精确电解加工(pECM/PECM)是一种先进的金属加工技术,可以为很难或不可能通过传统技术生产的产品提供解决方案。精确电解加工可用于处理几乎所有的金属和合金。

观看此视频以了解更多与精确电解加工技术以及它超越传统的金属加工技术的好处的相关内容。

 

///精确电解加工(PECM)

精确电解加工,可缩写为PECM或pECM,是一种先进的金属加工技术,可以加工用传统加工技术很难或不可能加工的产品。这是一种非常精确的技术,能够加工任何导电的工件,因为这种技术是以电解(即化学变化,尤其是通过电流在电解质中产生的分解)作为基础的。在其广泛的应用功能中,甚至可以对要加工的金属合金起到性能提升和增加韧度的效果,而不必考虑它们的硬度、强度和热性能。

在加工流程中,通过电力(电解的)和化学(化学的)方式,金属工件的局部进行溶解(加工),直到获得所需的复杂的三维形状。

The ECM process

Cathode Anode Anode

阴极(电极)不接触阳极(工件)。产品不是被切割,而是被溶解。

///流程细节

在精确电解加工流程中,在一个电解池中,直流电按控制速度将金属从工件上溶解掉。作为阳极的工件与作为阴极的工具之间存在一个间隙(可以小至10微米)。因此,工件和加工工具在任何时刻都不产生接触。电解质通常是水盐溶液,在压力下通过电极间的间隙被注入,从而冲洗掉从工件上溶解的金属。当电极工具保持一定的间隙朝向工件时,工件便被加工成工具的补充形状。

精确电解加工类似逆向的电镀流程,但精确电解加工不添加材料而是移除它。这项技术也可以被描述为相反的电化学或电镀或电解沉积流程。由于流程中的非接触原则,所以没有机械应力或热应力施加于工件上。

材料去除率(MRR)是在评估非传统加工流程的效率时的一个重要特性。在精确电解加工中,材料去除的发生是由于加工材料的原子溶解。此外,不同于前代精确电解加工机器,现在的精确电解加工技术因为使用脉冲电源和振动轴而变得更好。这一发明甚至使得加工最小加工间隙仅仅只有几微米的产品成为可能,因此同样也可以在内部和外部进行复杂成形。

  1. 精确电解加工的四个组成部分:机械、工艺用水、控制和电源由以下模块代表:

  2. 工具给水系统
  3. 电解质过滤和供应系统
  4. 控制系统
  5. 电源
 

 

图A.精确电解加工流程周期:机械振动轴路径

Schematic of vibration and puls

这是一个表现弯曲状振动和溶解物质的电脉冲的示意图。机械振动,400微米振幅,提供一个冲洗周期和一个流程周期,以0.5ms到5ms的可调脉冲频率。此外,还可以使用更旧式的直流电方法(借助恒向电流)进行探测和(或)生产。这可能特别有利于那些更注重加工速度而不是精度水平的生产应用。

 

图B.精确电解加工流程周期:阴极—阳极相互作用

Schematic of an ECM set-up

上面的一个示意图表说明了带有振动轴的电极(可调频率20-50赫兹)和具有电极的复制形状的工件。加工流体(电解质)被作为传导介质和反应产物的转换介质,后者包括金属离子、金属氢氧化物、金属氧化物、气体和热力。

///精确电解加工优势

精确电解加工所具有的超越传统加工技术的诸多优势可以总结为以下四组:

  1. 加工精度
  2. 优秀的流程稳定性
  3. 能够建立微细结构
  4. 可以安全加工易碎部件和薄片
  1. 设计自由度
  2. 一个步骤实现完整形式成形(包括3D产品)
  3. 生成复杂的形状和轮廓
  4. 适合于在难以接触到的位置加工
  1. 表面完整性
  2. 优秀的表面光洁度,“无”毛刺产生
  3. 几乎无任何刀具磨损
  4. 工件上无机械或热负荷
  1. 流程创新
  2. 材料是被溶解而不是被切削
  3. 加工新奇特金属合金
  4. 非常适合大批量生产