Hal yang Membuat Saya Terkejut Saat Pertama Kali Mempelajarinya
Pemesinan Pelepasan Listrik (disingkat EDM karena tidak ada yang menjelaskan selengkapnya) menggunakan listrik untuk memotong logam. Bukan alat pemintal. Bukan laser. Hanya... percikan api.
Baut petir kecil yang dikendalikan.
Saya tahu kedengarannya saya mengada-ada, tetapi saya bersumpah itulah yang sebenarnya terjadi. Anda memiliki elektroda (alat) dan benda kerja (benda yang Anda potong), dan ada celah kecil di antara keduanya yang diisi dengan cairan dielektrik (biasanya minyak atau air deionisasi), dan Anda tinggal... mematikannya. Berkali-kali. Ribuan kali per detik. Setiap percikan menguapkan sedikit logam.
Rekan kerja saya Jake (Jake berbeda dari Jake lain yang pernah saya sebutkan, rupanya kami punya banyak Jake) mencoba menjelaskan hal ini kepada saya pada hari kedua dan saya pikir dia mengerjai saya. “Kami memotong baja dengan listrik?” Ya kawan. Liar.
Mengapa Hal Ini Ada (Karena Pemesinan Reguler Berfungsi dengan Baik?)
Jadi begini -- pemesinan tradisional menggunakan pemotong berputar. Pabrik, mesin bubut, dan sebagainya. Berfungsi dengan baik untuk banyak hal.
Namun bagaimana jika bagian Anda adalah:
Bahan super keras (seperti karbida atau baja perkakas yang dikeraskan)
Bentuknya sangat rumit dengan sudut yang sempit
Dinding tipis yang akan lentur atau patah akibat gaya potong
Memiliki fitur internal yang tidak dapat Anda jangkau dengan alat pemintal
Di sinilah peran EDM. Karena tidak menyentuh bagian secara fisik (selalu ada celah kecil), tidak ada gaya pemotongan. Dan karena ini bersifat listrik, tidak peduli seberapa keras bahannya -- jika bahan tersebut menghantarkan listrik, Anda dapat melakukan EDM pada bahan tersebut.
Saya ingat kami menerima pekerjaan ini, pelanggan menginginkan saluran pendingin kecil ini di dalam cetakan baja yang diperkeras. Seperti saluran berdiameter 0,020" yang berputar dan berputar. Tidak ada cara untuk mengebornya, tidak ada cara untuk menggilingnya. Tapi dengan EDM? Kami berhasil. Butuh waktu lama tapi kami berhasil.
(Yah, secara teknis, pria kami yang lebih berpengalaman, Steve, yang melakukannya. Saya memperhatikan dan mencoba untuk tidak menyentuh apa pun karena ini seperti bulan ke-2 bagi saya.)
Jenis-Jenis EDM (dan Ya Ada Lebih dari Satu)
Wire EDM (Yang Saya Habiskan Sebagian Besar Waktu Saya)
Ini seperti... oke bayangkan gergaji pita, tetapi alih-alih menggunakan pisau, yang ada adalah kawat kuningan tipis (biasanya berdiameter 0,010", terkadang lebih tipis, terkadang lebih tebal). Dan alih-alih memotong dengan menggergaji, melainkan memotong dengan memercikkan.
Kawat bergerak melalui bagian tersebut, terus-menerus mengumpankan kawat baru sehingga Anda selalu memotong dengan elektroda baru. Kawat bekas dikumpulkan di tempat sampah dan Anda menjualnya ke tukang besi tua. Kami mendapat sekitar $200 setiap beberapa bulan untuk kabel bekas dan menurut saya bagus.
Toko kami memiliki dua EDM kawat:
Mitsubishi MV2400R (yang di foto, dibeli bekas tahun 2019 seharga $85k menurut saya? Mungkin $90k)
Sodick AQ327L (lebih baru, 2022, harganya... Saya ingin mengatakan $180k tetapi jangan mengutip saya tentang itu)
Kawat EDM sangat bagus untuk:
Through-cuts (memotong seluruh bagian)
Pukulan dan mati berhasil
Suku cadang presisi yang toleransinya ketat (kami secara teratur memegang ±0,0002")
Bagian yang membutuhkan permukaan akhir yang sangat bagus
Kerugian:
LAMBAT. Seperti sangat lambat. Memotong baja tebal yang dikeraskan mungkin berukuran 1-2 inci persegi per jam.
