การเลือกกราไฟต์เป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุประสิทธิภาพสูงสุดของตัวจมแม่พิมพ์ของคุณ
กราไฟต์เป็นวัสดุที่เลือกใช้ในการผลิตอิเล็กโทรด EDM ส่วนใหญ่ในปัจจุบันในโลกตะวันตก การเลือกเกรดกราไฟต์ที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะอาจเป็นเรื่องยากหากไม่เข้าใจความแตกต่างระหว่างเกรดกราไฟต์ ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับเกรดกราไฟต์ที่เลือกและการใช้งาน กราไฟต์อาจเป็นปัจจัยจำกัดหรือปัจจัยหลักในการบรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการจากอุปกรณ์
มีเกรดต่างๆ ให้เลือกมากมายจากผู้ผลิตหลายราย ผู้ผลิตแต่ละรายใช้เทคนิคการประมวลผล วัตถุดิบต้นทาง และการควบคุมกระบวนการที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะมีความแตกต่างกันมาก เกรดของผู้ผลิตแต่ละรายได้รับการออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานประเภทเฉพาะ เพื่อช่วยในการเลือกวัสดุ ผู้ผลิตแต่ละรายจึงเผยแพร่ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคเกี่ยวกับวัสดุของตน แต่ไม่มีวิธีการทดสอบมาตรฐาน
เนื่องจากกราไฟต์เกรดใดๆ ก็ดูคล้ายคลึงกับเกรดอื่นๆ ดังนั้นลักษณะภายนอกจึงไม่ใช่ส่วนหนึ่งของเกณฑ์การเลือก ควรเลือกกราไฟต์แต่ละเกรดตามลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติ เพื่อให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้น กราไฟต์เกรดต่างๆ จะถูกจัดกลุ่มเป็น 6 ประเภท โดยแยกตามขนาดอนุภาคเฉลี่ย มีเพียง 4 ประเภทเท่านั้นจาก 6 ประเภทที่เหมาะสำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรด EDM การจัดอันดับของกราไฟต์แต่ละเกรดภายในประเภทต่างๆ ถือเป็นตัวบ่งชี้ศักยภาพด้านประสิทธิภาพ
ความก้าวหน้าในกราไฟท์
อุตสาหกรรมกราไฟต์มุ่งมั่นที่จะผลิตเกรดที่มีคุณภาพสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง วัสดุกราไฟต์ยังคงพัฒนาควบคู่ไปกับด้านอื่นๆ ของอุตสาหกรรม EDM แต่ด้วยอัตราที่น้อยลง ความก้าวหน้าเกิดขึ้นในโครงสร้างจุลภาคของวัสดุกราไฟต์ เนื่องจากเป็นกุญแจสำคัญต่อประสิทธิภาพ
กราไฟต์หยาบที่มีขนาดอนุภาคมากกว่า 100 ไมครอนไม่เคยเหมาะที่จะใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดเลย ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เกรดกลางที่มีขนาดอนุภาคระหว่าง 21-100 ไมครอนแทบจะหายไปจากตลาดในฐานะวัสดุ EDM ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เกรดระดับล่างจำนวนมากภายในการจำแนกประเภทละเอียด (วัสดุขนาดอนุภาค 11-20 ไมครอน) ก็หายไปเช่นกัน วัสดุการจำแนกประเภทละเอียดพิเศษ (ขนาดอนุภาค 6-10 ไมครอน) ยังคงเสถียร ผู้ผลิตวัสดุเหล่านี้บางรายอนุญาตให้ขายเกรดกราไฟต์ของตนเป็นแบรนด์ในบ้าน ซึ่งอาจทำให้ผู้ใช้ปลายทางสับสนได้ ความสับสนเกิดขึ้นเมื่อผู้จัดจำหน่ายสินค้าสิ้นเปลืองเปลี่ยนชื่อแบรนด์ในบ้าน แต่ยังคงใช้วัสดุเดิมหรือเปลี่ยนวัสดุ แต่ยังคงใช้ชื่อแบรนด์ในบ้านเหมือนเดิม อาจมีการเสนอเกรดเดียวกันภายใต้ชื่อแบรนด์ในบ้านหลายชื่อ
