Kdybychom se dotázali většiny laické veřejnosti, co si představuje pod pojmy EDM a WEDM, asi by nám málokdo dokázal dát uspokojivou odpověď. Přesto však na počátku výroby dnes již téměř všech předmětů denní potřeby stojí právě tato technologie a bez ní bychom museli velmi mnoho „obyčejných“ věcí oželet. Představíme-li si jakýkoli výrobní proces nebo výrobu libovolného předmětu, určitě nebudeme nic namítat proti tvrzení, že k ní potřebujeme nástroj. A právě tyto nepostradatelné nástroje se vyrábějí za nenahraditelné pomoci technologií EDM a EDW.
CO TO TEDY VLASTNĚ JE?
Technologie EDM (Electric Discharge Machining), čili elektrojiskrové obrábění a jeho odnož WEDM – elektrojiskrové drátové řezání - je dnes již běžným vybavením nástrojáren, tedy výrobních závodů zabývajících se zhotovováním forem na vstřikování plastů a lití kovů pod tlakem a nástrojů na tvarování a vystřihování plechů. Princip elektroerozivního obrábění spočívá ve využití řízeného elektrického výboje a následného elektrického oblouku vzniklého mezi elektrodou a obráběným dílem a v možnosti jeho působením oddělit vodivý materiál s přesností řádově na tisíciny milimetru.
JAK TO FUNGUJE?
Samotný fyzikální proces je velmi zajímavý. Vlastní obrábění probíhá na dvou elektrodách ponořených do kapaliny s vysokým elektrickým odporem. Jednu z elektrod tvoří vlastní obrobek, druhou je pak samotný nástroj, v případě drátových řezaček nejčastěji mosazný drát. Vlastní výboj vznikne v místě nejsilnějšího napěťového pole. Kladné a záporné ionty zvyšují svou rychlost, která vede k vytvoření vodivého kanálu. Působením výboje mezi elektrodami dochází k mnohačetným srážkám částic až ke vzniku plasmového pásma o teplotách 3000 až 12 000 °C. V tomto pásmu se obráběný materiál dílem odtaví a dílem odpaří. Jak bylo již řečeno, obrábět elektroerozí lze veškeré elektricky vodivé materiály. Efektivitu této technologie určuje pouze hodnota vodivosti, teplota tavení a kvalita složení materiálu.
NEJPŘESNĚJŠÍ TECHNOLOGIE
Od počátku vývoje, tedy od 50. let minulého století, patřily elektroerozivní stroje k vysoce přesnému obrábění. Některé typy byly určeny přímo pro hodinářský průmysl. S nástupem NC řízení a drátového řezání se tato technologie dostala na špičku v přesnosti strojního obrábění. Přesnost řezané kontury se u špičkových strojů pohybuje v řádu tisícin milimetru a kvalita řezaného povrchu dosahuje parametrů broušené plochy. Nejběžněji používaný mosazný řezací drát má průměr 0,25 mm. Nejkvalitnější japonské drátové řezačky Sodick však dnes umí řezat drátem o průměru až 0,02 mm. Elektroerozivní vyvrtávačky tohoto výrobce umožňují vrtat přesné mikrootvory o průměru až 0, 015 mm. Pro vznikající obory nanotechnologií je tato technologie naprosto nezastupitelná. Příkladem z opačného konce může být třeba použití elektroerozivních hloubiček v gumárenském průmyslu při výrobě forem na pneumatiky osobních, nákladních i speciálních vozidel, některé až o průměru 3 m. Při elektroerozivním obrábění nevzniká nežádoucí pnutí uvnitř materiálu. Tato technologie nabízí výrobu dílů s velmi tenkou stěnou i vrtání přesných otvorů s perfektním povrchem.
NEJEN PŘESNOST, ALE PŘEDEVŠÍM RENTABILITA A EKOLOGIE
Protože u elektroeroze neexistuje opotřebení nástroje v běžném slova smyslu, odpadá i nutnost periodické péče o nástroj, jeho častá kontrola a výměna. Kvalitní elektroerozivní stroje jsou vesměs v základní konfiguraci schopné obrábět ve čtyřosém režimu. Toto řešení umožňuje plnit náročné požadavky designérů a jednoduchým způsobem, pouze při použití jednoho stroje, obrábět vysoce komplikované tvary. Ve srovnání s konvenčním obráběním odpadá nutnost tvorby náročných technologických postupů, vícenásobných operací, nutnost stálého přepínání obráběných kusů a výroba komplikovaných přípravků. Některé tvary obrobků jsou dokonce bez použití elektroerozivní technologie prakticky nevyrobitelné. Navíc jsou tyto stroje vysoce autonomní. Pro případ komplikovaného obrábění s velkým počtem tvarových kontur na jednom obrobku (složité lisovací nástroje) nebo sériové výroby, nabízí se možnost nasadit velkokapacitní cívky drátu (až 50 kg). V tomto případě je stroj schopen pracovat bez dozoru obsluhy až několik dní. Pro případ velkosériové výroby lze stroje vybavit paletizačním systémem, který spolu s robotickou výměnou palet s obrobky zajistí nepřetržitý a zcela bezobslužný provoz 24 h denně po 7 dnů v týdnu. Využití paletizačního systému umožňuje nejen sériovou výrobu stejného produktu, ale poskytuje uživateli velmi široké možnosti při okamžitě nutných změnách ve výrobě. Výrobu jednoho typu obrobku je možné kdykoli přerušit a po výměně za paletu s jiným, tvarově odlišným obrobkem a změně příslušného obráběcího programu začít výrobu úplně jinou. K výrobě prvního typu se pak můžeme v libovolném čase vrátit. Výroba na elektroerozivních strojích je čistá, kromě pracovního drátu, který je odváděn k recyklaci, prakticky bezodpadová a není ani energeticky náročná. Pracovní příkony se pohybují kolem 10 – 15 kWh. Jedná se tedy o vysoce ekologickou technologii, maximálně šetrnou k životnímu prostředí.
TAKŽE TEĎ UŽ TO VÍTE… Kdykoli se ráno probudíte, uvaříte si kávu v kávovaru či espressu, budete telefonovat, usednete do svého automobilu, budete cestovat letadlem nebo si jen přečtete zprávy na svém notebooku, občas si vzpomeňte. Na počátku toho všeho je totiž - elektroerozivní technologie. Zdeněk Zeman, Zenit, spol. s r. o.