Kawat putus. Ya Tuhan, kawatnya putus. Anda sudah setengah jalan melalui pemotongan 6 jam danpatahkabel putus dan sekarang Anda harus memasangnya kembali dan memulai dari awal (yah, belum sepenuhnya selesai, Anda biasanya dapat melanjutkan, tetapi masih sangat mengganggu)
Sistem dielektrik memerlukan perawatan yang konstan atau akan menjadi funky
Sinker EDM (Ram EDM, Plunge EDM, Apapun Namanya)
Di sinilah Anda memiliki elektroda berbentuk (biasanya tembaga atau grafit) dan Anda "menenggelamkannya" ke dalam benda kerja, membakar material untuk membuat rongga.
Kami memiliki satu pemberat di toko kami -- Makino EDNC43 yang lebih tua. Membelinya bekas, saya kira itu dari tahun 2008 atau semacamnya. Biayanya... $35k mungkin? Ini berfungsi dengan baik tetapi lebih lambat dibandingkan yang lebih baru.
Inilah yang Anda gunakan untuk:
Rongga cetakan
Bentuk 3D yang kompleks
Lubang dan kantong buta
Mengukir (meskipun ada cara yang lebih baik untuk melakukannya sekarang)
Tangkapan dengan sinker EDM adalah Anda harus membuat elektroda terlebih dahulu. Jadi jika Anda perlu membuat rongga cetakan yang rumit, pertama-tama Anda harus membuat elektroda tembaga atau grafit sesuai bentuk yang Anda inginkan (tetapi terbalik/terbalik), LALU Anda menggunakan elektroda tersebut untuk membakar rongga tersebut menjadi baja.
Ini seperti... langkah ekstra. Namun terkadang itulah satu-satunya cara untuk melakukan sesuatu.
Pekerjaan EDM sinker pertama saya adalah membuat saku persegi sederhana. Butuh waktu 3 kali percobaan karena saya terus mengacaukan perhitungan offset elektroda. Steve menemukan saya di depan mesin tampak bingung dan bertanya "apakah Anda memperhitungkan overcut tersebut?" dan aku seperti "apa?"
Saat-saat yang menyenangkan. (Tidak juga, aku merasa seperti orang bodoh.)
EDM Lubang Kecil (EDM Pengeboran)
Kami tidak memilikinya tapi saya sudah menggunakannya di toko sebelumnya. Pada dasarnya membuat lubang kecil yang dalam menggunakan tabung kuningan atau tembaga yang berputar sebagai elektrodanya.
Cocok untuk lubang starter (untuk kawat EDM), lubang pendingin pada cetakan, nozel injektor bahan bakar, dan sebagainya. Dapat mengebor lubang sekecil diameter 0,008", terkadang lebih kecil.
Mesin ini relatif murah -- seperti harga baru $30-40k untuk mesin dasar. Namun kami belum membutuhkannya karena kami dapat melakukan outsourcing pekerjaan pengeboran lubang sesekali dengan harga lebih murah daripada memiliki mesin tersebut.
Seberapa Cepat? (Spoiler: Tidak Terlalu)
Bagian inilah yang membuat frustrasi pelanggan yang tidak memahami EDM.
Potongan kasar kawat EDM pada baja: mungkin 10-20 inci persegi per jam (tergantung pada ketebalan dan pengaturan) Pemotongan skim (lintasan akhir untuk penyelesaian permukaan yang lebih baik): jauh lebih lambat, misalnya 5-10 inci persegi per jam per lintasan, dan Anda dapat melakukan 3-4 lintasan skim
Sinker EDM: sangat bervariasi, tetapi angkanya 0,5-2 inci kubik per jam untuk roughing
Saya mendapat telepon pelanggan minggu lalu menanyakan tentang suatu suku cadang. "Berapa lama waktu yang dibutuhkan?"
Saya: "Sekitar 18 jam waktu mesin" Pelanggan: "Untuk apa? Panjangnya hanya 4 inchi!" Aku:napas dalam-dalam"Ya, tapi itu baja perkakas H13 yang dikeraskan dengan empat-pemotongan yang rumit dan Anda ingin toleransi 0,0001" dan hasil akhir 8Ra jadi... ya. 18 jam."
Mereka pergi ke tempat lain. Mereka akan kembali ketika toko lain tidak dapat melakukannya. (Ini pernah terjadi sebelumnya.)
