Co to jest obróbka elektrochemiczna?
Obróbka elektrochemiczna (ECM) to proces obróbki metalu polegający na usuwaniu materiału z przedmiotu obrabianego za pomocą erozji elektrochemicznej. Proces ten osiąga się poprzez przepuszczenie ładunku elektrycznego o wysokim natężeniu z dodatnio naładowanego przedmiotu obrabianego przez roztwór elektrolitu do ujemnie naładowanego „narzędzia tnącego”. Powoduje to przemieszczanie się cząsteczek z przedmiotu obrabianego do elektrolitu w profilu, który naśladuje kształt cięcia narzędzie. W ten sposób wykonuje się „cięcie” w obrabianym przedmiocie o tym samym kształcie co narzędzie tnące. Chociaż obróbka elektrochemiczna jest ograniczona do stosowania na materiałach przewodzących prąd elektryczny, oferuje szereg korzyści, w tym cięcie złożonych profili wewnętrznych i minimalne przenoszenie naprężeń na przedmiot obrabiany.
Potencjalne zastosowania obróbki elektrochemicznej były już przedmiotem zainteresowania i eksperymentów już w latach 30. XX wieku i były rzeczywistością komercyjną od 1959 r. Zasada leżąca u podstaw tego procesu jest taka sama jak elektroliza do galwanizacji. Jednak w aplikacjach ECM proces jest odwrócony; materiał jest usuwany z przedmiotu obrabianego i nie osadzany na nim. Uzyskuje się to poprzez umieszczenie specjalnie ukształtowanej katody w bezpośredniej bliskości przedmiotu obrabianego, ale go nie dotykając. Roztwór elektrolitu pod ciśnieniem jest pompowany między nimi i działa jako przewodnik dla ładunku o wysokim natężeniu, który przechodzi z przedmiotu obrabianego do katody.
Ten przepływ prądu powoduje, że przedmiot obrabiany ulega erozji na poziomie molekularnym, tworząc nacięcie zgodne z kształtem katody. Oznacza to, że katoda skutecznie staje się narzędziem do cięcia procesowego. Materiał, który wypiera się z przedmiotu obrabianego, jest odprowadzany z elektrolitem, przez co narzędzie skrawające ulega bardzo niewielkiemu zużyciu podczas obróbki. Przerwa między przedmiotem obrabianym a narzędziem tnącym jest utrzymywana na poziomie od 0,003 do 0,03 cala (0,08 mm i 0,8 mm).
Ten brak fizycznego kontaktu między narzędziem tnącym a przedmiotem obrabianym jest jedną z największych zalet metody obróbki elektrochemicznej, ponieważ podczas obróbki nie jest przenoszony nacisk ani ciepło na przedmiot obrabiany. Możliwe jest również obrabianie bardzo twardych materiałów bez związanych z tym kosztów drogich, bardzo twardych narzędzi. Obróbka elektrochemiczna jest zatem odpowiednim sposobem do wytwarzania bardzo twardych, precyzyjnych części, takich jak łopatki turbin. Przy użyciu tej procedury można również obrabiać szeroki zakres złożonych profili, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Jedynymi prawdziwymi wadami technik ECM są wysokie koszty początkowej instalacji oraz ryzyko korozji narzędzi i przedmiotów obrabianych przez roztwór elektrolitu.