EDM: รู้จักเครื่อง EDM สำหรับงานเจาะแบบไม่มีการสัมผัส

การเจาะด้วยกระแสไฟฟ้า หรือ EDM (Electrical Discharge Machine) เป็นกระบวนการเจาะแบบไม่มีการสัมผัสชิ้นงาน หรือ non-contact drilling process ทำให้สามารถเจาะรูขนาดเล็กที่สุดได้ด้วยความเร็วสูงโดยที่ความแข็งของวัสดุไม่ใช่ปัญหา การใช้งานหลักๆ คือ งานเจาะรูสตาร์ทเตอร์สำหรับการใช้งาน Wire EDM ในภายหลัง ปัจจุบันถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการทำแม่พิมพ์แบบโมลด์ เครื่องมือ และแม่พิมพ์โลหะ (Die)

---

*Non-Contact Machining หรือ กระบวนการตัดแบบไม่สัมผัสผิวชิ้นงานนั้น นอกจากจะช่วยลดข้อจำกัดของเครื่องมือตัดที่ไม่สามารถทำให้มีขนาดเล็กมาก ๆ ในราคาที่เหมาะสมได้แล้ว ยังช่วยลดผลข้างเคียงที่ไม่สามารถควบคุมได้ในกระบวนการตัดแบบสัมผัสชิ้นงาน หรือ Contact Machining ได้อีกด้วย เช่น การสั่นสะเทือนในระหว่างการตัด หรือความไม่สม่ำเสมอของรอยตัดเนื่องจากการสึกหรอของคมตัดและการบิดตัว หรือเกิดจากการเปลี่ยนรูปของเครื่องมือตัด ซึ่งกระบวนการแบบ Non-Contact Machining ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่ม Non-Conventional Machining นั้นถือเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในกระบวนการตัดวัสดุระดับไมครอน

---

การเจาะด้วยเครื่องกัดไฟฟ้า (EDM) นั้นนับว่ามีความแตกต่างและมีความซับซ้อนกว่ากระบวนการตัดเฉือน/ขึ้นรูปทั่วไป ในกระบวนการเจาะด้วย EDM นั้น ไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังอิเล็กโทรดและชิ้นงานจะจมอยู่ในของเหลวไดอิเล็คตริก (dielectric fluid) หรือของเหลวที่เป็นฉนวนโดยมีช่องว่างเล็ก ๆ ที่เรียกว่า spark gap คั่นอยู่ การปล่อยกระแสไฟฟ้าแบบพัลส์จากอิเล็กโทรดจะทำให้เกิดประกายไฟที่กัดเนื้อวัสดุออกจากชิ้นงานผ่านกระบวนการหลอมและการระเหย

ในการใช้งานทั่วไปจะใช้อิเล็กโทรดทองเหลือง หรือ ทองแดง ที่มีไดมิเตอร์ตามขนาดรูสำเร็จเพื่อทำการเจาะรูในชิ้นงาน อิเล็กโทรดจะถูกชาร์จโดยแหล่งจ่ายไฟของเครื่อง EDM และถูกส่งต่อไปเพื่อสร้างอัตราป้อนงานในการแมชชีนนิง การใช้พลังงานและอัตราการป้อนของอิเล็กโทรด ตลอดจนการเคลื่อนที่ของแกนเครื่องจักรทั้งหมดนั้นถูกควบคุมโดย CNC

แกนหมุนจะยึดอิเล็กโทรดไว้ให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องระหว่างโปรเซสการเจาะ เมื่ออิเล็กโทรดสร้างรูในวัสดุแล้วจึงใช้ไดอิเล็กตริก หรือ ฉนวนไฟฟ้าแรงดันสูงเพื่อล้างเศษวัสดุที่ถูกกัดเซาะออกไปอย่างรวดเร็วและทำให้สามารถเจาะรูได้ลึกขึ้น