Waktu Penyiapan Adalah Saat Anda Benar-benar Kehilangan Uang
Pemotongan sebenarnya mungkin 18 jam, tapi pengaturannya? Itu bisa memakan waktu 4-6 jam lagi dengan mudah.
Anda harus:
Perbaiki bagiannya (dan sebaiknya persegi dan rata atau toleransi Anda terlalu tinggi)
Muat programnya (jika Anda punya, terkadang Anda menulisnya dari awal)
Tetapkan titik nol dan datum
Periksa tegangan dan pemandu kawat
Pastikan tangki dielektrik bersih dan memiliki resistivitas yang tepat
Uji jalan pintas untuk memverifikasi bahwa semuanya sesuai dengan perkiraan Anda
Saya pernah mengacaukan materi senilai $3.000 karena saya salah menyetel Y-nol sebesar 0,100". Bagian itu adalah barang bekas. Saya merasa mual. Bos... tidak senang. Tapi dia tenang saja karena saya baru berada di sana selama 6 bulan dan kami semua melakukan kesalahan.
(Kadang-kadang masih memikirkan bagian itu. Tiga ribu. Ugh.)
Situasi Fluida Dielektrik
Jadi ingat bagaimana saya mengatakan ada cairan di celahnya? Itu disebut fluida dielektrik. Ini sangat penting.
Untuk kawat EDM kami menggunakan air deionisasi dengan bahan tambahan khusus. Harus dijaga pada resistivitas yang tepat -- terlalu konduktif maka akan terjadi arus pendek, tidak cukup konduktif dan percikan api tidak akan terbentuk dengan benar.
Kami memiliki sistem DI (sistem deionisasi) yang terus-menerus menyaring dan menjaga air. Harganya seperti $8k saat kami membelinya. Membutuhkan penggantian resin setiap 6-12 bulan dengan harga $400 per pop.
Airnya berbau aneh. Lumayan, hanya... aneh. Dan udaranya dingin karena mesin memiliki pendingin untuk menjaga suhunya tetap pada suhu 68 derajat F. Di musim panas ketika suhu di luar 95 derajat F dan AC toko kami hampir tidak dapat mengimbanginya, memasukkan tangan Anda ke dalam tangki dielektrik sebenarnya cukup menyenangkan.
Untuk sinker EDM kami menggunakan-dielektrik berbahan dasar minyak. Baunya tidak enak, menyebar ke mana-mana, terbakar jika tidak hati-hati (belum terjadi pada kami, ketuk kayu, tapi saya pernah mendengar cerita).
Akurasi dan Permukaan Akhir (Bagian Yang Sebenarnya Keren)
Di sinilah EDM benar-benar bersinar.
Wire EDM dapat dengan mudah menampung ±0,0002" (itu 0,005mm untuk Anda para metrik). Di hari yang baik dengan semua yang dihubungi? Kami telah mencapai ±0,0001" dan itu gila.
Permukaan akhir bergantung pada pengaturan -- potongan kasar mungkin 125Ra atau lebih buruk, tapi setelah 3-4 skim pass Anda bisa turun ke 8Ra atau lebih baik. Permukaan aneh yang hampir seperti kaca inilah yang benar-benar memuaskan untuk dilihat.
Sinker EDM dapat menghasilkan penyelesaian permukaan yang lebih baik lagi jika Anda benar-benar membutuhkannya -- Saya telah melihat penyelesaian akhir 4Ra yang terlihat seperti cermin. Tapi itu memakan waktu selamanya.
Akurasinya berasal dari fakta bahwa tidak ada defleksi pahat (karena tidak ada gaya potong), tidak ada keausan pahat dalam pengertian tradisional, dan mesin modern memiliki kontrol servo yang sangat baik.
Jenis dan Pengaturan Kabel (Menjadi Kutu Buku Sesaat)
Kawat standar terbuat dari kuningan -- biasanya berdiameter 0,010" untuk sebagian besar pekerjaan. Namun ada juga:
Kawat 0,008" untuk sudut yang lebih rapat
Kawat 0,012" untuk mengerjakan bagian yang tebal dengan lebih cepat
Kabel berlapis (dilapisi seng atau tungsten) untuk aplikasi spesifik
Kawat molibdenum untuk kasus khusus (kami tidak menyediakannya, terlalu mahal)
Kita mungkin melewati 20-30 gulungan kawat per bulan? Setiap spool harganya sekitar $80-120 tergantung jenis dan tempat kita membeli. Itu bertambah.
