Fenomenul de electroeroziune

    Fenomenul de electroeroziune consta in dislocarea de materie din doua obiecte, conductoare electric, aflate la o distanta "GAP" unul de altul si intre care exista o diferenta de potential electric "V". Presupunem cele doua obiecte (piese) aflate initial la distanta D si diferenta de potential electric V incep sa fie apropiate unul de altul. Distanta la care se va strapunge dielectricul (mediul in care se afla cele doua obiecte - aer, apa, petrol, etc.) si va incepe sa apara descarcare electrica intre cele doua piese se numeste "GAP" sau "INTERSTITIU". In urma producerii arcului electric, o anume cantitate de materie va fi dislocata din cele doua piese. Daca nu se intervine asupra acestora arcul electric se va mentine pina cind distanta dintre cele doua piese va creste (datorita dislocarii de materie) si va depasi GAP-ul. In prelucrarea materialelor prin electroeroziune, acest fenomen destructiv este optimizat si exploatat in mod constructiv.
    Astfel, introducand cele doua piese (piesa ce se doreste a fi prelucrata si scula cu care se va efectua prelucrarea - firul in cazul masinilor cu fir sau electrodul in cazul masinilor cu electrod masiv) intr-un lichid dielectric (apa distilata sau un anume compus petrolier) acest fenomen este amplificat deoarece arcul electric care se produce intre scula si piesa prin vaporizarea locala a materiei creeaza o bula de gaz. Astfel, se creeaza, in lichidul dielectric, o bula de plasma, care foarte repede ridica temperatura din zona in jurul valorii de 8.000 - 12.000 °C si care creste si accelereaza fenomenul de dislocare de material in stare topita la suprafata celor doi electrozi. Atunci cand diferenta de potential dintre scula si piesa este intrerupta, scaderea brusca a temperaturii provoaca implozia bulei de gaz, creand forte dinamice care au efectul de a proiecta materialul topit in afara craterului format. Atunci, materialul erodat se solidifica in dielectric si este eliminat din zona printr-un flux de dielectric. Acestea sunt fenomene microscopice dar care se produc rapid si intr-un numar foarte mare astfel incat efectul cumulat al acestora devine macroscopic.
    Cantitatea de material dislocata prin eroziune din electrod si din piesa este asimetrica si depinde foarte mult de anumiti parametri ca: polaritate, conductibilitatea termica, punctul de topire al matrialului din care sunt alcatuite piesa si electrodul, caracteristicile curentului aplicat intre piesa si electrod, etc.

Fazele in care se desfasoara procesul de electroeroziune
 
Electrodul (scula) se afla la D > GAP, V > 0 Electrodul se apropie de piesa pana cand
D = GAP, V > 0
Electronii si ionii liberi formeaza un canal ionizat care va amorsa arcul electric
D = GAP, V > 0, I > 0
Bula de plasma
D = GAP, V = 0, I = 0
Implozia bulei de gaz
D > GAP, V = 0, I = 0
Eliminarea particolelor de material sferic, solidificat
D > GAP, V = 0, I = 0
Fazele electroeroziunii Fazele electroeroziunii Fazele electroeroziunii Fazele electroeroziunii Fazele electroeroziunii Fazele electroeroziunii
Masinile de electroeroziune

    Exista doua tipuri de masini de electroeroziune: masini de electroeroziune cu fir (WIRE cutting) si masini de electroeroziune cu electrod masiv (DIE SINKING).

Masinile de electroeroziune cu electrod masiv
- Masinile de electroeroziune cu electrod masiv reproduc in piesa metalica forma geometrica a sculei, numita electrod.
- Matritele de injectie pentru piese din mase plastice sunt obtinute in special prin electroeroziune cu electrod masiv.
- Forma electrodului este identica cu a piesei care se va obtine.
- In zona de lucru a masinii, fiecare descarcare electrica creeaza un crater in piesa (material indepartat) si o uzura asupra electrodului.
- Nu exista niciodata contact mecanic intre electrod si piesa.
- Electrodul este confectionat in mod frecvent din cupru sau grafit.
- Masinile de electroeroziune cu electrod masiv sunt capabile de miscari in 4 axe, repsectiv electrodul poate avea deplasari pe axele : X, Y, Z si rotire pe C, in jurul axei proprii.
- Piesa ramane fixa in timpul prelucrarii, solidara cu tancul de lucru al masinii.
 
Masinile de electroeroziune cu fir
- Masinile de electroeroziune cu fir folosesc o sarma (electrod) pentru a taia un contur dorit (programat) intr-o piesa metalica.
- Se obtin precizii deosebite folosind masinile de electroeroziune cu fir in taierea matritelor sau poansoanelor, putandu-se obtine ajustaje foarte precise doar prin taiere.
- Taierea se face in piesa, fiind necesara practicarea unei gauri de plecare (pentru introducerea firului) sau plecarea dintr-o margine.
- In zona de lucru, fiecare descarcare produce un crater in piesa (material inlaturat) si o uzura a sculei (electrodului), in cazul de fata in fir.
- Firul poate fi inclinat, facand posibile taieri inclinate sau profile diferite in planul de sus fata de planul de jos al piesei.
- Firul nu intra niciodata in contact cu piesa.
- Firul (sarma) uzual este din alama sau cupru, cu diametrul intre 0.02 si 0.3 mm.
- Masinile de electroeroziune cu fir sunt masini capabile de miscari in 5 axe (capul inferior: 2 axe, X si Y iar capul superior: 3 axe, U,V si Z).
- Piesa ramane fixa in timpul prelucrarii, solidara cu masa masinii, care este decupata, ca o rama, pentru a da posibilitatea firului sa se deplaseze in conturul acesteia.
 
Imagine a undei masini de electroeroziune cu electrod masiv Charmilles Imagine realizata pe o masina de electroeroziune cu fir Charmilles
 
Die machine Wire machine