Возьмите любой 3D-принтер, наденьте эту модульную головку и используйте его как электроэрозионный станок для точной резьбы по металлу. Захватывающая штука!
Что такое EDM?
Электроэрозионная обработка или «искровая эрозия» - довольно специализированная область, с которой знакомы немногие любители. Этот метод переворачивает традиционную электрическую конструкцию с ног на голову, пытаясь максимизировать явление, которое большинство проектировщиков стремятся свести к минимуму - эрозию контактов. Каждый раз, когда переключатель переключается или срабатывает реле, поскольку два конца физически соединяются, дуга в конечном итоге преодолевает воздушный зазор прямо перед тем, как происходит фактический контакт. Этот взрыв электрической плазмы испаряет крошечный кусочек материала на стороне удара.
Если бы концы были подведены достаточно близко к дуге, но никогда не соприкасались - как в сварочной дуге TIG - электричество продолжало бы течь между электродом и заготовкой в том же месте. Это потому, что плазма имеет лишь небольшую часть сопротивления воздуха. В электроэрозионной обработке это бесполезно, поэтому питание быстро включается и выключается (кГц), так что микроскопические частицы пыли каждый раз испаряются из разных точек. Поскольку последняя испарившаяся часть теперь будет находиться дальше из-за эрозионной части, на плоской поверхности следующая ближайшая точка будет испаряться. Это повторяется десятки или сотни тысяч раз в секунду.
Что в этом хорошего?
Традиционно, если кто-то хочет обрабатывать закаленные материалы, такие как инструментальная сталь, их необходимо обрабатывать в более мягком состоянии, а затем отправлять на дорогостоящую термообработку. Поскольку электроэрозионная обработка - это термический, а не механический процесс, твердость заготовки практически не влияет на скорость резания. Можно начать с предварительно закаленных сталей и обрабатывать их напрямую. Другое применение - изготовление штампов для штамповки: графитовый или медный электрод легко обрабатывается, а затем вжигается в заготовку с передачей всех ее характеристик. Третье распространенное использование - сжигание крана. Любой любитель, который работал с металлом, в конечном итоге сломает метчик в заготовке и застрянет, задаваясь вопросом, как его снять - вы не можете его высверлить, метчик тверже сверла. Большинство мастерских используют электроэрозионный станок, чтобы быстро вырезать метчик из заготовки.
Но это нечто большее, чем обычные магазинные вещи. У большинства любителей и мастерских есть 3D-принтеры, но нет доступа к обычным промышленным инструментам для металлообработки, таким как токарные станки и фрезерные станки. Даже обработка более мягких металлов невозможна. Вместо печатающей головки 3D-принтера можно установить Dremel или другой инструмент, но 3D-принтерам на порядок-два не хватает жесткости, чтобы действовать как фрезы для чего-либо, кроме пластика или мягкой древесины. Вот тут-то и пригодится эта модульная электроэрозионная головка.
Что нового в этом проекте?
Как и при 3D-печати, при использовании электроэрозионной обработки механические силы практически отсутствуют, поскольку резку выполняют искры. Жесткость не является проблемой. Эти две машины практически родственные души!
Заменив головку экструдера на электрод и построив причудливую импульсную машину, можно создавать мелкие детали методом искровой эрозии, не создавая совершенно новый станок с ЧПУ.
Технология не нова, еще в 1968 году журнал Popular Science опубликовал простую конструкцию, в которой используется только один диод, два конденсатора, пара лампочек (резисторов) и практически не уделяется внимания безопасности.
Простое сжигание легко, но разные параметры дают разную скорость и качество удаления: напряжение, ток, частота, время включения, время выключения, методы промывки, форма импульса и т. д. Последние пять десятилетий экспериментов с ними параметры привели к тому, что коммерческая тайна тщательно охраняется, а остальные из нас мало что могут использовать.
Создатель проекта, известный под ником ArduinoVsEvil, планирует открыть эту возможность и создает новый вид краудфандинга, чтобы воплотить эту идею в жизнь. Его философия заключается в том, что создание чего-либо требует мотивации, времени и денег. Он рад бесплатно выпускать свои регулярные образовательно-развлекательные материалы по механической обработке и хакерству, но стремится привлечь краудфандинг для оплаты расходов на некоторые из своих руководств по новым проектам. Он собрал довольно уникальную команду единомышленников и хочет выйти на новый уровень и исследовать новую территорию. «В Интернете нет ничего, что бы объясняло этапы проектирования мелкосерийного производства», например, «Как это сделано». «Интересно, потому что вы можете увидеть, как это сделано, но они никогда не покажут вам, как это было спроектировано».
Его электроэрозионная головка для 3D-принтера является пилотным вариантом нового подхода, и прототип уже работает. Если вам интересно, посмотрите его доклад о том, почему подобные вещи имеют значение. (Предупреждение: язык).