Prelucrarea Prin Electroeroziune cu Fir

Capitolul 1

Noțiuni generale despre prelucrarea prin electroeroziune cu fir

Evoluția tehnologiilor neconvenționale

Tehnologiile neconveționale ca parte a tehnologiilor moderne s-au extins din ce în ce mai mut, deoarece permit realizarea unor piese din cele mai felurite tipuri de materiale cu o eficiență tehnică și economică ridicată, asigurând de asemenea transferul rapid în procesul de producție a celor mai noi cuceriri din știință și tehnică.

Legile electrolizei, formulate de către Michael Faraday (1791-1867), în 1833, aveau să constituie o bornă fundamentală pe traseul dezvoltării procedeelor electrochimice de prelucrare. Ulterior, galvanoplastia avea să apară spre sfârșitul secolului al XIX-lea, îndeosebi prin contribuția fizicianului B. S. Iakobi, pentru ca savantul rus E.I. Șpitalski să se remarce prin cercetarea celui dintâi procedeu de prelucrare prin eroziune electrochimică (lustruirea electrochimică).

Primii care au propus (1941) utilizarea efectelor distructive ale descărcărilor electrice în cadrul unui procedeu ce va sta la baza apariției prelucrărilor prin electroeroziune au fost Boris și Natalia Lazarenko.

Chimistul și fizicianul american Irving Langmuir (1881-1957) a folosit pentru prima oară conceptul de plasmă în anul 1928.

Prestigioasa personalitate a fizicii modern, Albert Einstein, întrevăzuse posibilitatea existenței fenomenului laser încă din 1917, dar cele dintâi aplicații susceptibile de utilizare industrială au apărut abia după anul 1960, an în care fizicianul american Theodore Maiman a pus în funcțiune primul echipament laser.

Utilizarea ultrasunetelor a fost propusă în anul 1948 în vederea prelucrării materialelor dure și fragile, de către J. Farrer, specialist ce a obținut un brevet în direcția menționată.

Firma Zeiss a utilizat pentru primadata în anul 1950 fasciculul de electroni în vederea executării unei lucrari.

Prima cercetare de amploare în domeniul tehnologiilor neconvenționale în România a fost efectuată de către M. Singer, în care erau abordate probleme ale prelucrării anodo-mecanice.

În anii 1956-1957, sunt inițiate cercetări de către cei care vor constitui, ulterior, prestigioasa școală timișoreană din domeniul tehnologiilor neconvenționale; un prim grup de cercetători s-a format în jurul profesorului dr. doc. ing. Aurel Nanu, remarcabila personalitate a ingineriei mecanice în general.

O primă monografie consacrată metodelor neconvenționale („prelucrărilor electrice”) a fost publicată în 1968, de către un colectiv de specialiști condus de prof. dr. ing. Ionel Gavrilaș, de la Institutul Politehnic București (actuala Universitate Politehnică București).

Un centru universitar cu realizări importante în domeniul tehnologiilor neconvenționale este Brașovul.Aici s-au inițiat și s-au dezvoltat cercetări de amploare legate de prelucrarea prin electroeroziune (prof. dr. ing. Gheorghe Obaciu – teză susținută în anul 1969) și respectiv prelucrarea prin eroziune electrochimică (prof. dr. ing. Mircea Ivan – teză susținută în 1970).

Prof. dr. ing. Nicolae Gherghel(rectificare electrochimică) și dr. ing Toader Berlea (marcare și prelucrare electrochimică a inelelor de rulmenți) au realizat cercetări extinse în domeniul tehnologiilor neconvenționale.

Considerații teoretice. Principiul prelucrării prin electroeroziune

Prelucrarea prin electroeroziune este o tehnologie neconvențională care are la bază procesele de eroziune. Procesele de eroziune sunt procese de distrugere a integrității straturilor de suprafață ale obiectului supus eroziunii, cu ajutorul energiei unui agent eroziv.

