Pemrosesan grafit bisa menjadi bisnis yang rumit, jadi mengutamakan permasalahan tertentu sangat penting untuk produktivitas dan profitabilitas.
Fakta membuktikan bahwa grafit sulit untuk dikerjakan, terutama untuk elektroda EDM yang memerlukan presisi dan konsistensi struktural yang sangat baik.Berikut lima poin penting yang perlu diingat saat menggunakan grafit:
Nilai grafit secara visual sulit dibedakan, namun masing-masing memiliki sifat fisik dan kinerja yang unik.Nilai grafit dibagi menjadi enam kategori menurut ukuran partikel rata-rata, namun hanya tiga kategori lebih kecil (ukuran partikel 10 mikron atau kurang) yang sering digunakan dalam EDM modern.Peringkat dalam klasifikasi merupakan indikator potensi penerapan dan kinerja.
Menurut sebuah artikel oleh Doug Garda (Toyo Tanso, yang pada saat itu menulis untuk publikasi saudara kami “Teknologi Pembuatan Cetakan”, tetapi sekarang disebut Karbon SGL), kadar dengan kisaran ukuran partikel 8 hingga 10 mikron digunakan untuk pengasaran.Aplikasi finishing dan detail yang kurang presisi menggunakan nilai ukuran partikel 5 hingga 8 mikron.Elektroda yang dibuat dari kualitas ini sering digunakan untuk membuat cetakan tempa dan cetakan die-casting, atau untuk aplikasi bubuk dan logam sinter yang tidak terlalu rumit.
Desain detail yang halus dan fitur yang lebih kecil dan kompleks lebih cocok untuk ukuran partikel yang berkisar antara 3 hingga 5 mikron.Aplikasi elektroda dalam kisaran ini meliputi pemotongan kawat dan ruang angkasa.
Elektroda presisi ultra-halus yang menggunakan kadar grafit dengan ukuran partikel 1 hingga 3 mikron sering kali diperlukan untuk aplikasi logam dan karbida dirgantara khusus.
Saat menulis artikel untuk MMT, Jerry Mercer dari Poco Materials mengidentifikasi ukuran partikel, kekuatan lentur, dan kekerasan Shore sebagai tiga penentu utama kinerja selama pemrosesan elektroda.Namun, struktur mikro grafit biasanya menjadi faktor pembatas kinerja elektroda selama operasi akhir EDM.
Dalam artikel MMT lainnya, Mercer menyatakan bahwa kekuatan lentur harus lebih tinggi dari 13.000 psi untuk memastikan bahwa grafit dapat diolah menjadi rusuk yang dalam dan tipis tanpa patah.Proses pembuatan elektroda grafit memakan waktu lama dan mungkin memerlukan fitur yang detail dan sulit dikerjakan, sehingga memastikan ketahanan seperti ini membantu mengurangi biaya.
Kekerasan pantai mengukur kemampuan kerja nilai grafit.Mercer memperingatkan bahwa kadar grafit yang terlalu lunak dapat menyumbat slot pahat, memperlambat proses pemesinan, atau mengisi lubang dengan debu, sehingga memberi tekanan pada dinding lubang.Dalam kasus ini, mengurangi umpan dan kecepatan dapat mencegah kesalahan, namun akan meningkatkan waktu pemrosesan.Selama pemrosesan, grafit yang keras dan berbutir kecil juga dapat menyebabkan material di tepi lubang pecah.Bahan-bahan ini mungkin juga bersifat sangat abrasif terhadap alat, sehingga menyebabkan keausan, yang mempengaruhi integritas diameter lubang dan meningkatkan biaya pekerjaan.Secara umum, untuk menghindari defleksi pada nilai kekerasan tinggi, perlu untuk mengurangi umpan pemrosesan dan kecepatan setiap titik dengan kekerasan Shore lebih tinggi dari 80 sebesar 1%.
Karena cara EDM menciptakan bayangan cermin dari elektroda di bagian yang diproses, Mercer juga mengatakan bahwa struktur mikro yang seragam dan padat sangat penting untuk elektroda grafit.Batas partikel yang tidak rata meningkatkan porositas, sehingga meningkatkan erosi partikel dan mempercepat kegagalan elektroda.Selama proses pemesinan elektroda awal, struktur mikro yang tidak rata juga dapat menyebabkan penyelesaian permukaan yang tidak rata—masalah ini bahkan lebih serius pada pusat permesinan berkecepatan tinggi.Titik keras pada grafit juga dapat menyebabkan alat membelok sehingga menyebabkan elektroda akhir tidak sesuai spesifikasi.Lendutan ini mungkin cukup kecil sehingga lubang miring tampak lurus pada titik masuknya.
Ada mesin pengolah grafit khusus.Meskipun mesin-mesin ini akan sangat mempercepat produksi, mesin-mesin ini bukan satu-satunya mesin yang dapat digunakan oleh produsen.Selain pengendalian debu (dijelaskan nanti dalam artikel), artikel MMS sebelumnya juga melaporkan manfaat mesin dengan spindel cepat dan kontrol dengan kecepatan pemrosesan tinggi untuk pembuatan grafit.Idealnya, kendali cepat juga harus memiliki fitur berwawasan ke depan, dan pengguna harus menggunakan perangkat lunak pengoptimalan jalur alat.
