EDM adalah teknik pemesinan non-tradisional yang presisi. Teknik ini banyak digunakan untuk memproduksi komponen mekanis. EDM memiliki keunggulan unik dibandingkan metode pemotongan konvensional untuk pemesinan komponen tertentu. Dalam kondisi khusus tertentu, komponen dengan permukaan akhir yang baik dapat diperoleh dengan pemesinan menggunakan EDM. EDM juga memenuhi persyaratan gambar desain dengan baik dan mencapai akurasi pemesinan tertentu. Oleh karena itu, EDM semakin umum digunakan di berbagai industri. Bagian selanjutnya dari makalah ini akan membahas terlebih dahulu apa itu permukaan akhir EDM dan faktor-faktor yang memengaruhinya. Selanjutnya, kami akan memperkenalkan metode pengukuran permukaan akhir. Terakhir, kami akan membahas cara meningkatkan permukaan akhir EDM dan area aplikasi pemesinan EDM.
Apa itu permukaan akhir EDM?
Penyelesaian permukaan EDM mengacu pada kekasaran terukur yang ditinggalkan oleh erosi percikan pada benda kerja konduktif. Kekasaran ini biasanya ditentukan menggunakan parameter kekasaran seperti Ra dan Rz, beserta standar dan pengaturan pengukuran (misalnya, panjang batas dan evaluasi).
- Ra:Kekasaran rata-rata aritmatika, diukur dalam mikrometer (μm), adalah parameter paling umum pada cetakan.
- Rz:Mewakili perilaku puncak-ke-lembah pada panjang pengambilan sampel yang ditentukan dan lebih sensitif terhadap lubang atau lonjakan yang terisolasi.
Hasil akhir permukaan EDM yang "baik" bukan hanya tentang penampilan. Hasil akhir tersebut harus memenuhi persyaratan fungsional seperti penyegelan, geseran, masa pakai lelah, dan kinerja pelapisan.
Bagaimana EDM Menciptakan Tekstur Permukaan
EDM menghasilkan tekstur permukaan melalui pelepasan berulang yang melelehkan dan menguapkan material dalam volume kecil, meninggalkan kawah mikro yang tumpang tindih. Tidak seperti milling atau grinding, EDM tidak menciptakan "lapisan" terarah karena tidak ada mata potong yang bergerak melintasi permukaan.
Setelah setiap pelepasan, sebagian material cair memadat kembali di permukaan, membentuk lapisan putih. Lapisan ini, bersama dengan geometri kawah, membuat permukaan tampak seragam tetapi tetap terukur "kasar" di bawah profilometer.
Jika tingkat energi terlalu tinggi atau pembilasan tidak stabil, pelepasan dapat berubah menjadi busur api. Hal ini sering kali menghasilkan lubang acak, tekstur seperti "kulit jeruk", dan kekasaran yang tidak konsisten di seluruh zona.
Parameter Utama yang Mengontrol Permukaan Akhir EDM
Kualitas permukaan akhir EDM bergantung pada energi yang dihasilkan oleh setiap percikan dan stabilitas celah. Energi pelepasan yang lebih rendah dan stabilitas proses yang lebih baik umumnya meningkatkan kekasaran permukaan, meskipun kecepatan potong menurun. Berikut adalah parameter utama yang memengaruhi Ra dan Rz:
- Arus Puncak (Ip):Arus puncak menentukan energi pelepasan dan ukuran kawah. Ip yang lebih tinggi meningkatkan laju pembuangan material tetapi menghasilkan permukaan yang lebih kasar. Ip yang lebih rendah lebih baik untuk finishing karena mengurangi kedalaman kawah, meskipun memperlambat pemotongan dan membutuhkan pembilasan yang lebih baik.
- Pulsa Tepat Waktu (Ton) Waktu pulsa tepat mengontrol lamanya energi diterapkan pada setiap pelepasan. Ton yang lebih panjang meningkatkan ukuran dan kekasaran kawah, terutama dengan arus tinggi. Ton yang lebih pendek mendukung penyelesaian akhir yang halus dengan membatasi volume lelehan dan mengurangi kerusakan termal.
- Pulsa Waktu Mati (Toff) Waktu mati pulsa memungkinkan deionisasi dan evakuasi serpihan. Jika Toff terlalu pendek, ionisasi berlanjut, menyebabkan ketidakstabilan dan kekasaran yang lebih tinggi. Toff yang lebih panjang meningkatkan stabilitas dan konsistensi permukaan tetapi mengurangi produktivitas.
- Kontrol Celah/Servo: Kontrol celah memastikan percikan yang stabil, alih-alih busur api atau korsleting. Respons servo yang stabil menciptakan kawah yang seragam, sehingga meningkatkan pengulangan Ra. Kontrol celah yang buruk sering kali mengakibatkan bekas terbakar, lubang, atau pita, yang meningkatkan Rz.
