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Accensione: Come l'alta corrente simultanea e l'alta frequenza hanno posizionato l'ANCA EDG come punto di riferimento per la produzione di PCD.

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I prodotti in diamante policristallino (PCD, Poly Crystalline Diamond) sono ampiamente utilizzati nel settore per la loro superiore resistenza all'abrasione e la loro longevità nella lavorazione di materiali non ferrosi. In virtù delle sue strutture reticolari di carbonio uniformi, il diamante è il materiale più duro disponibile e quindi si presta bene ai processi di fabbricazione che richiedono alte velocità, avanzamenti e comportamenti di usura prolungati. Il PCD non è tipicamente usato per lavorare materiali ferrosi come il ferro o l'acciaio a causa di una reazione chimica che avviene tra il diamante e le molecole di ferro. Gli atomi di carbonio nel diamante reagiscono con gli atomi (ferrosi) del ferro o dell'acciaio per produrre carburo di ferro (Fe3C), causando il collasso dei bordi dell'utensile.  Tuttavia, è possibile gestire applicazioni bimetalliche che coinvolgono alluminio e ghisa.

Le aree in cui gli utensili in PCD eccellono sono la lavorazione di materiali non ferrosi, compositi, componenti elettronici, legname e metalli preziosi.
 
 
Metalli non ferrosi Polimeri e altri materiali Metalli preziosi
Alluminio Compositi Platino
Carburo Fibre di carbonio Oro
Titanio Fibre di vetro Argento
Nichel Ceramica Bronzo
Piombo Polietere (PEEK)  
Rame Legname e legno  
Ottone PCB  
 
Figura 1: Materiali adatti alla fabbricazione con utensili in PCD.
 
Nella lavorazione di questi materiali, gli utensili in PCD presentano una resistenza all'usura, una tolleranza al calore e una longevità dell'utensile superiori.

L'uso del PCD negli utensili non è una novità, tuttavia, l'esplosione dei materiali leggeri usati in tutte le industrie, con la corsa dei produttori a creare prodotti leggeri e durevoli, mette in evidenza la crescente versatilità degli utensili in PCD. L'alluminio e i prodotti compositi continuano a crescere rapidamente con la rapida espansione dell'elettronica di consumo, del trasporto leggero e della generazione di energia più efficiente. 

Collegata alla crescita dei componenti non ferrosi e degli utensili in PCD è la pressione al ribasso applicata ai costruttori di macchine utensili. L'abbassamento dei tempi di ciclo e l'aumento delle finiture superficiali consentono una proposta commerciale redditizia per i produttori di utensili in PCD, riducendo i costi di produzione per utensile e aumentando la qualità e la durata per l'utente finale. 

Per consentire ai clienti di ANCA di creare utensili di alta qualità e a basso costo, il nuovo generatore ANCA Motion SparX è stato progettato e costruito utilizzando la più recente elettronica di potenza. L'elettronica di potenza consente la creazione di un generatore ad ampio intervallo di banda in modo da ottenere corrente e frequenza alte contemporaneamente. Ciò consente impulsi negli ordini di grandezza Nano e Pico con mega-amp al secondo più elevati, con un controllo del processo di erosione molto maggiore. Questi si combinano per un processo di erosione molto più veloce e controllabile rispetto all'elettronica convenzionale e permettono la produzione completa di utensili in PCD utilizzando PCD di grado nano (esempio: Element Six CMX850 con grani di diamante da 0,85 µm e CTX002 con grani da 2 µm) fino a gradi di diamante molto grandi (esempio: CTH025 con dimensione grana media di 25µm e CTM302 PCD multimodale con dimensione grana da 2µm a 30µm)
 
Inoltre, in virtù della cinematica a 5 assi delle macchine EDG ANCA che utilizzano un elettrodo di rame rotante, si possono creare quasi infinite geometrie di utensili, comprese complesse geometrie dell’estremità frontale e di scanalatura. Tutto questo, sommato a prezzi e prestazioni molto aggressivi con una flessibilità suprema, permette ai produttori di utensili di creare strumenti PCD di alta qualità in modo competitivo.  Inoltre, con l'aumento delle prestazioni, la diminuzione del tempo di ciclo e l'aumento delle specifiche di finitura superficiale, gli utenti sono sicuri di acquistare la macchina per erosione tecnologicamente più avanzata sul mercato. ANCA è l'unico fornitore di macchine per elettroerosione sul mercato che dispone di un processo di erosione sincronizzato, adattabile, intelligente e controllabile perfettamente adatto alla vasta gamma di materiali non ferrosi.

Per evidenziare questi vantaggi, ANCA ha condotto dei test tra utensili creati su un EDG ANCA, utensili creati su una macchina laser concorrente e infine su una macchina per erosione concorrente.  I test hanno utilizzato un utensile da taglio brasato 2D da 12 mm (faccia di spoglia neutra) a causa del fatto che i sistemi di ablazione laser non sono in grado di creare utensili scanalati di grandi dimensioni. Il materiale PCD era Element Six CTM302.

I test hanno dimostrato definitivamente che non solo l'ANCA EDG ha eguagliato la qualità e il tempo di ciclo degli utensili creati con il laser, ma è stato ampiamente superiore ai risultati dell'erosione like-for-like.


Figura 2: Utensili di confronto utilizzati per i test laser e di erosione
 
  Concorrente laser Concorrente erosione ANCA EDG
Impostazioni - Finitura standard Finitura standard
Finitura superficiale (µm Ra) 0,200 0,400 0,200
Tempi di ciclo 26m : 24s 56m : 00s 26m : 20s
Raggio dell'angolo del bordo (µm) 9,45 6,25 3,22
 
Figura 3: Dati di confronto ottenuti per test multipli

Inoltre, i bordi di taglio erano 3 volte più affilati sugli utensili creati con ANCA rispetto a quelli ablati con il laser. I taglienti affilati sono molto importanti nella fabbricazione dell'alluminio e dei compositi, poiché riducono la sbavatura e aumentano la finitura superficiale. Nei compositi, i bordi di taglio affilati riducono anche il rischio di delaminazione durante la lavorazione.
 
      
 
Figura 4: DESTRA: Tagliente creato su ANCA EDG Si noti lil bordo di taglio affilato.
Figura 5: SINISTRA: raggio del bordo di taglio degli utensili ablati al laser. Si noti il grande bordo di taglio arrotondato.

 
Il risultato chiave di questo test è stato che non solo l'ANCA EDG con il nuovo ANCA Motion SparX Erosion Generator è adatto a tutti i tipi di PCD e ai diversi settori associati, ma che i processi di erosione che utilizzano l'elettronica di potenza con alta corrente e alta frequenza contemporaneamente posizionano l'ANCA EDG nel mirino delle tecnologie tradizionali di erosione e laser.
    
 

14 ottobre 2021