Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Skär metall med el i din 3D-skrivare

Ta en 3D-skrivare, kasta på det här modulhuvudet och använd det som en EDM-maskin för att göra exakt metallhuggning. Spännande saker!

Vad är EDM?

Elektro-Discharge Machining eller "gnist erosion" är ett ganska specialiserat område som inte många hobbyister känner till. Tekniken vänder traditionell elektrisk design upp och ner genom att försöka maximera ett fenomen som de flesta konstruktörer försöker minimera - kontakt erosion. Varje gång en brytare är omkopplad eller ett relä utlöses, då de två ändarna är fysiskt sammanförda, hoppar en båge till sist luftgapet innan den faktiska kontakten görs. Denna explosion av elektrisk plasma förångar en liten spec av material på den inverkande sidan.

Om ändarna togs nära nog att båga men aldrig röra - som i en TIG-svetsbåg - fortsätter elströmmen att strömma mellan elektroden och arbetsstycket på samma plats. Detta beror på att plasma endast har en liten del av luftmotståndet. I EDM som inte är användbar, så är kraften snabbt pulsad på och av (Khz) så att den mikroskopiska biten av damm förångas från en annan punkt varje gång. Sedan den sista delen förångas kommer nu längre bort på grund av den bit som eroderades, på en plan yta är nästa närmaste punkt förångad. Detta upprepas tiotals eller hundratusentusentals gånger i sekund.

Vad bra är det?

Traditionellt om man vill maskinera härdade material som verktygsstål, måste de bearbetas i ett mjukare tillstånd, sedan skickas för att bli kostnadseffektivt värmebehandlad. Eftersom EDM är en termisk, inte mekanisk process, har arbetsstyckets hårdhet nästan ingen effekt på skärhastigheten. Man kan börja med förhärdade stål och bearbeta dem direkt. En annan användning gör att stämpling dör, en grafit eller kopparelektrod är lätt bearbetad och sedan bränd i arbetsstycket med alla överförda funktioner. En tredje vanlig användning är avbränning. Varje hobbyist som har gjort något metallarbete kommer så småningom att bryta en kran i ett arbetsstycke och fastna undrar hur man tar bort det - du kan inte borra ut det, kranen är hårdare än borrbiten. De flesta butiker använder en EDM för att snabbt skära kranen ur arbetsstycket.

Men det finns mer till detta än typiska butiksartiklar. De flesta hobbyister och tillverkare har 3D-skrivare men saknar tillgång till vanliga verktyg för industriell metallbearbetning som svarvar och kvarn. Även bearbetning av mjukare metaller är inte inom räckhåll. Ett Dremel eller annat verktyg kan monteras i stället för ett 3D-skrivarhuvud, men 3D-skrivare saknar styvhet i storleksordning eller två för att fungera som kvarnar för annat än plast eller mjuka skogar. Det är här det här modulära EDM-huvudet kommer in.

Vad är nytt om detta projekt?

Precis som med 3D-utskrift finns det praktiskt taget nollmekaniska krafter vid användning av EDM eftersom gnistorna gör skärningen. Stabilitet är inte ett problem. De två maskinerna är praktiskt taget själskompisar!

Genom att byta ut ett extruderhuvud med en elektrod och bygga en fin pulserande maskin, kan små delar skapas genom gnistrosion utan att bygga en helt ny CNC.

Tekniken är inte ny, tillbaka 1968 Populär vetenskap publicerade en enkel design som endast använder en diod, två kondensatorer, ett par ljuspärlor (motstånd) och nästan ingen oro för säkerheten.

Populär vetenskap, Mars 1968, s. 151-152.

Enkel förbränning är lätt, men olika parametrar ger olika avlägsnandehastigheter och slutföranden: spänning, ström, frekvens, tid, off-time, spolningsmetoder, pulsform etc. De senaste fem decennierna av experiment med dessa parametrar har lett till att skyddade affärshemligheter och inte mycket som resten av oss kan använda.

Projektets skapare, som går under namnet ArduinoVsEvil, har en plan att öppna upp detta och smider en ny typ av crowdfunding för att få det att hända. Hans filosofi är att att göra något kräver motivation, tid och pengar. Han är glad att producera sin regelbundna utredning om bearbetning och hacking gratis, men syftar till att crowdfunding betalar kostnaderna för några av hans nya projekthandledning. Han har samlat en ganska unik följd av likasinnade individer och vill ta saker till nästa nivå och utforska nytt territorium. "Ingenting på internet som går igenom designstegen för småskaliga tillverkningar," som hur det är gjort "är intressant eftersom du kan se hur det är gjort, men de visar dig aldrig hur det utformades."

Hans 3D-skrivare EDM-huvud är en pilot för det nya tillvägagångssättet och prototypen arbetar redan. Om du är intresserad, kolla hans tonhöjd på varför saker som denna sak. (Varning: Språk).

Del

Lämna En Kommentar