การจำแนกประเภทอนุภาคละเอียดมาก (ขนาดอนุภาค 1-5 ไมครอน) เป็นเป้าหมายหลักของความพยายามในการพัฒนาที่แท้จริง ผลิตภัณฑ์พลาสติกสำหรับผู้บริโภคจำนวนมากต้องการแม่พิมพ์ที่มีรายละเอียดและการตกแต่งที่ละเอียดซึ่งสามารถทำได้ง่ายด้วยวัสดุละเอียดมาก วัสดุในการจำแนกประเภทนี้ผลิตได้ยากและมีราคาแพงมาก และยิ่งยากกว่าที่จะผลิตวัสดุที่สม่ำเสมอเป็นชุดแล้วชุดเล่าและปีแล้วปีเล่า
มีเกรดน้อยมากในการจำแนกประเภทแองสโตรไฟน์ (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
เกรดกราไฟต์ระดับล่างค่อยๆ หายไปจากตลาดเนื่องจากการใช้งาน EDM เปลี่ยนไป งานแม่พิมพ์โพรงขนาดใหญ่ที่ไม่มีรายละเอียดละเอียดและแม่พิมพ์ดัดเหล็กสามารถทำได้อย่างง่ายดายโดยใช้การกัดความเร็วสูง จึงลดความจำเป็นในการใช้เกรดในประเภทละเอียด ในขณะเดียวกัน งานโพรงที่มีรายละเอียดซับซ้อนต้องใช้กราไฟต์ที่มีขนาดอนุภาคเล็ก โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ และความแข็งแรงสูงเพื่อผลิตโพรงที่มีลักษณะซับซ้อนและมีขนาดเล็ก
เกรดภายในระบบการจำแนกประเภท
คุณสมบัติทางกายภาพของกราไฟต์แต่ละเกรดจะกำหนดอันดับภายในการจำแนกประเภท คุณสมบัติที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ได้แก่ ขนาดของอนุภาค ความแข็งแรงในการดัดงอ และความแข็งของชายฝั่ง คุณสมบัติเหล่านี้ร่วมกับภาพถ่ายจุลภาคของโครงสร้างจุลภาคเป็นเครื่องมือที่ดีที่สุดในการทำนายประสิทธิภาพของกราไฟต์
กราไฟต์ที่ดีที่สุดในทุกประเภทมีอนุภาคที่อัดแน่นและมีขนาดแตกต่างกันเล็กน้อย วัสดุที่มีความสม่ำเสมอประเภทนี้จะต้านทานการสึกหรอที่เกิดจากลักษณะความร้อนของกระบวนการ EDM โดยทั่วไปขนาดของอนุภาคจะระบุเป็นขนาดเฉลี่ย เมื่อขนาดของอนุภาคขยายช่วงเล็ก โครงสร้างจุลภาคของวัสดุจะมีความสม่ำเสมอมากขึ้นพร้อมกับความพรุนที่ลดลง ความพรุนในกราไฟต์เป็นขอบเขตระหว่างอนุภาค อนุภาคจะถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยวิธีทางเคมีหรือกลไก และความล้มเหลวของระบบนี้คือสิ่งที่ปลดปล่อยอนุภาคเข้าไปในช่องว่างเมื่อทำ EDM หากอนุภาคของวัสดุมีขนาดเล็ก มีขนาดสม่ำเสมอ และอัดแน่น การกัดกร่อนของอิเล็กโทรดจะน้อยที่สุด ขนาดของอนุภาคมีผลต่อความเรียบเนียนขั้นต่ำที่วัสดุจะสร้างขึ้น เนื่องจากอิเล็กโทรดจำลองโครงสร้างของมันในโพรง จึงไม่สามารถให้พื้นผิวที่ละเอียดได้โดยใช้เกรดกราไฟต์ที่มีอนุภาคขนาดใหญ่และโครงสร้างจุลภาคที่ไม่สม่ำเสมอ
โครงสร้างจุลภาคของเกรดกราไฟต์มักเป็นปัจจัยจำกัดที่กำหนดประสิทธิภาพของ EDM โครงสร้างจุลภาคที่ไม่สม่ำเสมอที่มีขนาดอนุภาคและรูพรุนที่หลากหลายอาจมีจุดอ่อนซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่และ/หรือจุดแข็งซึ่งเป็นกลุ่มก้อนที่เกิดจากการผสมที่ไม่สม่ำเสมอ จุดแข็งยังอาจเกิดขึ้นได้จากการชุบพิทช์ในรูพรุนแบบเปิดของวัสดุแล้วจึงประมวลผลวัสดุใหม่โดยให้ค่าความแข็งของอนุภาคและพื้นที่ที่ชุบพิทช์แตกต่างกัน เนื่องจากตาเปล่าไม่สามารถมองเห็นโครงสร้างจุลภาคได้ จึงไม่มีทางที่จะตรวจพบปัญหาเหล่านี้ก่อนขั้นตอนการกลึง การระบุสาเหตุของปัญหาการกลึงเกี่ยวข้องกับการทดสอบแบบทำลายล้างและการตรวจสอบภาพถ่ายจุลภาค
