Durch den Ersatz von Kupferelektroden durch Graphitelektroden im Formenbau durch ultrahochleistungsfähige Graphitelektroden werden die Formenherstellungszyklen deutlich verkürzt, die Arbeitsproduktivität gesteigert und die Formenherstellungskosten gesenkt. Mit der Einführung von Präzisionsformen und hocheffizienten Formen (mit immer kürzeren Formzyklen) sind in den letzten Jahren die Anforderungen an die Formenherstellung immer höher geworden. Aufgrund verschiedener Einschränkungen der Kupferelektroden selbst konnten diese den Entwicklungsanforderungen der Formenindustrie immer weniger gerecht werden. Graphit als EDM-Elektrodenmaterial wird in der Formenindustrie aufgrund seiner Vorteile wie guter Bearbeitbarkeit, geringem Gewicht, schneller Formbarkeit, extrem geringer Ausdehnung, geringem Verlust und einfacher Bearbeitung häufig eingesetzt. Es ist unvermeidlich, dass es Kupferelektroden ersetzen wird.
1. Eigenschaften von Graphitelektrodenmaterialien
CNC-Bearbeitung zeichnet sich durch hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, hohe Bearbeitbarkeit und einfache Bearbeitung aus. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Graphitmaschinen ist drei- bis fünfmal so hoch wie die von Kupferelektroden, und die Präzision der Verarbeitungsgeschwindigkeit ist besonders herausragend. Darüber hinaus ist die Festigkeit sehr hoch. Bei ultrahohen (50 bis 90 mm) und ultradünnen (0,2 bis 0,5 mm) Elektroden neigen diese während der Verarbeitung nicht zur Verformung. Darüber hinaus wird in vielen Fällen eine sehr gute Texturierung der Produkte gefordert. Dies erfordert, dass die Elektroden bei der Herstellung möglichst integrale männliche Elektroden aufweisen. Bei der Herstellung integraler männlicher Elektroden entstehen jedoch verschiedene versteckte Eckenaussparungen. Aufgrund der einfachen Bearbeitbarkeit von Graphit lässt sich dieses Problem leicht lösen und die Anzahl der Elektroden stark reduzieren, was bei Kupferelektroden nicht möglich ist.
2. Schnelle EDM-Formung, geringe Wärmeausdehnung und geringe Verluste: Aufgrund der besseren elektrischen Leitfähigkeit von Graphit im Vergleich zu Kupfer ist seine Entladerate schneller als die von Kupfer und beträgt das 3- bis 5-fache. Darüber hinaus hält es während der Entladung relativ hohen Strömen stand, was für die Groberosion vorteilhaft ist. Gleichzeitig wiegt Graphit bei gleichem Volumen nur ein Fünftel des Kupfergewichts, was die EDM-Belastung deutlich reduziert. Graphit bietet große Vorteile bei der Herstellung großer Elektroden und integrierter männlicher Elektroden. Die Sublimationstemperatur von Graphit beträgt 4200 °C und ist damit das 3- bis 4-fache der von Kupfer (die Sublimationstemperatur von Kupfer beträgt 1100 °C). Bei hohen Temperaturen ändert sich
Ultrahochleistungs-Graphitelektrode
Es ist extrem klein (1/3 bis 1/5 der Kupferform unter gleichen elektrischen Bedingungen) und erweicht nicht. Die Entladungsenergie kann effizient und mit geringem Verbrauch auf das Werkstück übertragen werden. Da die Festigkeit von Graphit bei hohen Temperaturen tatsächlich zunimmt, kann es den Entladungsverlust effektiv reduzieren (der Verlust von Graphit beträgt 1/4 des Verlusts von Kupfer) und so die Verarbeitungsqualität sicherstellen.
3. Geringes Gewicht und niedrige Kosten: Die CNC-Bearbeitungszeit, die EDM-Zeit und der Elektrodenverschleiß machen den Großteil der Gesamtkosten eines Formensatzes aus und werden durch das Elektrodenmaterial bestimmt. Im Vergleich zu Kupfer sind die Bearbeitungs- und EDM-Geschwindigkeit von Graphit drei- bis fünfmal so hoch wie bei Kupfer. Der minimale Verschleiß und die Herstellung der integrierten Graphitelektrode können die Anzahl der Elektroden reduzieren und so den Materialverbrauch und die Bearbeitungszeit der Elektroden verringern. All dies kann die Produktionskosten von Formen deutlich senken.
2. Anforderungen und Besonderheiten der mechanischen und elektrischen Bearbeitung von Graphitelektroden
1. Elektrodenherstellung: Bei der professionellen Graphitelektrodenherstellung kommen hauptsächlich Hochgeschwindigkeitsmaschinen zum Einsatz. Die Maschinen sollten eine hohe Stabilität aufweisen und gleichmäßige, stabile Dreiachsenbewegungen ohne Vibrationen ermöglichen. Darüber hinaus sollte die Rotationsgenauigkeit von Komponenten wie der Hauptwelle möglichst hoch sein. Die Elektroden können auch auf herkömmlichen Werkzeugmaschinen bearbeitet werden, allerdings unterscheidet sich der Prozess der Werkzeugbahnaufzeichnung von dem bei Kupferelektroden.