Setelan adalah keseluruhan seni ampli, tepat-waktu,-tidak aktif, voltase, tegangan kabel, tekanan flush... ada 20+ parameter yang dapat Anda sesuaikan. Mesin yang lebih baru memiliki setelan-otomatis yang berfungsi dengan baik, namun untuk pekerjaan rumit Anda harus menggunakan manual.
Steve memiliki buku catatan -- buku catatan kertas literal -- dengan semua pengaturan favoritnya untuk berbagai bahan. Dia telah melakukan ini selama 25 tahun dan hanya... tahu. Saya masih belajar. Saya memiliki pengaturan yang berfungsi tetapi tidak dioptimalkan seperti miliknya.
Biaya (AKA Mengapa Kami Membebankan Tarif Toko $150/jam)
Pembayaran mesin: ~$2.800/bulan (untuk Sodick yang lebih baru, Mitsubishi dilunasi) Kawat: ~$2.000/bulan
Filter/resin/pemeliharaan: ~$800/bulan Konsumsi daya: mungkin $400-500/bulan hanya untuk sistem DI EDM: $400-500/tahun dalam resin Bahan habis pakai lain-lain (panduan, pasokan listrik, dll.): $1,200/tahun
Ditambah lagi, sewa gedung, gaji saya, gaji Steve, asuransi, dan sebagainya.
Jadi ketika kita mengutip $150/jam untuk waktu wire EDM, kita tidak menjadi kaya. Hanya saja... berapa biaya untuk menjalankan hal ini.
Pernahkah seorang pelanggan berdebat dengan saya tentang tarifnya satu kali. "Saya bisa mendapatkan penggilingan CNC seharga $85/jam!"
Ya sobat, tetapi pabrik CNC Anda tidak dapat memotong baja perkakas yang diperkeras hingga toleransi 0,0002" dengan gaya potong nol jadi... apel dan jeruk.
Masalah Umum (Yang Membuat Saya Ingin Menjerit)
Kawat putus-- Sudah disebutkan tetapi perlu diulangi. Tidak ada yang lebih buruk daripada kembali dari makan siang dan menemukan mesin berhenti dengan putusnya kabel 4 jam menjadi 10 jam. Sodick yang lebih baru memiliki auto-rethreading yang membantu, tetapi Mitsubishi Anda harus melakukan threading secara manual. Hal yang menyenangkan.
Kontaminasi dielektrik-- Jika tangki menjadi kotor (partikel logam, oli, apa pun), kualitas potongan Anda akan buruk. Kita seharusnya membersihkan tangki setiap minggu. Apakah kita? Ehh... lebih tepatnya 2-3 minggu sekali kalau boleh jujur. Mungkin harus melakukannya lebih banyak.
Kesalahan servo-- Terkadang mesin menganggap ada kekurangan padahal sebenarnya tidak ada, atau sebaliknya, dan Anda mendapatkan kesalahan servo yang aneh ini. 90% setiap kali restart akan memperbaikinya. 10% lainnya Anda hubungi teknisi.
Masalah lancip-- Kawat EDM dapat dipotong lurus atau lancip (dinding bersudut). Terkadang Anda menginginkan lancip, terkadang tidak. Mendapatkan kompensasi taper dengan tepat adalah... rumit. Saya pernah mengacaukan ini pada set cetakan dan bagian-bagiannya tidak dapat dirakit. Harus menghitung ulang mereka. Itu adalah hari yang buruk.
Keausan elektroda(sinker EDM) -- Elektroda tembaga atau grafit Anda akan terkikis saat Anda menggunakannya. Anda harus memberikan kompensasi untuk ini. Terkadang Anda membuat beberapa elektroda untuk satu pekerjaan karena elektroda pertama akan habis di tengah jalan. Itu menjengkelkan.
Program mogok-- Kehilangan program 12 jam satu kali karena PC mogok. Belum cukup menabung akhir-akhir ini. Harus membuat ulang 3 jam kerja. Sekarang saya menabung secara obsesif. Ctrl+S adalah memori otot.
Apakah Ini Layak untuk Dipelajari?
retak buku-buku jari karena saya jelas bias di sini
Begini, EDM adalah keahlian khusus. Tidak semua toko memiliki mesin ini. Tapi toko-toko yang menyediakannya? Mereka dapat mengenakan tarif premium karena tidak semua orang dapat melakukan pekerjaan ini.
