Pelajaran 6.6MemotongBab 6 · Pemotongan dan permesinan non-tradisional

Sinker EDM

Percikan menyalin elektroda berbentuk ke rongga buntu

Sinker EDM (electrical discharge machining, disebut juga die-sinking atau ram EDM) membakar rongga berbentuk ke dalam logam dengan percikan listrik kecil. Elektroda grafit atau tembaga, berbentuk negatif dari rongga (tonjolan di tempat rongga membutuhkan cekungan), tenggelam ke dalam baja tanpa pernah menyentuhnya. Banyak cetakan untuk part plastik, seperti tutup, casing ponsel, dan trim interior mobil, mendapatkan rusuk dalam dan sudut dalam yang tajam dengan cara ini.

Foto: CC BY 3.0, melalui Wikimedia Commons

Sinker EDM · penampang mesin dan close-up celah percikanAngka berlingkar sesuai dengan langkah di bawah; close-up di kanan memperbesar celah di bawah ujung elektroda.

Cara kerjanya

Bentuk elektroda. Elektroda grafit atau tembaga dimilling menjadi negatif tepat dari rongga, sedikit lebih kecil untuk menyisakan ruang bagi celah percikan.
Rendam benda kerja. Blok baja diletakkan di atas meja dalam tangki oli dielektrik (cairan isolator listrik). Oli menahan arus sampai percikan terbentuk, mendinginkan logam, dan membawa serpihan pergi.
Tutup celah. Servo (motor yang terus mengoreksi posisinya sendiri) menurunkan elektroda hingga hanya tersisa celah sangat kecil, biasanya beberapa seperseratus milimeter. Keduanya tidak pernah bersentuhan.
Percikan. Generator pulsa menembakkan pulsa tegangan singkat. Masing-masing menembus oli, dan percikan pada sekitar 8.000–12.000 °C melelehkan dan menguapkan kawah mikroskopis.
Bilas dan maju. Di antara pulsa, oli menyapu serpihan keluar dari celah. Servo menjaga celah tetap konstan sementara elektroda tenggelam lebih dalam, dengan ribuan percikan per detik.
Finishing dengan lembut. Mesin beralih ke percikan yang lebih lemah, sering dengan elektroda finishing baru dan gerakan mengorbit kecil. Percikan yang lebih kecil meninggalkan kawah yang lebih kecil, menghasilkan ukuran dan tekstur akhir.

Fakta kunci

Material: Bahan konduktif listrik apa pun: baja perkakas yang dikeraskan, tungsten karbida, titanium, paduan nikel, tembaga. Bukan plastik, kaca, atau sebagian besar keramik.
Komponen khas: Rongga cetakan dan die, rusuk dan slot sempit yang dalam, sudut dalam yang tajam, alur pasak buntu dan heksagon dalam pada part yang dikeraskan
Ukuran komponen: Dari fitur di bawah 1 mm hingga rongga pada blok cetakan selebar kira-kira satu meter
Presisi: Biasanya sekitar ±0,01 mm; beberapa mikron (seperseribu milimeter) dengan finishing yang cermat
Hasil permukaan: Doff dan berkawah halus. Kekasaran Ra (tinggi rata-rata tonjolan permukaan) berkisar dari sekitar 10 µm saat roughing hingga sekitar 0,2 µm saat finishing.
Ukuran batch yang cocok: Satu buah dan perkakas (setiap cetakan unik); part presisi kecil dalam seri sedang
Biaya perkakas dan mesin: Mesin sekitar $100.000–500.000; satu elektroda khusus per bentuk, sering beberapa (roughing dan finishing)
Kecepatan: Lambat: biasanya 2–400 mm³ logam per menit; satu rongga cetakan sering memakan waktu berjam-jam hingga berhari-hari

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Memotong baja yang dikeraskan dan karbida semudah logam lunak
Tanpa gaya potong, sehingga rusuk tipis dan detail halus tetap utuh
Sudut dalam yang tajam dan rongga buntu yang dalam dengan hampir semua bentuk
Tekstur rata dan berulang langsung dari mesin

Batasan

Hanya bekerja pada bahan konduktif listrik
Lambat: berjam-jam atau berhari-hari untuk rongga yang dalam
Membutuhkan elektroda khusus untuk setiap bentuk, dan elektroda aus
Meninggalkan lapisan recast tipis (kulit rapuh yang membeku kembali) yang mungkin perlu dipoles

Di mana dipakai

Cetakan injeksi plastikRongga untuk tutup, casing, konektor, dan part interior mobil
Die casting dan penempaanDie yang dikeraskan untuk casing aluminium dan perkakas tangan tempa
DirgantaraLubang pendingin berbentuk pada bilah turbin paduan nikel
ElektronikCetakan dan die stamping untuk part konektor kecil
Bengkel perkakasMengeluarkan tap dan bor yang patah dan tersangkut pada part mahal

Cara mengenalinya

Permukaan doff “berembun” yang seragam, terdiri dari kawah kecil yang saling tumpang tindih, tanpa bekas perkakas yang searah.
Sudut dalam yang tajam dan rusuk sempit yang dalam yang tidak bisa dijangkau pemotong berputar mana pun.
Pada part plastik cetak, tekstur doff berbutir halus yang rata sering berasal dari cetakan hasil erosi percikan (digradasi pada skala tekstur VDI 3400).
Di bengkel: elektroda grafit abu-abu gelap yang tampak seperti “negatif” presisi dari part.

Bandingkan dengan

Wire EDM6.5percikan yang sama, tetapi kawat tipis yang bergerak memotong profil tembus; sinker EDM membuat rongga buntu (berdasar tertutup) dengan elektroda berbentuk.Milling5.2jauh lebih cepat pada logam lunak, tetapi pemotong bulat tidak bisa menghasilkan sudut dalam yang tajam dan kesulitan dengan baja yang dikeraskan.Permesinan elektrokimia6.7juga menyalin perkakas berbentuk, tetapi melarutkan logam dengan elektrolisis, tanpa kerusakan panas dan nyaris tanpa keausan perkakas.

Tonton

Practical Machinist · Fisika dasar EDM, dijelaskan untuk pemula

temmy candra wijaya · Animasi elektroda, celah, dan percikan

Defiance Machine · Mesin sungguhan membakar rongga di bawah oli

Sodick Inc. · Pergantian elektroda otomatis untuk berjalan tanpa pengawasan

Lihat foto asli

Wikipedia: Electrical discharge machining — diagram prinsip, mesin sinker dan wire EDM
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Sinker EDM menyalin elektroda berbentuk ke logam konduktif apa pun, sekeras apa pun, memakai percikan kecil dalam oli.
Prosesnya lambat dan butuh elektroda khusus, sehingga menguntungkan untuk cetakan, die, dan bentuk yang tidak bisa dibuat dengan cara lain.
Carilah sudut dalam yang tajam dan permukaan doff berkawah yang seragam.