2. EDM-Graphitelektroden für die elektrische Entladungsbearbeitung sind Kohlenstoffelektroden. Da Graphit eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann bei der elektrischen Entladungsbearbeitung viel Zeit gespart werden. Dies ist auch einer der Gründe, warum Graphit als Elektrode verwendet wird.
3. Verarbeitungseigenschaften von Graphitelektroden: Industriegraphit ist hart und spröde, was bei der CNC-Bearbeitung zu relativ starkem Werkzeugverschleiß führt. Generell empfiehlt sich die Verwendung von hartmetall- oder diamantbeschichteten Werkzeugen. Bei der Schruppbearbeitung von Graphit kann das Werkzeug direkt auf das Werkstück aufgesetzt und wieder entfernt werden. Um Absplitterungen und Risse zu vermeiden, wird bei der Feinbearbeitung jedoch häufig ein leichtes Werkzeug und ein schnelles Vorschubverfahren eingesetzt.
Graphit bricht im Allgemeinen selten, wenn die Schnitttiefe weniger als 0,2 mm beträgt, und es kann eine bessere Oberflächenqualität der Seitenwände erzielt werden. Der bei der CNC-Bearbeitung von Graphitelektroden entstehende Staub ist relativ groß und kann in Führungsschienen, Leitspindeln und Spindeln der Werkzeugmaschine usw. eindringen. Daher muss die Graphitbearbeitungsmaschine über entsprechende Vorrichtungen zum Umgang mit Graphitstaub verfügen und die Abdichtung der Maschine muss gut sein, da Graphit giftig ist. Graphitpulver ist eine Substanz, die sehr empfindlich auf chemische Reaktionen reagiert. Sein spezifischer Widerstand ändert sich in unterschiedlichen Umgebungen, d. h. sein Widerstandswert variiert. Eines bleibt jedoch konstant: Graphitpulver ist ein hervorragender nichtmetallischer leitfähiger Werkstoff. Solange Graphitpulver, beispielsweise ein dünner Faden, ohne Unterbrechung in einem isolierenden Objekt aufbewahrt wird, bleibt es elektrisiert. Doch wie hoch ist der Widerstandswert? Auch hierfür gibt es keinen eindeutigen Wert, da die Feinheit des Graphitpulvers variiert und sich der Widerstandswert je nach Material und Umgebung unterscheidet.
Was Sie vielleicht nicht wissen: Hochreines Graphitpulver hat auch leitende Anwendungen:
Gummi ist im Allgemeinen isolierend. Wenn elektrische Leitfähigkeit erforderlich ist, müssen leitfähige Substanzen hinzugefügt werden. Graphitpulver hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und schmierende Entformungseigenschaften. Graphit wird zu Graphitpulver verarbeitet, das ausgezeichnete Schmier- und Leitfähigkeitseigenschaften hat. Je reiner das Graphitpulver ist, desto besser ist seine Leitfähigkeit. Viele Fabriken für spezielle Gummiprodukte benötigen leitfähigen Gummi. Kann Gummi Graphitpulver hinzugefügt werden, um Strom zu leiten? Die Antwort ist ja, aber es stellt sich auch die Frage: Wie hoch ist der Graphitpulveranteil im Gummi? Einige Unternehmen verwenden einen Anteil von nicht mehr als 30 %, der für verschleißfeste Gummiprodukte wie Autoreifen usw. verwendet wird. Es gibt auch spezielle Gummifabriken, die einen Anteil von 100 % verwenden. Nur solche Produkte können Strom leiten. Das Grundprinzip der Leitfähigkeit besteht darin, dass der Leiter nicht unterbrochen werden kann, genau wie ein Draht. Wenn er in der Mitte unterbrochen wird, wird er nicht elektrifiziert. Das leitfähige Graphitpulver in leitfähigem Gummi ist der Leiter. Wenn das Graphitpulver durch isolierenden Gummi blockiert wird, leitet es keinen Strom mehr. Wenn der Anteil an Graphitpulver zu gering ist, ist die Leitfähigkeit wahrscheinlich schlecht.
Graphitpulver ist eine Substanz, die hochempfindlich auf chemische Reaktionen reagiert. Sein spezifischer Widerstand ändert sich in verschiedenen Umgebungen, d. h. sein Widerstandswert variiert. Eines bleibt jedoch konstant: Hochreines Graphitpulver ist ein hervorragender nichtmetallischer Leitwerkstoff. Solange das Graphitpulver, beispielsweise ein dünner Faden, ununterbrochen in einem isolierenden Gegenstand aufbewahrt wird, bleibt es elektrisiert. Doch wie hoch ist der Widerstandswert? Auch hierfür gibt es keinen eindeutigen Wert, da die Feinheit des Graphitpulvers variiert und sich der Widerstandswert je nach Material und Umgebung unterscheidet.
Beitragszeit: 09. Mai 2025