Elektroerozívní obrábění patří mezi jednu z nejrozšířenějších metod nekonvenčního obrábění, mimo jiné využívá též elektrotepelných principů úběru materiálu. Ve firmách se s ní setkáváme pod zkratkou EDM (Elektro Discharge Maschining).
Princip elektroerozivního obrábění
Při přiblížení obrobku a nástroje (elektrody), na který je přivedeno elektrické pulzní napětí, dojde k rychle periodicky opakujícímu se jiskrovému výboji. Vlastní proces obrábění musí být ponořen pod pracovním médiem – dielektrikum, to je kapalina s vysokým elektrickým odporem. Za úkol má také odplavovat erodované částečky a chladící účinky. Vzdálenost mezi obrobkem a elektrodou záleží:
- na izolačních vlastnostech dialektrika,
- na stupni znečištění daného dielektrika,
- na vzdálenosti mezi obrobkem a elektrodou.
Výboj vzniká na místě s nejsilnějším napěťovým elektrickým polem. Vlivem působení elektrického napěťového pole mezi elektrodami se uvádějí do pohybu volné záporné a kladné ionty. Ty se zrychlují a nabývají vysoké rychlosti. Tímto způsobem se vytvoří ionizovaný (vodivý) kanál. Díky němu začíná mezi elektrodami protékat elektrický proud a vznikají výboje, které mají za následek řadu dalších srážek částic. V takto vzniklém plazmovém pásmu se teplota pohybuje kolem 3000 – 12000 °C. Vlivem této vysoké teploty se taví a odpařuje určité množství materiálu na elektrodách. Protože se současně vlivem vysoké teploty odpařuje dielektrikum, vzniká plynová bublina, jejíž tlak obsahuje vysoké hodnoty. Pokud dojde k přerušení proudu, vyvolá se pokles teploty a tím imploze bubliny. Do uzavřeného prostoru ihned proniká dielektrikum, které s vysokými hodnotami dynamických sil mají za následek vymrštění roztaveného materiálu z kráteru. Chladicím účinkem dielektrika materiál tuhne a je odváděn ve formě drobných částeček. Na povrchu elektrod vznikají drobné krátery.
Technologické využití elektroerozivního obrábění
Technologické využití principu elektroerozivního obrábění existuje v průmyslu v několika modifikacích:
- elektroerozivní hloubení,
- elektroerozivní řezání drátem,
- elektroerozivní mikroděrování,
- elektroerozivní nanášení povlaků,
- elektrokontaktní obrábění,
- anodomechanické řezání.
Drátové řezání
Elektrojiskrové drátové řezání (Wire Electrical Discharge Machining – WEDM, často také nazývané Traveling Wire EDM) je progresivní modifikací elektrojiskrového obrábění. Jeho zavedení znamenalo výrazný pokrok ve výrobě tvářecích nástrojů, především pak střižných a lisovacích nástrojů. Tato metoda technologie používá jako nástrojovou elektrodu tenký vodivý drát. Ten je odvíjen ze zásobníku (cívky), projde místem řezu pouze jednou a dále se již nepoužívá, čímž je vyloučeno opotřebení nástroje jako takového a obrábíme za stále konstantních řezných podmínek. Metoda využívá veškeré výše zmíněné zákonitosti elektrické eroze uvedené v předchozí kapitole. Nástrojem je zde tenký drát, který se pro vyloučení opotřebení odvíjí pomocí speciálního zařízení. Obráběná součástka je připojena jako elektroda opačné polarity. Způsob zapojení je dán polaritou a typem výbojů. Dnes se v převážné míře používají tranzistorové generátory, pro které je charakteristická přímá polarita (nástroj jako katoda, obrobek jako anoda). Elektrickými výboji, vznikajícími mezi drátovou elektrodou a obrobkem se vytváří pracovní mezera a tím se realizuje vlastní řez.