Popularyzacja metod niekonwencjonalnych
Projekt "Micro ECM for SMEs" (µECM) powołano do życia w celu opracowania zaawansowanego procesu umożliwiające mikroobrabianie materiałów z dokładnością do jednej tysięcznej milimetra. Dla porównania włos ludzki ma zwykle średnicę około jednej setnej milimetra. Opracowana technologia pozwoliła poprawić powtarzalność, dokładność i stabilność obróbki elektrochemicznej (ECM). Projekt µECM połączył małe i średnie przedsiębiorstwa intensywnie korzystające z wiedzy specjalistycznej i środowiska akademickie, aby umożliwić im wspólne wprowadzanie innowacyjnych pomysłów na rynek. Synergia między instytucjami szkolnictwa wyższego a przemysłem miała kluczowe znaczenie dla wspólnych badań partnerów projektu nad możliwościami maksymalizacji korzyści z obróbki elektrochemicznej. W chwili uruchomienia projektu w 2010 r. mikroobróbka elektrochemiczna, jedna z niekonwencjonalnych metod obróbki metali, zaczynała zyskiwać popularność. Dążąc do doskonalenia standardów branżowych, partnerzy projektu µECM skoncentrowali się na impulsowej obróbce ECM, która jest szybsza, a przy tym mieści się w zakresie konwencjonalnych szybkości obróbki skrawaniem. Opracowanie źródła mocy zdolnego do generowania impulsów nanosekundowych pozwoliło przezwyciężyć ograniczenia napotykane przy konwencjonalnej obróbce ECM. Przykładany do elektrod sygnał impulsu generuje wysokie prądy chwilowe o ostrej pulsacji, które sprawdzają się szczególnie dobrze przy usuwaniu metalu. Podczas obróbki elektrody są umieszczane przy elemencie obrabianym w odległości liczonej w mikrometrach. Przestrzeń między nimi jest wypełniona płynącym elektrolitem wodnym. Każdy impuls powoduje wytworzenie potencjału elektrycznego między elektrodami a elementem obrabianym, co prowadzi do kontrolowanego usuwania materiału przewodzącego elektryczność. Po każdym impulsie następuje dłuższy okres wyłączenia, który pozwala na odprężenie całego układu i usunięcie produktów ubocznych. Utrzymanie niezbędnej gęstości prądu w takim procesie wymaga intensywnych obliczeń o dużej dokładności czasowej. Uczestnicy projektu µECM zaproponowali zatem nową metodę symulacji, która pozwala zmniejszyć obciążenie obliczeniowe, a zarazem zwiększyć dokładność obróbki. Dodatkową korzyścią jest zwiększenie żywotności części poddanych mikroobróbce, co może potencjalnie oznaczać istotne oszczędności w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym oraz przy produkcji aparatury medycznej. Konkretnym przykładem korzyści, jakie nowa technologia impulsowej obróbki ECM może przynieść małym i średnim przedsiębiorstwom, jest wytwarzanie dysz wtrysku paliwa do samochodowych silników wysokoprężnych. Dysze wykonane z użyciem nowej techniki mikroobróbki będą mogły pracować z wyższym ciśnieniem. To z kolei oznacza wytwarzanie w komorze spalania drobniejszej mgiełki oleju napędowego i lepsze kontrolowanie spalania paliwa, co przełoży się na niższe emisje.
Słowa kluczowe
Obrabianie wykańczające, obróbka skrawaniem, obrabianie elektrochemiczne, mikroobrabianie, obróbka metali, sygnał impulsu, usuwanie metalu, elektrolit wodny, materiał przewodzący elektryczność, dokładność obróbki skrawaniem
