Обработка электричеством, изученная в хак-чате

Как читатель Hackaday, можно с уверенностью предположить, что вы разбираетесь в электричестве лучше, чем в среднем. Также велика вероятность, что вы знакомы с механической обработкой и, возможно, даже имеете в мастерской токарный станок или старую мельницу. Но объединение этих двух технологий и фактическая обработка куска металла электричеством — это не то, чем многие домашние геймеры могут похвастаться непосредственным опытом.

Конечно, это не значит, что нет интереса. Чтобы помочь ответить на животрепещущие (или, по крайней мере, острые) вопросы сообщества, генеральный директор и основатель Voxel Innovations Дэниел Херрингтон зашел на Hack Chat на этой неделе, чтобы поговорить о передовых возможностях электроэрозионной обработки (EDM) и тесно связанной области. электрохимической обработки (ЭХО). В то время как его компания использует эту технологию для производства компонентов в невероятных масштабах, Дэниел начал свою карьеру в гараже, как и многие из нас, что позволило ему предложить как профессиональные, так и любительские перспективы в области технологий.

Естественно, первым большим вопросом, который нужно было решить, была разница между EDM и ECM. Проще говоря, при электроэрозионной обработке используется высокое напряжение, которое буквально сдувает материал с заготовки. Получающаяся в результате отделка обычно получается шероховатой, и проработка материала обычно происходит медленно, но ее относительно легко реализовать.

Напротив, электрохимическую обработку можно рассматривать как своего рода процесс обратного гальванического покрытия, поскольку материал, удаляемый с заготовки, растворяется и переносится на катод, хотя на практике поток электролита под давлением не позволяет ему фактически нанести покрытие на отрицательно заряженный инструмент. ECM — это более быстрый процесс, чем EDM, и он позволяет получить исключительно гладкую поверхность, но он значительно сложнее с технической точки зрения.

Так зачем же использовать электричество для обработки металла вместо традиционных инструментов? И ECM, и EDM имеют уникальное преимущество: инструмент никогда не касается обрабатываемой детали. Это, очевидно, оказывает меньшую нагрузку на материал, чем резка, но также означает, что сам станок не должен быть таким механически жестким, двигатели не должны быть такими сильными и т. д. Бесконтактный характер ECM/EDM особенно привлекательно для любителей, поскольку это означает, что дешевый 3D-принтер можно перепрофилировать, чтобы перемещать инструмент по заготовке.

К сожалению, взлом 3D-принтера для перемещения инструмента — это, пожалуй, единственный аспект ECM или EDM, который действительно можно назвать «простым» с точки зрения любителя. Как объясняет Дэниел, одна из самых больших проблем — это инструменты. Если вы занимаетесь электроэрозионной обработкой, ваш электрод будет сделан из чего-то вроде графита или латуни, что, с другой стороны, не очень дорого и с ним довольно легко работать. К сожалению, в процессе работы электрод расходуется, поэтому их придется изготовить много. Что касается ECM, то хорошей новостью является то, что катод не изнашивается при обработке, как при электроэрозионной обработке. С другой стороны, он должен быть изготовлен из чего-то вроде нержавеющей стали, чтобы выдержать химические процессы. Поэтому производство инструментов сложной формы может стать очень дорогим и имеет смысл в коммерческих приложениях только в том случае, если вы можете амортизировать затраты на множество деталей.

Конечно, если мы говорим о личном проекте, возможно, вас не беспокоят время и усилия, затраченные на создание инструментария ECM. В этом случае самой большой проблемой будет электролит. Используются различные специальные смеси, но, вообще говоря, вы будете использовать свой инструмент в соленой воде. Фактически, Дэниел говорит, что Voxel обычно использует нитрат натрия, который обычно используется для консервирования продуктов питания. В этом нет ничего опасного, но на практике коррозионная жидкость разбрызгивается повсюду при движении инструмента. Мало того, электролиз расщепляет соленую воду на водород и кислород — потенциально взрывоопасную комбинацию. В качестве дополнительного бонуса, если вы попытаетесь сделать это с обычной поваренной солью, вы также выделите ядовитый газообразный хлор.