- Pembilasan dan Kondisi Dielektrik: Pembilasan menghilangkan serpihan dan mendinginkan area pemotongan, sementara cairan dielektrik mengontrol ionisasi. Pembilasan yang buruk menyebabkan pengendapan ulang, pelepasan sekunder, dan pembentukan lubang acak. Pembilasan yang stabil seringkali merupakan cara tercepat untuk meningkatkan hasil akhir permukaan.
- Jumlah Lintasan (Kasar + Skim) Beberapa lintasan adalah cara paling efektif untuk meningkatkan hasil akhir permukaan tanpa mengurangi stabilitas. Potongan kasar menghilangkan material besar, sementara lintasan skim menggunakan energi yang lebih rendah untuk menghaluskan permukaan. Lebih banyak lintasan skim mengurangi Ra, tetapi hasilnya berkurang setelah mencapai titik tertentu.
| Strategi | Apa yang berubah? | Hasil akhir yang khas |
|---|---|---|
| Hanya potongan kasar | Energi lebih tinggi, pembuangan lebih cepat | Ra yang lebih tinggi, variasi tekstur yang lebih banyak |
| Kasar + 1–2 potongan skim | Penyempurnaan energi yang lebih rendah | Ra lebih rendah, permukaan lebih seragam |
| Kasar + 3+ potongan skim | Energi sangat rendah, celah stabil | Pengulangan terbaik, peningkatan tambahan yang lebih kecil |
Bagaimana Mengukur dan Menentukan Permukaan Akhir EDM?
Untuk menentukan hasil akhir permukaan EDM dengan tepat, pasangkan Ra/Rz dengan standar dan pengaturan pengukuran. Jika panjang batas dan evaluasi tidak selaras antar pihak, permukaan yang sama dapat menghasilkan nilai yang dilaporkan berbeda.
Standar umum meliputi ISO 4287, ASME B46.1, dan JIS B0601. Pilih salah satu, tuliskan pada gambar atau rencana inspeksi, dan pertahankan konsistensi selama inspeksi masuk, inspeksi dalam proses, dan inspeksi akhir.
- Profilometer Stylus: Profilometer stylus menelusuri permukaan dan mengubah gerakan vertikal menjadi nilai kekasaran. Alat ini cepat dan berfungsi dengan baik untuk sebagian besar logam EDM. Catat panjang batas, panjang evaluasi, dan pengaturan filter. Hindari pengukuran kontak pada permukaan lunak atau fitur yang sensitif jika kerusakan menjadi perhatian.
- Optik / Interferometri: Metode optik mengukur topografi permukaan tanpa kontak. Metode ini berguna ketika target akhir sangat halus atau permukaannya tidak dapat disentuh. Metode ini biasanya mencakup area yang lebih kecil dan sensitif terhadap getaran dan reflektifitas. Gunakan metode ini ketika akses stylus terbatas atau ketika metode non-kontak diperlukan.
- Spesimen Perbandingan: Spesimen pembanding memberikan pemeriksaan visual/taktil yang cepat. Spesimen ini berguna untuk komponen non-kritis atau pemeriksaan proses informal. Spesimen ini bersifat subjektif dan tidak boleh menjadi metode yang dapat diterima untuk persyaratan penyelesaian yang ketat.
- Dasar-dasar Pelaporan: Permukaan EDM seringkali menunjukkan sedikit kemiringan arah, tetapi geometri dan pembilasan tetap dapat menciptakan pola lokal. Dokumentasikan lokasi pengukuran dan jalur yang digunakan. Jika terdapat lubang atau bekas terbakar, laporkan Ra dan Rz. Ra sendiri dapat menyembunyikan cacat terisolasi yang penting dalam penyegelan atau keausan.
Cara Praktis untuk Meningkatkan Hasil Permukaan EDM
Peningkatan permukaan akhir EDM melibatkan penurunan energi pelepasan, stabilisasi celah, dan penggunaan lintasan akhir untuk mengurangi pengecoran ulang dan tinggi puncak. Berikut adalah strategi langkah demi langkah:
- Gunakan Potongan Skim: Potongan skim memproses ulang permukaan sisa proses roughing, mengurangi ketebalan lapisan cor ulang dan membuat Ra lebih konsisten. Tambahkan skim pass untuk menyegel atau menggeser permukaan, tetapi hentikan ketika pengukuran menunjukkan hasil yang semakin berkurang.
- Energi Pelepasan Lebih Rendah: Kurangi Ip, perpendek Ton, dan stabilkan Toff untuk mengecilkan ukuran kawah. Lakukan satu perubahan pada satu waktu dan konfirmasikan perbaikan dengan pengukuran. Hindari energi ultra rendah jika dapat mengganggu kestabilan celah.
- Stabilkan Pembilasan: Perbaiki posisi nosel, aliran, dan pembuangan serpihan. Banyak masalah kekasaran, seperti lubang atau bekas terbakar, disebabkan oleh pembilasan yang buruk. Memperbaiki hal ini seringkali menstabilkan Ra dan menurunkan Rz.
