม่ควบคุมจำนวนมาก ซึ่งส่งผลให้วัสดุถูกกัดกร่อนบริเวณที่ไม่ควรสัมผัส ตามรายงานการวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2022 โดย International Journal of Advanced Manufacturing Technology ระบุว่า ประมาณหนึ่งในสามของข้อบกพร่องทั้งหมดในแม่พิมพ์เกิดจากปรากฏการณ์อาร์กไฟฟ้าที่ควบคุมไม่ได้นี้ ในระหว่างการทำงานที่ละเอียดอ่อน ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่สำคัญสำหรับโรงงานที่พยายามบรรลุเป้าหมายด้านคุณภาพ โดยไม่ต้องใช้งบประมาณเพิ่มเติมในการแก้ไขงานใหม่

เทคนิคการแก้ปัญหาทั่วไปเพื่อป้องกันการเกิดอาร์กไฟฟ้าในระหว่างกระบวนการ EDM

ผู้ปฏิบัติงานลดข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับการเกิดอาร์กไฟฟ้าโดยใช้กลยุทธ์หลักสามประการ:

1. การรักษานำไฟฟ้าของของเหลวไดอิเล็กตริกให้ต่ำกว่า 5 µS/cm เพื่อป้องกันการปล่อยประจุซ้ำซ้อน
2. การใช้แหล่งจ่ายไฟแบบพัลส์ที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า 5%
3. การใช้ช่วงเวลาหยุดพักที่ปรับตัวได้ระหว่างรอบการปล่อยประจุ

การสอบเทียบระบบตรวจสอบแรงดันอย่างสม่ำเสมอมีส่วนช่วยในการรักษาระยะห่างของประกายไฟให้มีความเสถียร เนื่องของเหลวไดอิเล็กตริกที่ปนเปื้อนเป็นสาเหตุถึง 72% ของการเสียหายของเครื่องมือจากอาร์ค (Precision Engineering Society, 2023)

ความท้าทายในการจัดแนวพารามิเตอร์ไฟฟ้าให้สอดคล้องกับวัสดุนำไฟฟ้า

การตั้งค่าพารามิเตอร์การปล่อยประจุให้เหมาะสมกับระดับการนำไฟฟ้าของวัสดุต่างๆ ยังคงเป็นความท้าทายอยู่สำหรับร้านงานหลายแห่ง โดยทั่วไปอิเล็กโทรดทองแดงจะให้ผิวสัมผัสประมาณ 0.8 ถึง 1.2 ไมครอนบนแม่พิมพ์เหล็กกล้า แต่เมื่อทำงานด้วยเครื่องมือกราไฟต์กับโลหะผสมไทเทเนียม ช่างจำเป็นต้องเพิ่มแรงดันขึ้นประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกัน เนื่องจากความแตกต่างเหล่านี้อาจมีมากโดยเฉพาะเมื่อมีความแปรปรวนในการนำไฟฟ้าเกินกว่า 40% ตามการวัดตามมาตรฐาน International Annealed Copper Standard ช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์ส่วนใหญ่จึงทราบดีว่าพวกเขาจำเป็นต้องทำการทดสอบความต้านทานเชิงซ้อน (impedance) แบบเรียลไทม์ทุกครั้งที่เปลี่ยนจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง มิฉะนั้นกระบวนการทั้งหมดจะไม่สามารถทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้

ระบบควบคุมแบบปรับตัวสำหรับการกดดับอาร์กแบบเรียลไทม์

ระบบ EDM ในปัจจุบันมาพร้อมกับอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องจักร (machine learning) ที่วิเคราะห์คลื่นสัญญาณการปล่อยประจุซึ่งถูกตัวอย่างที่ความถี่ประมาณ 10 เมกะเฮิรตซ์ เมื่อระบบอัจฉริยะเหล่านี้ตรวจพบสัญญาณของการเกิดอาร์ค สามารถปรับช่วงพัลส์ได้ภายในเวลาเพียง 50 ไมโครวินาทีเท่านั้น การตอบสนองอย่างรวดเร็วนี้ช่วยลดปัญหาการเกิดอาร์คลงได้เกือบ 90 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับวิธีการเดิมที่อาศัยเพียงการวัดแรงดันไฟฟ้า ตามรายงานจาก Advanced Manufacturing Review เมื่อปีที่แล้ว และยังมีโมดูลชดเชยอุณหภูมิ (thermal compensation modules) ที่ไม่ควรมองข้าม ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานเพื่อลดปัญหาการขยายตัวของขั้วไฟฟ้า โดยรักษาระดับความแม่นยำไว้ที่ +/- 2 ไมโครเมตร แม้หลังจากการทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานานหลายชั่วโมง โดยไม่ให้ความแม่นยำลดลง

ส่วน FAQ

เครื่อง EDM die sinking คืออะไร?

เครื่อง EDM die sinking ใช้กระบวนการตัดแต่งด้วยการกัดกร่อนด้วยประจุไฟฟ้า (electrical discharge machining) เพื่อสร้างรูปร่างซับซ้อนในวัสดุแข็ง เช่น เหล็กและไทเทเนียม โดยอาศัยการกัดกร่อนด้วยประกายไฟ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง

ข้อดีหลักของการใช้เครื่อง EDM die sinking คืออะไร

เครื่อง EDM die sinking มีความสามารถในการผลิตชิ้นงานรูปทรงซับซ้อนที่มีความทนทานสูง เช่น ริบลึกและมุมภายในที่แหลมคม โดยไม่ก่อให้เกิดแรงดึงเครียดตกค้างที่อาจทำให้วัสดุบิดเบี้ยว

ทำไมของเหลวไดอิเล็กทริกถึงมีความสำคัญในกระบวนการกลึง EDM

ของเหลวไดอิเล็กทริกทำหน้าที่เป็นฉนวนกันไฟกระพริบและทำความสะอาดเศษวัสดุระหว่างการกลึง EDM การหมุนเวียนและการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการตัดแต่ง และยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ

สามารถแก้ไขปัญหาพื้นผิวหยาบใน EDM ได้อย่างไร

ปัญหาพื้นผิวหยาบสามารถแก้ไขได้โดยการปรับพารามิเตอร์ไฟฟ้าให้เหมาะสม การปรับปรุงการล้างของของเหลวไดอิเล็กทริก และการใช้รอบการกลึงหลายขั้นตอนเพื่อการตกแต่งผิวละเอียด

เครื่อง EDM รักษาระดับความแม่นยำในการขึ้นรูปแบบความแม่นยำสูงได้อย่างไร

เครื่อง EDM รักษาระดับความแม่นยำโดยการปรับเทียบเครื่องมือใหม่ รักษาระบบของเหลวไดอิเล็กทริกให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสม ใช้ระบบควบคุมแบบปรับตัว และทำการบำรุงรักษาเครื่องเป็นประจำ