Energia agentului eroziv, de natură mecanică, electrică, electromagnetică, electrochimică, chimică, termică sau mecanică, acționează în zona de interacțiune sau spațiul de lucru eroziv și se transformă în energie de distrugere a integrității straturilor de suprafață a piesei supusă prelucrării, având ca efect prelevarea de material. Prelevarea de material are loc sub formă de particule care trebuie îndepărtate din spațiul de lucru, întrucât ele pot opri continuarea eroziunii.

Prelucrarea prin eroziune electrică este o metodă de prelucrare dimensională a materialelor metalice, la care îndepărtarea surplusului de material se face pe baza efectelor erozive ale descărcărilor electrice în impuls, amorsate în mod repetat între obiectul de prelucrat (O.P.) și un electrod denumit obiect de transfer (O.T.).

Obiectul de prelucrat și obiectul de transfer, imersați în lichidul dielectric, sunt alimentați de la un generator de impulsuri, care este sursa de tensiune (fig.1.1). Dacă intensitatea câmpului electric dintre electrozi este mai mare decât rigiditatea locală a dielectricului, apare o descărcare electrică între aceștia.

Transformarea energiei electrice prin dozarea ei, temporală și spațială, în energie de efect, are ca urmare formarea craterelor de prelevare, din obiectul de prelucrat, respectiv a craterelor de uzare, din obiectul de transfer.

Migrarea în câmp și spațiu a acestor procese elementare de eroziune pe întreaga suprafață a obiectului de prelucrat, are ca efect prelucrarea suprafeței acestuia, prin îndepărtarea surplusului de material.

Fig.1.1. Schema de principiu a prelucrării prin eroziune electrică

În paralel, fenomenele asemănătoare ce se desfășoară la suprafața obiectului de transfer, conduc la uzarea acestuia. Prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod masiv, ca și metodă sau procedeu de prelucrare dimensională a materialelor metalice, poate fi privită ca un sistem de acțiune tehnologică. Abordată sistematic, eroziune electrică prezintă cele trei categorii cunoscute de factori și anume:

factori primari (mărimi intrare) care reprezintă acțiunile mediului asupra sistemului;

factori intermediari (mărimi de proces), care sunt reprezentați de transformarea propriu-zisă;

factori finali (mărimi ieșire), care reprezintă răspunsul acțiunii asupra mediului, concretizați prin caracteristici tehnologice, tehnice și economice.

Clasificarea procedeelor neconvenționale

Prelucrarea materialelor prin procedee speciale, bazate pe alte principii decât procedeele clasice a fost denumită prelucrare neconvențională, sau specială.

Prelucrările neconvenționale sunt procedeele care îndeplinesc cel puțin una dintre condițiile:

– permit obținerea cu mare precizie a unor suprafețe speciale ca formă, dimensiuni, rugozitate (cu microasperități);

sunt eficiente pentru prelucrarea unor materiale cu proprietăți deosebite (de exemplu cu duritate mare, sau casante etc.);

se aplică în medii speciale, ionizate sau nu, la presiuni mari sau vid.

Procedeele neconvenționale de prelucrare pot fi următoarele:

prelucrarea prin electroeroziune;

prelucrarea electrochimică;

prelucrarea anodo-mecanică;

prelucrarea chimică;

prelucrarea cu fascicul de electroni;

prelucrarea cu laser;

prelucrarea cu plasmă;

prelucrarea cu ultrasunete.

Prelucrarea prin electroeroziune

 Prelucrarea prin electroeroziune se bazează pe efectul eroziv polarizat al unor descărcări electrice prin impuls, amorsate în mod repetat între un electrod (electrodul  sculă) și obiectul prelucrării. Agentul eroziv este descărcarea electrică prin impuls.

În spațiul dielectric dintre piesă și electrodul – sculă, numit interstițiu eroziv, au loc fenomene fizico-mecanice și chimice, ca urmare a microdescărcărilor electrice amorsate. Aceste microdescărcări străpung spațiul dielectric simultan în foarte multe puncte. Energia de descărcare este localizată pe vârfurile microneregularităților suprafeței piesei și are ca efect topirea și vaporizarea metalului, urmată de răcirea și condensarea rapidă a metalului topit, rezultând produsele electroerozive. Microdescărcarea energiei electrice în interstițiu sub formă de impuls duce la formarea unor microcanale cilindrice pe vârful microneregularităților, acolo unde stratul dielectric este străpuns.