Saya menghasilkan sekitar $28/jam sekarang sebagai operator/programmer EDM. Steve menghasilkan hampir $38/jam karena dia memiliki lebih banyak pengalaman dan dapat menangani hal-hal yang sangat rumit. Itu... layak? Tidak luar biasa, namun lebih baik daripada tarif pemesinan umum di wilayah kami yang sekitar $20-22/jam.
Keamanan kerja tampaknya cukup baik. Kami selalu sibuk. Toko cetakan, ruang angkasa, peralatan medis, perkakas dan cetakan -- semua industri ini membutuhkan pekerjaan EDM.
Membandingkannya Dengan Proses Lain
VS. Penggilingan CNC:
EDM: Tidak ada gaya pemotongan, bekerja pada material keras, dapat menghasilkan bentuk yang rumit
CNC: Lebih cepat, lebih murah per jam, lebih serbaguna untuk bahan lunak
Kapan menggunakan EDM: Bahan keras, defleksi tidak diperbolehkan, fitur internal yang rumit
VS. Pemotongan Laser:
EDM: Akurasi lebih baik, tidak ada zona yang terpengaruh panas, dapat membuat material tebal
Laser: JAUH lebih cepat, bagus untuk lembaran tipis, lebih murah untuk pemotongan 2D sederhana
Kapan menggunakan EDM: Bahan tebal, toleransi ketat, fitur 3D
VS. jet air:
EDM: Akurasi dan hasil akhir yang lebih baik, hanya berfungsi pada bahan konduktif
Waterjet: Lebih cepat, dapat digunakan pada apa pun (bahkan kaca atau batu), kemampuan material lebih tebal
Kapan menggunakan EDM: Butuh ketelitian, ingin hasil akhir bagus, bahan menghantarkan listrik
Mereka semua punya tempatnya masing-masing. Saya pernah melihat toko dengan ketiganya.
Masa Depan Hal Ini
Mesin-mesin baru menjadi lebih cepat dengan generator dan sistem kontrol yang lebih baik. Sodick yang kami beli pada tahun 2022 30% lebih cepat dibandingkan Mitsubishi untuk pekerjaan yang sama.
Ada lebih banyak otomatisasi juga -- threading kabel otomatis, pengukuran otomatis, penggantian alat otomatis untuk EDM sinker. Membuat hidup lebih mudah.
Beberapa toko mulai menerapkan otomatisasi dengan robot yang memuat dan membongkar komponen. Kami belum sampai di sana (terlalu kecil), tapi pada akhirnya saya bisa melihatnya.
Pemrograman-berbantuan AI juga mulai menjadi sesuatu yang... menarik? Agak menakutkan untuk keamanan kerja tetapi juga mungkin membuat pemrograman lebih mudah. Juri masih keluar.
Jadi Apa Intinya?
bersandar ke belakang dan menyadari ini menjadi sangat lama lagi
EDM adalah proses yang sangat berguna namun terspesialisasi yang tidak pernah terpikirkan oleh kebanyakan orang. Tapi telepon yang kamu pegang itu? Mungkin ada bagian yang dibuat dengan EDM. Mobil yang kamu kendarai? EDM digunakan untuk membuat beberapa cetakan komponen plastik. Implan medis? EDM.
Itu ada di mana-mana, hanya tersembunyi.
Jika Anda berpikir untuk terjun ke dunia manufaktur, keterampilan EDM sangat berharga. Pekerjaan ini tidak terlalu menuntut secara fisik seperti pemesinan manual, bayarannya lumayan, dan selalu ada pekerjaan.
Jika Anda pemilik toko yang ingin membeli EDM... lakukan riset. Harganya mahal, lambat, tapi untuk pekerjaan tertentu mereka tidak tergantikan. Kami mungkin tidak akan bertahan hidup tanpa milik kami.
Kalau kalian penasaran apa sih EDM itu... nah, sekarang kalian sudah tahu. Ini adalah petir terkendali yang memotong logam. Keren, bukan?
Jika Anda penasaranEDM pemberatsetelah membaca semua ini? Wah, di situlah menariknya-menyaksikan elektroda perlahan-lahan membakar rongga menjadi baja yang mengeras rasanya... menakjubkan. Anda harus benar-benar mengunjungi toko dan melihatnya secara langsung kapan-kapan. Jauh lebih keren daripada saya mengoceh tentang hal itu di sini.