Прецизионная электрохимическая обработка (ЭХО) — относительно давний технологический прием обработки материалов, основы которого были заложены еще в 19 веке. С тех пор эта технология была значительно усовершенствована и сегодня представляет собой методику сверхточной машинной обработки, которая широко применяется в разных отраслях промышленности.

Ниже представлена хронология, отражающая основные вехи развития технологии прецизионной электрохимической обработки:

ПЭХО на начальном этапе развития

Image of Michael Faraday

Принципы обработки металла с отрицательным потенциалом (анодный металл) открыл великий физик и исследователь Майкл Фарадей (1791-1867 гг.), которого с тех пор считают отцом распространившейся в ту эпоху науки об электромагнетизме. Его ранние исследования в области металлургии (в 1818–1824 гг.) предвосхитили дальнейшее развитие этой отрасли, которое впоследствии вылилось в широкое распространение использования легированной стали в современной промышленности. Во многом благодаря Майклу Фарадею появилось много знакомых всем слов, которые в наши дни употребляются в области электрохимии, в том числе «электрод», «катод» и «ион».

В 1831 году Фарадей открыл электромагнитную индукцию — принцип, который лежит в основе работы электрического трансформатора и электрогенератора. Это и многие другие важные открытия в области электричества и электрохимии были заслугой Майкла Фарадея. Результаты некоторых из его достижений используются и в наше время.

Когда в 1850 году Фарадея спросили о практической ценности электричества, он дал свой знаменитый ответ:

Однажды, сэр, вы сможете обложить его налогом

Ответ Фарадея на вопрос Уильяма Гладстона, канцлера казначейства (министра финансов) Великобритании в то время,
о практической ценности электричества (1850 г.)

 

Эксперимент Фарадея

Faradays experiment with eel

Изучение живых существ, таких как электрический угорь, пользовалось во времена Фарадея особым интересом со стороны исследователей. И до этого ученые долго подозревали, что электричество играет жизненно важную роль в их нервной системе, хотя истинная его природа все еще оставалась невыясненной.

Фарадей, в свою очередь, проводил множество экспериментов с электрическими угрями. Он мог испытать всю силу электрического удара угря на себе, коснувшись рыбы голыми руками. Как известно, электрический угорь способен произвести электрический разряд напряжением до 600 В, а ведь Фарадей в то время работал без каких-либо инструкций по технике безопасности!

Слова Фарадея о своем эксперименте:

Электрический удар! Это животное производит очень мощный электрический удар, если поместить руки в определенном положении, то есть одну на теле возле головы, а другую — возле хвоста; чем ближе, в определенных пределах, расположены руки, тем слабее удар. Дисковые проводники очень хорошо проводят ток, если влажные руки плотно приложены к цилиндрическим ручкам, однако почти совсем не проводят ток, если держать ручки сухими руками, как обычно.

M. Faraday, "Notice of the character and direction of the electric force of the Gymnotus," Phil. Trans. Roy. Soc. 129 (1839), 1-12

 

1920 - 1960

Old electrochemical maching lab

В начале XX века исследователи в России, Западной Европе и США предложили ряд методов и технологических схем применения электрохимической обработки (ЭХО) для размерной обработки деталей, в первую очередь при выполнении контурной обработки и прошивании отверстий различной формы.

ЭХО как технологический метод берет свое начало от электрохимической полировки, предложенной известным русским химиком Е. Шпитальским еще в 1911 году. При этом отсчет истории собственно электрохимической обработки (ЭХО) ведется, начиная с регистрации В.Гусевым в 1929 году базового патента на свое выдающееся открытие, значительно опередившее свое время и довольно точно предопределившее особенности применения технологии ЭХО. Русский ученый первым разработал технологию анодной обработки металлов, что обеспечило ему особое место в истории прецизионной электрохимической обработки.

Годы спустя, в 1941 г. в журнале Международного электрохимического общества вышла знаменитая статья Берджесса. Позже, в 1950-е годы, произошел, пожалуй, самый значимый поворот в истории электрохимической обработки — данную технологию стали исследовать как метод формовки изделий из сплавов повышенной прочности. С этого момента множество компаний начали развивать анодную обработку металлов в качестве коммерчески применимой технологии, за чем последовало ее использование в промышленном производстве.

 

1960 – 1970

Antique ECM research lab from the late 60s

В 60-70 гг. интерес к данной технологии возрастал, в особенности в странах Западной Европы и СССР. Отраслями промышленности, которые первыми оценили потенциал и стали применять электрохимическую обработку, были аэрокосмическая отрасль (газотурбинные двигатели) и инструментальное машиностроение (ковочные штампы и т. п.).


Еще одной активно развивающейся технологией в то время была т. н. электроискровая обработка (ЭИсО), которой зачастую отдавалось предпочтение в сравнении с электрохимической обработкой. С другой стороны, электрохимическая обработка даже на ранних этапах обеспечивала гораздо более высокие скорости обработки. Позже ЭХО была в значительной степени усовершенствована в том, что касалось точности обработки и воздействия на окружающую среду, что и обусловило ее популярность.

 

1980 – 2000

Old research book

В 80-90 гг. были разработаны более совершенные схемы импульсной и импульсно-циклической электрохимической обработки с применением пассивирующих кислородосодержащих жидкостей.

В этот период в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая отрасль, медицина и инструментальное машиностроение, наблюдался повышенный спрос на только что разработанные высокопрочные твердые материалы. В результате создания таких материалов возникла необходимость в новых технологиях электрофизической и электрохимической обработки. Реакцией на такую потребность в техническом прогрессе стало появление в 1998 — 2011 гг. целого комплекса разработок в области новой биполярной микросекундной электрохимической обработки с использованием вибрирующего электрода. Это новшество значительно увеличило точность обработки, и наряду с другими преимуществами прецизионной электрохимической обработки положило начало постоянному расширению областей применения прецизионной ЭХО.

 

Наши дни

В наши дни различные компании используют технологию прецизионной ЭХО. В нынешнем виде ее едва ли можно сравнить с методом обработки металлов анодным способом, с которого когда-то все начиналось. В прошлом технология прецизионной электрохимической обработки была недостаточно точной и экологичной, однако к настоящему времени она была значительно усовершенствована и избавилась от недостатков, присущих ей на ранних этапах развития.

Компания ECM Technologies предлагает на мировом рынке решения в области электрохимической обработки со дня своего основания. Созданная в 2003 г. и возглавляемая с тех пор генеральным директором г-ном Вольтерсом, она быстро выросла в среднюю по величине компанию с разнообразным профилем предоставляемых услуг и постоянной командой высокопрофессиональных научных и инженерных сотрудников и бизнес-специалистов. Постоянные усилия компании, направленные на информационную поддержку технологии прецизионной электрохимической обработки и разъяснение ее преимуществ по сравнению с традиционными технологиями обработки материалов, а также накопленные в ходе обширных научно-исследовательских работ знания и опыт обеспечили компании заслуженный авторитет и признание на рынке технологий прецизионной ЭХО. Несмотря на существующие наработки и опыт в большинстве высокотехнологичных отраслей промышленности, технология прецизионной электрохимической обработки все еще находится на этапе стабильного роста популярности и становления в качестве предпочтительной технологии прецизионной обработки.