Figura 1.2. Descarcarea între electrod piesă și electrod sculă

Aceste canale au diametrul de sute de microni, figura 1.2, și lungimea de 100…150 µm sau 400…600 µm.

Ca urmare a ionizării intense, în aceste canale se formează arcul electric care topește și vaporizează rapid microneregularitățile. Deși spațiul dintre electrozi este redus și microcanalele au secțiuni mici, 2/3 din căderea de tensiune de lucru are loc în această zonă.

Ca urmare a ionizării intense, în aceste canale se formează arcul electric care topește și vaporizează rapid microneregularitățile. Deși spațiul dintre electrozi este redus și microcanalele au secțiuni mici, 2/3 din căderea de tensiune de lucru are loc în această zonă.

Procesul electroeoroziv este caracterizat de: 

-durata și energia impulsului aplicat între cei doi electrozi; 

-mărimea coeficientului de umplere al impulsului;

-circulația dielectricului.

Descărcarea electrică ce apare la o anumită tensiune și putere a sursei evoluează în patru etape succesive: descărcare luminiscentă, scânteie, scânteie – arc, arc electric.Descărcarea în arc nestaționar începe la o cădere de tensiune de 28-30 V și se caracterizează printr-o stabilizare a diametrului canalului de descărcare și a intensității curentului de descărcare. Dacă descărcarea are loc în stadiul de scânteie, efectul termic se repartizează preponderent la anod, deoarece acestuia i se cedează energia electronilor frânați, în timp ce în stadiul de arc nestaționar, efectul termic este preponderent la catod, datorită componentei ionice a curentului de descărcare.

 Prelucrarea prin electroeroziune necesită asigurarea următoarelor condiții: 

introducerea directă a energiei electrice la suprafața obiectului de prelucrat;

dozarea temporară în impuls a energiei electrice în spațiul de lucru eroziv;

asigurarea unui caracter polarizat al descărcării electrice;

restabilirea continuă a rigidității dielectrice inițiale a spațiului de lucru eroziv.

Energia este transmisă obiectului de prelucrat în mod discontinuu sub formă de impulsuri electrice. Pentru ca descărcările să aibă loc separat este necesar ca pauza dintre două impulsuri să fie mai mare decât timpul necesar refacerii rigidității dielectrice a interstițiului și decât durata proceselor tranzitorii determinate de caracterul capacitiv sau inductiv al circuitului de alimentare.

Prelucrarea prin electroeroziune se aplică materialelor metalice cu duritate mare, pentru obținerea unor suprafețe de o formă ce nu se poate realiza ușor și cu precizie prin procedeele de așchiere clasice.

Metalul prelucrat este supus eroziunii cu ajutorul descărcărilor electrice realizate între metal și un electrod-sculă din cupru, într-un mediu dielectric (de exemplu petrol lampant). În timpul prelucrării, descărcările electrice erodează și electrodul sculă, care își schimbă dimensiunile (se "uzează") în timp.

Obiectul de prelucrat și obiectul de transfer, imersați în lichidul dielectric, sunt alimentați de la un generator de impulsuri, care este sursa de tensiune (fig.14).

Dacă intensitatea câmpului electric dintre electrozi este mai mare decât rigiditatea locală a dielectricului, apare o descărcare electrică între aceștia.

Transformarea energiei electrice prin dozarea ei, temporală și spațială, în energie de efect, are ca urmare formarea craterelor de prelevare, din obiectul de prelucrat, respectiv a craterelor de uzare, din obiectul de transfer.

Descărcarea electrică are mai multe stadii (fig.15): 1 – luminescența (strapungerea mediului dielectric prin eliberarea unor electroni sau ioni de către electrodul – sculă); 2 – scânteie (formarea canalului de plasmă termică); 3 – arc nestaționar (stabilizarea parametrilor U și I); 4 – încheierea ciclului de descărcare. Un ciclu nu durează mai mult de 10-1s.

