Úvod

Pri elektroiskrovom obrábaní (EDM) sa materiál odstraňuje prostredníctvom riadených impulzných výbojov, čím sa obchádzajú fyzikálne obmedzenia tradičných rezných metód. Vďaka svojej bezkontaktnej povahe a jedinečným schopnostiam je nielen alternatívou, ale často aj jediné životaschopné riešenie pre náročné scenáre obrábania. Táto analýza skúma výhody EDM v troch kritických rozmeroch: vlastnosti materiálu, geometrická zložitosť a požiadavky na presnosť.

1. Logika výberu riadená materiálom

(1) Obrábanie supertvrdých materiálov

• Typické materiály:
• Kalená oceľ (≥60 HRC), cementované karbidy (napr. YG8), cermety, diely vyrobené práškovou metalurgiou.
• Technická hrana:
• Tradičné nástroje trpia pri obrábaní kalených matríc (napr. SKD11) rýchlosťou lámania >80%, zatiaľ čo pri elektroiskrovom obrábaní sa dosahuje kontrolované opotrebenie elektród (0,1-3%).

(2) Spracovanie materiálov citlivých na teplo

• Kľúčový scenár: Tenkostenné dutiny zo zliatiny titánu (hrúbka steny < 0,5 mm).
• Tepelná výhoda:
• Napriek lokálnym teplotám 8 000 - 12 000 °C obmedzujú mikrosekundové výboje tepelne ovplyvnené zóny na 0,02-0,1 mm, čím sa zabráni deformáciám spôsobeným bežným frézovaním.

2. Prelom v geometrickej zložitosti

(1) Výroba mikroštruktúry

• Dosiahnuté limity:
• Mikrootvory s Priemer 0,05 mm a Pomer hĺbky k priemeru 20:1 (napr. trysky atramentových tlačiarní).
• Porovnanie údajov:
• Vŕtanie otvorov s priemerom 0,1 mm: V porovnaní s častým lámaním nástroja pri konvenčnom vŕtaní dosahuje EDM s mosadznými elektródami úspešnosť >90%.

(2) Podrezania a hlboké dutiny

• Prípadová štúdia:
• Monolitické tvrdené posuvné formy s podrezaním: EDM odstraňuje montážne medzery, strojnásobenie životnosti plesní oproti delenému obrábaniu.

(3) Presné leptanie 3D povrchu

• Referenčná hodnota efektívnosti:
• Nepravidelné chladiace kanály (polomer R0,3 mm) na lopatkách turbodúchadla:
  • 5-osové frézovanie: 72 hodín.
  • EDM: 38 hodín (hrubovanie + dokončovanie) s nulovým rizikom rušenia nástroja.

3. Presnosť a kvalita povrchu

(1) Zrkadlové EDM

• Proces: Grafitové elektródy + petrolejové dielektrikum + vysokofrekvenčné impulzy (na úrovni µs).
• Výsledok: Ra < 0,1 µm zrkadlový povrch, čím sa eliminuje ručné leštenie a zachovávajú sa ostré hrany.

(2) Presnosť v nanorozmeroch

• Aplikácia: Optické šošovky s difrakčnými vzormi.
• Tolerancia: Presnosť tvaru ±1 µm, čím prekonáva pomalé elektroiskrové obrábanie (±3 µm).

(3) Funkčné textúrovanie povrchu

• Inovácie: Mikrotitračné jamky (hĺbka 20-50 µm) na umelých kĺboch zvyšujú adhéziu kostných buniek, jedinečné vyváženie presnosti a biokompatibility.

4. Nenahraditeľnosť špecifická pre dané odvetvie

5. Technicko-ekonomický model rozhodovania

EDM sa stáva nákladovo efektívnym, keď buď z týchto podmienok je splnená:

1. Tvrdosť materiálu ≥55 HRC ALEBO pomer hĺbky a priemeru ≥8:1.
2. Presnosť ≥IT7 ALEBO Ra ≤0,4 µm.

Prehľad nákladov:

• Pri malých/stredných sériách (50-500 dielov) znižuje EDM celkové náklady o 18-35% oproti 5-osovému frézovaniu (Správa CIRP 2023).

Záver: Od obmedzení k slobode dizajnu

Hodnota EDM presahuje rámec riešenia "nepredstaviteľných" výziev - je to uvoľňuje potenciál konštruktérov. Keď funkčné požiadavky presahujú konvenčné limity obrábania, EDM poskytuje najkratšia cesta k realizácii návrhu.

Ďalšie kroky:
Odovzdajte výkresy dielov nášmu technickému tímu, ktorý vám poskytne riešenie na mieru krytie:

• Optimalizácia konštrukcie elektród.
• Stratégia obrábania.
• Analýza nákladov a výnosov.

Kľúčové závery

• Materiálna sloboda: Spracováva veľmi tvrdé/tepelne citlivé materiály.
• Ovládanie geometrie: Zvládne mikroprofily, podrezania a 3D kontúry.
• Presné vedenie: Poskytuje submikrónovú presnosť a funkčné povrchy.
• Špecifické odvetvia: Kritické pre formy, letecký, lekársky a elektronický priemysel.