เมื่อรูยิ่งลึก การล้างเศษออกด้วยแรงดันสูงจะยิ่งมีความสำคัญ เนื่องจากเศษวัสดุที่เกิดจากการเจาะจะยิ่งล้างออกได้ยากขึ้นเมื่อเจาะรูลึกลงไปเรื่อยๆ หากระบบการชะล้างไม่ดี หรือ มีความดันไม่สูงพอ วัสดุก็จะพอกพูนขึ้นอย่างรวดเร็วและเป็นเหมือนเป็นส่วนขยายของอิเล็กโทรด และหากเกิดกรณีนี้ขึ้น ประกายไฟจะโค้งข้ามของเหลวไดอิเล็กตริก ทำให้เกิด”pitting” หรือ รู /หลุมในบริเวณที่ไม่ต้องการ (ให้เกิดรู) บนชิ้นงาน

---

• เปรียบเทียบ WIRE EDM MACHINES 3 แบบ
• CUTTING-EDGE CONTROLS ตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรม 4.0
• WIRE EDM อีกหนึ่งทางเลือกสำหรับอุตสาหกรรมการบิน
• NEW ELECTRODE CONCEPT IMPROVES DIE-SINKING EDM

---

Part material needs to be conductive | ต้องเป็นวัสดุนำไฟฟ้าเท่านั้น

ข้อจำกัดเพียงประการเดียวในการเลือกใช้วัสดุสำหรับชิ้นงานในการใช้ EDM คือต้องเป็นสื่อนำไฟฟ้าเท่านั้น ในการใช้งานเจาะเชิงกล (ทั่วไป) เครื่องมือจะสัมผัสกับวัสดุทางกายภาพและเป็นกระบวนการเสียดสีมากกว่า โดยสว่านสามารถ “wander” หรือ “เดิน” ได้เนื่องจากมันสัมผัสกับชิ้นงาน โดยเฉพาะหากเจาะเข้าไปในส่วนเว้าหรือนูน ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ การเดิน (wandering) อาจรุนแรงขึ้นเมื่อต้องเจาะชิ้นส่วนที่ชุบแข็งไว้ก่อน

โลหะชุบแข็งวัสดุที่มีค่าความแข็งตั้งแต่ 70 ขึ้นไปในระดับความแข็ง Rockwell C สามารถเจาะได้โดยใช้ EDM ทั้งนี้ EDM เป็นกระบวนการทางความร้อนที่วัสดุถูกกัดเซาะออกไปแทนการตัดเฉือนด้วยเครื่องจักร ดังนั้นอิเล็กโทรดจึงไม่สัมผัสกับชิ้นงานเลยและไม่มีความเค้นทางกายภาพบนวัสดุ

อิเล็กโทรดที่ใช้สำหรับการเจาะ EDM ที่ให้ความเที่ยงตรงนั้นเป็นเหมือนท่อ – tubular (ไม่ใช่ของแข็ง) โดยมีภายในเป็นรูปเกลียว ซึ่งเมื่อทำงานร่วมกับการล้างด้วยแรงดันสูงจะทำให้เศษวัสดุที่เกิดจากการเจาะไม่เหลือค้างอยู่ในรู

Agie-Charmilles Drill 20 จาก GF Machining Solutions เป็นเครื่อง EDM ความแม่นยำสูง สำหรับการเจาะรูที่มีความลึกสูงสุด 200 มม. สามารถรองรับอิเล็กโทรดขนาดเล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.1 – 0.3 มม.  มีระบบ HMI (Human Machine Interface) ที่ใช้งานง่าย ช่วยให้สามารถตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำงานได้อย่างรวดเร็วและเป็นแบบเรียลไทม์ รวมถึงการเตรียมงานและการตั้งค่าที่ง่ายดาย นอกจากนี้ยังติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับกรณีเกิดไฟฟ้าลัดวงจร เกิดความผันผวนของอุณหภูมิ และตรวจระดับของเหลวไดอิเล็กตริก ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของกระบวนการผลิต

---

อ้างอิง: www.etmm-online.com

บทความที่เกี่ยวข้อง: 

ผลิตภาพอัจฉริยะในการผลิตแม่พิมพ์และเครื่องมือ

เปรียบเทียบ Wire EDM machines 3 แบบ

ดอกสว่านสำหรับเจาะรูลึก

About The Author