Fig 1.4. Stadiile descărcării electrice

În canalele de descărcare se formează plasma (), care topește și vaporizează rapid materialul piesei, fenomenul petrecându-se sub forma unor microexplozii care se aud și se văd. Simultan apar și unde de șoc mecanice care, împreună cu gazele care iau naștere, deprimează canalele de plasmă și conduc la apariția unor bule de gaz în interstițiul de lucru. Presiunea în aceste bule este foarte mare, astfel că ea asigură și evacuarea particulelor erodate din microcraterele

Prelucrarea electrochimică

Prelucrarea electrochimică a semifabricatelor din construcția de mașini, presupune existența unui proces de schimb de sarcini și de masă între anod, catod și lichidul de lucru de tip electrolit, semifabricatul fiind, de obicei, conectat la unul dintre polii sursei de curent continuu.

În funcție de fenomenele care au loc la nivelul suprafeței semifabricatului avem:

– prelucrări prin eroziune electrochimică, adică acele prelucrări în cazul cărora este vorba despre o prelevare de material din semifabricat;

– prelucrări electrochimice cu adăugare de material, în acest caz fiind vorba de acoperirile electrochimice.

Prelucrarea prin eroziune electrochimică se bazează pe dizolvarea electrochimică (anodică) a materialului semifabricatului, în cadrul unui proces de schimb de sarcini și de masă între electrolit, anod și catod (fig.1.5)

Figura 1.5. Elemente de bază ale prelucrării prin eroziune electrochimică:

a. schema de lucru; b. detaliu din zona de lucru; c. distribuția tensiunii în interstițiu

În esență, avem de-a face cu introducerea într-un electrolit atât a semifabricatului, conectat la polul pozitiv al sursei de curent continuu, cât și a unui electrod sculă, acesta din urmă fiind pus în legătură cu polul negativ.

Evoluția unui proces de electroliză conduce la trecerea treptată, în soluția electrolit, a unei cantități din materialul semifabricatului, supuse acțiunii câmpului electric; este de dorit ca procesul de dizolvare electrochimică să se producă numai în prezența curentului electric și cu precădere în acele zone ale semifabricatului în care intensitatea câmpului electric ajunge la valori adecvate condițiilor de prelucrare.

Ca urmare a desfășurării procesului de dizolvare electrochimică, putem înregistra o scădere a concentrației electrolitului în apropierea suprafețelor celor doi electrozi, fenomen numit polarizare de concentrație. Mai mult, la nivelul suprafeței prelucrate a semifabricatului, este posibilă constituirea treptată, din produsele reacțiilor chimice, a unui strat cu o conductivitate electrică din ce în ce mai redusă ori chiar cu proprietăți corespunzătoare unui material izolator, avem de-a face cu apariția unei așa numite pelicule pasivante.

Pentru cele mai multe procedee de prelucrare prin eroziune electrochimică (o excepție constituind-o marcarea electrochimică superficială), formarea peliculei pasivante este un fenomen nedorit, care determină reducerea productivității prelucrării. A fost necesară identificarea unor soluții tehnologice pentru a îndepărta efectele negative ale apariției peliculei pasivante sau ale manifestării fenomenului numit polarizare de concentrație. Dacă luăm în considerare modalitatea propriu – zisă de înlăturare a peliculei pasivante, vom constata existența următoarelor categorii de procedee ce au la bază fenomenul de dizolvare electrochimică:

Procedee ce utilizează depasivarea naturală, aceasta însemnând o asemenea dispunere a electrozilor, încât degajarea bulelor de hidrogen să contribuie la agitarea soluției electrolit, la ruperea și la înlăturarea peliculei pasivante sau cel puțin la împiedicarea constituirii acesteia. Sunt cuprinse în această categorie unele procedee de lustruire electrochimică, decapare electrochimică etc.;