- Kondisi Kawat Kontrol/Elektroda: Kawat yang aus, tegangan yang buruk, atau umpan yang tidak stabil dapat menyebabkan getaran dan ketidakstabilan percikan, sehingga menghasilkan hasil akhir yang tidak konsisten. Untuk EDM sinker, pastikan keausan dan kualitas elektroda yang stabil.
- Pilihan Pasca-Penyelesaian: Jika EDM saja tidak dapat memenuhi target Ra, gunakan proses sekunder seperti pemolesan atau penggilingan. Tangani pengecoran ulang dan retakan mikro dengan hati-hati untuk aplikasi yang kritis terhadap kelelahan atau penyegelan.
Target Penyelesaian Umum berdasarkan Aplikasi
“"Cukup halus" berarti hasil akhir yang sesuai dengan fungsi tanpa waktu dan biaya yang tidak perlu. Tetapkan target kekasaran berdasarkan persyaratan pekerjaan, bukan hanya berdasarkan penampilan.
Rongga Jamur
Permukaan cetakan seringkali membutuhkan transfer tekstur yang terkontrol dan proses pencetakan yang andal. Permukaan yang terlalu kasar dapat menimbulkan cacat; permukaan yang terlalu halus dapat meningkatkan risiko lengket pada beberapa material.
Penyelesaian EDM ditambah pemolesan terkendali lazim dilakukan saat penyelesaian rongga secara langsung memengaruhi penampilan dan pelepasan komponen.
Permukaan Penyegelan / Geser
Permukaan penyegelan dan geser sensitif terhadap puncak dan cacat. Rz dapat sama pentingnya dengan Ra ketika kebocoran atau keausan disebabkan oleh lubang atau lonjakan yang terisolasi.
Potongan tipis plus pembilasan yang stabil biasanya merupakan peningkatan hasil akhir yang paling hemat biaya. Konfirmasikan dengan uji fungsional jika memungkinkan.
Dirgantara / Medis
Aplikasi ini seringkali menekankan pengulangan dan pengendalian lapisan yang terpengaruh termal. Cacat lokal dapat menjadi pemicu retak atau akselerator keausan.
Gunakan pengaturan penyelesaian yang stabil, kendalikan metode pengukuran, dan kunci jendela proses sehingga penyelesaian tetap konsisten dari batch ke batch.
Kesimpulan
Mencapai hasil akhir permukaan terbaik dalam EDM merupakan upaya yang sangat penting. Dengan mengoptimalkan parameter EDM dan teknik pasca-pemrosesan, hasil akhir permukaan komponen akan lebih baik. Dengan perkembangan teknologi yang berkelanjutan, bengkel mesin EDM kawat memainkan peran penting dalam menghadirkan solusi pemesinan presisi, menjadikan EDM semakin banyak digunakan di berbagai industri. Jika Anda masih memiliki pertanyaan seputar teknologi EDM, silakan hubungi kami untuk mendapatkan jawabannya. Selain itu, jika Anda memiliki proyek dan kebutuhan EDM, silakan hubungi kami. Kami akan dengan senang hati memberikan Layanan Pemesinan Wire EDM terbaik. Kami tunggu kabar dari Anda!
Tanya Jawab Umum
Bisakah EDM menghasilkan permukaan seperti cermin?
Ya, tetapi biasanya membutuhkan penyelesaian akhir berenergi rendah dan beberapa kali skim pass. Percikan yang stabil, dielektrik yang bersih, dan pembilasan yang baik adalah fondasinya.
Mengapa Ra terlihat baik-baik saja tetapi komponennya masih bocor atau cepat aus?
Ra adalah nilai rata-rata dan dapat melewatkan cacat yang terisolasi. Periksa Rz dan periksa lubang, bekas terbakar, dan kerusakan akibat busur api.
Apa perubahan lantai pabrik yang paling cepat untuk meningkatkan penyelesaian permukaan EDM?
Tambahkan potongan skim dan perbaiki pembilasan terlebih dahulu. Kedua perubahan ini seringkali meningkatkan stabilitas Ra dan tingkat kerusakan dengan cepat.
Apakah kondisi dielektrik mempengaruhi hasil akhir permukaan EDM?
Ya. Dielektrik yang terkontaminasi atau tidak stabil meningkatkan pelepasan muatan yang tidak teratur dan meningkatkan risiko terbentuknya lubang dan zona kasar.
Bagaimana cara mengurangi bekas terbakar dan lubang acak?
Tingkatkan evakuasi puing dan stabilkan celah (perilaku servo dan waktu mati yang memadai), lalu kurangi energi pelepasan. Bekas luka bakar umumnya terkait dengan busur api yang dipicu oleh puing yang terperangkap atau kondisi celah yang tidak stabil.