Saat melakukan impregnasi elektroda grafit—yaitu, mengisi pori-pori struktur mikro grafit dengan partikel berukuran mikron—Garda merekomendasikan penggunaan tembaga karena tembaga dapat memproses paduan tembaga dan nikel khusus secara stabil, seperti yang digunakan dalam aplikasi luar angkasa.Nilai grafit yang diresapi tembaga menghasilkan hasil akhir yang lebih halus dibandingkan nilai yang tidak diresapi dengan klasifikasi yang sama.Mereka juga dapat mencapai pemrosesan yang stabil ketika bekerja dalam kondisi buruk seperti pembilasan yang buruk atau operator yang tidak berpengalaman.
Menurut artikel ketiga Mercer, meskipun grafit sintetis—jenis yang digunakan untuk membuat elektroda EDM—secara biologis inert dan oleh karena itu pada awalnya kurang berbahaya bagi manusia dibandingkan beberapa bahan lain, ventilasi yang tidak tepat masih dapat menimbulkan masalah.Grafit sintetis bersifat konduktif, yang dapat menyebabkan beberapa masalah pada perangkat, yang dapat menyebabkan arus pendek jika bersentuhan dengan bahan konduktif asing.Selain itu, grafit yang diresapi dengan bahan seperti tembaga dan tungsten memerlukan perawatan ekstra.
Mercer menjelaskan, mata manusia tidak dapat melihat debu grafit dalam konsentrasi yang sangat kecil, namun tetap dapat menyebabkan iritasi, robekan, dan kemerahan.Kontak dengan debu mungkin bersifat abrasif dan sedikit mengiritasi, namun kecil kemungkinannya dapat terserap.Pedoman pemaparan rata-rata tertimbang waktu (TWA) untuk debu grafit dalam 8 jam adalah 10 mg/m3, yang merupakan konsentrasi yang terlihat dan tidak akan pernah muncul dalam sistem pengumpulan debu yang digunakan.
Paparan debu grafit yang berlebihan dalam jangka waktu lama dapat menyebabkan partikel grafit yang terhirup tetap berada di paru-paru dan bronkus.Hal ini dapat menyebabkan pneumokoniosis kronis parah yang disebut penyakit grafit.Grafitisasi biasanya berhubungan dengan grafit alam, namun jarang juga berhubungan dengan grafit sintetik.
Debu yang menumpuk di tempat kerja sangat mudah terbakar, dan (dalam artikel keempat) Mercer mengatakan debu tersebut dapat meledak dalam kondisi tertentu.Ketika penyalaan bertemu dengan konsentrasi partikel halus yang tersuspensi di udara dalam jumlah yang cukup, kebakaran debu dan deflagrasi akan terjadi.Jika debu tersebar dalam jumlah banyak atau berada di area tertutup, kemungkinan besar akan meledak.Mengontrol segala jenis elemen berbahaya (bahan bakar, oksigen, penyalaan, difusi, atau pembatasan) dapat sangat mengurangi kemungkinan ledakan debu.Dalam kebanyakan kasus, industri berfokus pada bahan bakar dengan menghilangkan debu dari sumbernya melalui ventilasi, namun toko harus mempertimbangkan semua faktor untuk mencapai keselamatan maksimum.Peralatan pengendalian debu juga harus memiliki lubang tahan ledakan atau sistem tahan ledakan, atau dipasang di lingkungan yang kekurangan oksigen.
Mercer telah mengidentifikasi dua metode utama untuk mengendalikan debu grafit: sistem udara berkecepatan tinggi dengan pengumpul debu—yang dapat diperbaiki atau portabel tergantung pada aplikasinya—dan sistem basah yang memenuhi area sekitar pemotong dengan cairan.
Toko yang melakukan pemrosesan grafit dalam jumlah kecil dapat menggunakan perangkat portabel dengan filter udara partikulat efisiensi tinggi (HEPA) yang dapat dipindahkan antar mesin.Namun bengkel yang mengolah grafit dalam jumlah besar biasanya harus menggunakan sistem tetap.Kecepatan udara minimum untuk menangkap debu adalah 500 kaki per menit, dan kecepatan di dalam saluran meningkat hingga setidaknya 2000 kaki per detik.
Sistem basah berisiko “menyerap” cairan (diserap) ke dalam bahan elektroda untuk menghilangkan debu.Kegagalan mengeluarkan cairan sebelum menempatkan elektroda di EDM dapat mengakibatkan kontaminasi minyak dielektrik.Operator harus menggunakan larutan berbahan dasar air karena larutan ini kurang rentan terhadap penyerapan minyak dibandingkan larutan berbahan dasar minyak.Mengeringkan elektroda sebelum menggunakan EDM biasanya melibatkan penempatan bahan dalam oven konveksi selama sekitar satu jam pada suhu sedikit di atas titik penguapan larutan.Suhu tidak boleh melebihi 400 derajat, karena ini akan mengoksidasi dan menimbulkan korosi pada material.Operator juga sebaiknya tidak menggunakan udara bertekanan untuk mengeringkan elektroda, karena tekanan udara hanya akan memaksa fluida masuk lebih dalam ke dalam struktur elektroda.
Princeton Tool berharap dapat memperluas portofolio produknya, meningkatkan pengaruhnya di Pantai Barat, dan menjadi pemasok yang lebih kuat secara keseluruhan.Untuk mencapai ketiga tujuan tersebut sekaligus, akuisisi bengkel permesinan lain menjadi pilihan terbaik.
Perangkat EDM kawat memutar kawat elektroda yang dipandu secara horizontal pada sumbu E yang dikontrol CNC, memberikan ruang bebas benda kerja dan fleksibilitas bagi bengkel untuk menghasilkan perkakas PCD yang kompleks dan presisi tinggi.
Waktu posting: 26 Sep-2021