Procedee cu depasivare forțată hidrodinamică, în cazul cărora se recurge la circulația forțată a electrolitului, prin interstițiul de lucru, la valori ale unor parametrii specifici ( de obicei, presiuni p = 7 ÷28 daN/cm2, viteze vel = 6 ÷ 55 m/s), care să contribuie la ruperea și îndepărtarea peliculei pasivante. În acest scop, recurge fie la utilizarea unor pompe adecvate, fie la alegerea unei scheme de prelucrare ce asigură deplasarea unui sau ambilor electrozi, fie la combinarea celor două soluții deja amintite. Se înscriu în prezenta grupă procedee de găurire electrochimică, de prelucrare prin copierea formei părții active a electrodului sculă, de strunjire electrochimică, frezare electrochimică, debitare electrochimică, debavurare electrochimică, unele așa numite procedee de rectificare electrochimică (fără utilizarea unei scule abrazive), calibrare electrochimică, marcarea electrochimică de adâncime etc.;

Procedee cu depasivare forțată mecanică prin abrazare, constând, de fapt, într-o asociere a dizolvării electrochimice cu o prelucrare prin abrazare; aceasta din urmă contribuie la ruperea și înlăturarea peliculei pasivante, dar poate avea rol și într-o prelevare de material din semifabricat, prin așchiere propriu-zisă. De obicei, ponderea componentei așchietoare este redusă în raport cu cea a componentei de dizolvare electrochimică. Se includ în prezenta grupă procedee cum ar fi: rectificare electrochimică, ascuțire electrochimică, supranetezire electrochimică, prelucrare electrochimică folosind abrazivi liberi etc.;

Procedee cu depasivare electrică, în cazul cărora avem de-a face cu micșorarea distanței dintre electrozi până la apariția descărcărilor electrice, descărcări ce vor contribui la înlăturarea polarizării de concentrație și, eventual, la ruperea peliculei pasivante. Varianta aceasta s-a concretizat îndeosebi prin apariția unor procedee la care forma suprafeței prelucrate reproduce, într-o anumită măsură, forma suprafeței electrodului sculă;

Procedee cu depasivare mecano-electrică, în cazul cărora lichidele de lucru sunt de tip așa numit semidielectric. Asemenea lichide conduc la formarea, ca urmare a procesului de dizolvare electrochimică, a unei pelicule pasivante destul de dure, ce nu poate fi îndepărtată sau subțiată decât prin existența unei apăsări și a unei deplasări între electrodul sculă și suprafața de prelucrat a semifabricatului. Ruperea și / sau subțierea peliculei pasivante favorizează producerea unor descărcări electrice, fenomenul contribuind la înlăturarea peliculei pasivante și la reluarea procesului de dizolvare electrochimică. Se înscriu în această grupă: debitarea anodo-mecanică, strunjirea anodo-mecanică, rabotarea anodo-mecanică etc.

Procedee fără depasivare, caz în care va prezenta interes tocmai obținerea unei pelicule pasivante aderente; ca de exemplu: marcarea electrochimică superficială, pentru care pelicula pasivantă constituie tocmai marcajul urmărit.

Prelucrarea anodo-mecanică

Prelevarea de material erodat este rezultatul acțiunii simultane a dizolvării anodice (electrochimice), a topirii metalului sub acțiunea curentului electric (electroeroziune) și dintr-o acțiune mecanică de îndepărtare prin frecare a particulelor topite. Indicatorii principali ai metodei de prelucrare anodo-mecanică, productivitatea și calitatea suprafeței depind de următorii factori:

– factori electrici : intensitatea și tensiunea curentului;

– factori mecanici: viteza periferică de lucru și presiunea de contact;

– factori chimici: calitatea electrolitului, densitatea și debitul de electrolit, în zona de lucru.

Variația cantității de metal îndepărtat în funcție de densitatea de curent rezultă din diagrama reprezentată în figura 6.5. Cele trei faze ale procesului de eroziune sunt redate distinct pe trei porțiuni ale curbei. Îndepartarea metalului prin dizolvare anodică corespunde porțiunii a, portiunea b, corespunde unei densități de curent care asigură îndepărtarea metalului printr-o acțiune complexă de dizolvare anodică și prin topire. Porțiunea c, corespunzatoare unor densități de curent mai mari, caracterizează apariția arcului electric staționar. Prelucrarea anodo-mecanică se aplică la debitarea semifabricatelor cu dimensiuni mari din oțeluri greu prelucrabile, rectificarea suprafețelor metalice etc.

Prelucrarea prin eroziune complexă, electrică și electrochimică (în limba engleză: electrochemical discharge machining) are la bază desfășurarea, simultană în timp, dar diferențiată în spațiu, a unor procese de prelevare de material din semifabricat, pe cale electrochimică și, respectiv, prin eroziune electrică.

Principiu de lucru:

Asupra piesei, legată la anod, scula, legată la catod, exercită o presiune mică. Cei doi electrozi (piesa și scula) sunt imersați într-un electrolit, iar principiul de lucru este următorul :

Fig 1.7.Schema de principiu a prelucrării anodo-mecanice:

1-electrod sculă; 2-piesă de prelucrat; 3-electrolit;

Metoda aceasta combină acțiunea electrochimică cu cea electroerozivă și cea mecanică asupra materialului de prelucrat.

În prezența electrolitului și sub acțiunea curentului electric are loc procesul dizolvării anodice, care duce la apariția unei pelicule pasivizatoare pe suprafața piesei . Îndepărtarea ei se realizează prin acțiunea mecanică a sculei. În momentul ruperii peliculei, între vârfurile microneregularităților de pe suprafața piesei și a sculei se produc scurtcircuite cu formare de microarce electrice, care provoacă eroziunea materialului metalic. În timpul prelucrării, între piesă și sculă există o mișcare relativă, ce antrenează electrolitul și evacuează materialul îndepărtat între cei doi electrozi. Viteza cu care se efectuează această mișcare influențează asupra rugozității suprafeței prelucrate, uzurii specifice a sculei, productivității prelucrării.

Fenomenele care apar la acest tip de prelucrare – electrochimic, eroziv și mecanic – pot fi dirijate cu ajutorul parametrilor de lucru (tensiune, densitate de curent, intensitatea curentului, presiunea de contact, viteza relativă dintre electrozi) în funcție de faza ce se execută (degresare, prefinisare, finisare și superfinisare).

În cazul discului el are o mișcare de rotație, iar în celelalte o mișcare de translație. Cele mai bune valori ale vitezei cu care se execută mișcările sunt cuprinse între 18 – 20 m/s.

Utilizări ale prelucrării anodo-mecanice:

-debitarea materialelor metalice, îndeosebi cele cu duritate mare, sub formă de bară sau tablă;

-ascuțirea și recondiționarea sculelor așchietoare din oțel rapid sau armate cu plăcuțe din carburi metalice;

-obținerea prin tăiere a unor suprafețe profilate;

-decuparea unor profile cu contururi complexe;

-prelucrarea de piese prin strunjire anodo-mecanică

-finisarea suprafețelor;

-prelucrarea monocristalelor;

-prelucrarea unor piese din electrotehnică și electronică.

Debitarea anodo-mecanică poate fi realizată în mai multe variante :

Varianta bazată pe utilizarea unui electrod – sculă de tip bandă continuă este convenabilă îndeosebi în cazul semifabricatelor cu diametre mari ale secțiunii transversale, când pierderile prin descărcări electrice laterale sunt mai reduse decât la debitarea cu electrod – sculă de tip disc.

Debitarea cu electrod – sculă de tip disc face necesară utilizarea unor subansambluri mecanice mai simple. Dacă nu mai avem de-a face cu o limitare a lungimii porțiunii din semifabricat ce se debitează, vom înregistra, acum, în raport cu debitarea ce folosește electrozi – scule sub formă de bandă continuă, o limitare a diametrului semifabricatului și o mărire a pierderilor de energie prin descărcări electrice laterale.

Prelucrarea prin eroziune chimică

Prelucrarea prin eroziune chimică se bazează pe acțiunea erozivă a unor substanțe chimice active asupra metalelor, agentul eroziv fiind de tip jet

Este evident că atunci când nu se pune problema prelucrării tuturor suprafețelor semifabricatului, acele suprafețe care nu trebuie prelucrate se acoperă cu un strat din materiale rezistente la acțiunea substanței chimic active.

O primă clasificare a acestor tipuri de procese de prelucrare este:

a.Prelucrări prin eroziune chimică, în cazul cărora avem de-a face cu o prelevare de material din semifabricat;

b.Prelucrări cu adăugare de material, concretizate sub forma unor tratamente superficiale; ele se bazează pe depunerea și / sau difuzia, la nivelul stratului superficial, a unor substanțe capabile să producă modificarea aspectului, a rugozității sau a unor caracteristici de exploatare ale piesei.

Efectuarea prelucrării presupune dirijarea substanței solvent spre zonele neprotejate ale semifabricatului sau imersarea semifabricatului în substanța solvent. Pentru a evita producerea unei reacții prea virulente, capabile fie să conducă la apariția unei rugozități mari a suprafeței obținute, fie să îngreuneze controlul preciziei de prelucrare, în substanța solvent se introduc inhibitori de coroziune (negru de fum, gudron de huilă, gelatină, clei sulfonat, produși de sulfonare ai antracenului etc.). Inhibitorii de coroziune diminuează și fenomenul de pătrundere (difuzie) a hidrogenului în stratul superficial obținut prin prelucrare, fiind mai puțin afectate, în sens negativ, rezistența materialului piesei la coroziune sau la solicitări mecanice.

Principiul prelucrării prin eroziune chimică de adâncime în trepte:

Fig 1.8. Schema de principiu a prelucrării prin eroziune chimică

1.3.4.1 Echipamente utilizate

Atunci când nu se pune problema unei prelucrări performante (din punctul de vedere al preciziei, al productivității etc.), echipamentul pentru prelucrarea prin eroziune chimică poate avea o construcție simplă; de exemplu, în cazul prelucrărilor cu ajutorul unor soluții lichide, echipamentul va fi constituit dintr-o simplă cuvă, ai cărei pereți trebuie să fie rezistenți la acțiunea substanței chimic active.

Instalațiile industriale complexe, utilizate, de exemplu, în cazul tehnologiilor de fotogravare, dispun de:

băi pentru spălarea și degresarea suprafețelor de prelucrat ale semifabricatelor;

echipamente pentru depunerea stratului de material fotosensibil;

echipamente pentru realizarea expunerii;

echipamente pentru developare;

echpamente pentru eroziunea chimică propriu-zisă;

echipamente pentru eliminarea stratului fotosensibil insolubil;

echipamente pentru recuperarea, regenerarea și circulația soluției chimic active;

echipamente pentru transportul semifabricatelor între operații și în timpul operațiilor;

echipamente pentru uscarea semifabricatelor;

echipamente pentru ventilarea spațiilor de lucru etc.

1.3.4.2 Procedee de prelucrare prin eroziune chimică

Gravarea chimică

Este metoda prin care se realizează diferitele modele în relief sau săpate, înlocuind în multe cazuri procedeul de gravare prin frezare la mașinile cu pantograf.

Gravarea chimică se aplică cu succes la rrealizarea de panouri frontale și cadre ale aparatelor , executarea unor cifre, litere, embleme, circuite integrate, scări și reticule optice, circuite și cablaje imprimate, obiecte de artă.

Fotogravarea

Fără îndoială că prin fenomenele implicate, prin aplicațiile sale și prin posibilitățile de transferare a unor soluții specifice în cadrul altor procedee, fotogravarea este una dintre tehnologiile cele mai interesante de prelucrare prin eroziune chimică.

Să subliniem faptul că în sens restrâns, procedeul se referă doar la transferarea unei anumite configurații pe un strat din material fotosensibil, cu ajutorul unei radiații electromagnetice având o lungime de undă corespunzătoare spectrului vizibil sau apropiată de aceasta; uneori, ansamblul de operații reclamat de transferul configurației este numit fotomascare.

1.3.4.3. Principalele domenii în care se utilizează fotogravarea sunt mecanică fină și electronica

Curățirea suprafețelor metalice

O astfel de curățire poate fi realizată prin folosirea unor substanțe decapante, dar și al unor amestecuri de materiale abrazive și materiale chimic active (în acest din urmă caz, fiind vorba despre o curățire prin eroziune chimică, folosind o depasivare prin abrazare; aspectul va fi tratat ulterior). O soluție frecvent utilizată pentru decaparea pieselor din oțel conține 30 părți clorură de zinc, 10 părți clorură de amoniu și 60 părți de apă.

La decaparea chimică, se utilizează soluții de acid sulfuric în apă (8…12 % H2SO4, T = 40…80 °) ori soluții de acid clorhidric (20 % HCl). În cazul semifabricatelor din oțeluri inoxidabile, o decapare eficientă se realizează cu ajutorul unei soluții de acid azotic (6 %).

Lustruirea chimică

În comparație cu lustruirea electrochimică, lustruirea chimică prezintă avantaje derivate din simplificarea echipamentului și a manipulării semifabricatelor. În cazul pieselor cu forme și configurații distincte, se obține aproximativ aceeași calitate a tuturor suprafețelor.

Ca dezavantaje,von enumera:

luciu metalic mai redus;

uzarea mai rapidă a substanței solvent;

creșterea duratei necesare pentru lustruire;

dificultățile de regenerare sau de corectare a compoziției substanței solvent;

agresivitate chimică ridicată a unora dintre substanțele solvent;

posibilitatea degajării unor gaze nocive.

Unii cercetători pun scăderea înălțimii asperităților și apariția luciului metalic pe seama unei înlăturări mai rapide a peliculei pasivante de la nivelul vârfurilor asperităților, aici având loc un proces mai intens de eroziune chimică.

Procedeul are ca obiectiv obținerea unor suprafețe mate, atât în scop decorativ, cât și în scopuri tehnologice (de exemplu, înaintea realizării unor depuneri metalice, stratul depus păstrând aspectul suprafeței inițiale). Matarea chimică (de exemplu, prin ardere) se aplică, îndeosebi în cazul pieselor din tablă.

Tăierea cu fir prin eroziune chimică

Procedeul este utilizat pentru separarea pieselor din materiale semiconductoare sau casante, necesare în electronică. Un fir metalic așa-zis fără sfârșit preia substanța chimic activă dintr-un bac; această substanță contribuie la prelevarea de material din semifabricat, asigurând condiții pentru o tăiere după contur.

Frezarea chimică

Este întâlnită în cazul modelării pieselor forjate, matrițele, extrudate sau a tablelor groase cu prelevare de material la suprafață sau în a adâncime pentru reducerea grosimii pereților sub valori care nu se pot realiza prin prelucrări mecanice.

1.3.4.4. Tratamente termochimice

Tratamentele termochimice conduc, în general, la creșterea durității superficiale, a rezistenței la uzură, la coroziune și la oboseală, menținându-se însă ridicate caracteristicile de plasticitate și de tenacitate ale miezului piesei. Cele mai importante tratamente termochimice sunt :

Carburarea ori cementarea (cu carbon);

Nitrurarea se realizează prin încălzirea semifabricatelor din oțeluri sau din fonte, la temperaturi de 500…600 °C, în medii gazoase (amoniac) sau lichide (topituri de săruri), rezultatul fiind apariția unui strat superficial cu un conținut mare de azot;

Carbonitrurarea se materializează prin încălzirea semifabricatelor din oțeluri sau din fonte, la temperaturi de 550…880 °C, în medii gazoase (endogaz sau gaz natural, cu un adaos de 2…7 % amoniac) sau lichide (săruri topite, din categoria cianurilor și carbonaților alcalini);

Aluminizarea se bazează pe încălzirea semifabricatelor din oțel la temperaturi de 700…1200 °C, în medii solide, lichide sau gazoase, cu formarea unor straturi de 0,02…0,8 mm, bogate în aluminiu (straturi care asigură creșterea rezistenței la oxidare, în condiții de temperaturi ridicate (800…900 °C) și a rezistenței la coroziune, în general;

Silicizarea permite mărirea rezistenței la coroziune în medii acide, prin îmbogățirea stratului superficial al semifabricatelor din oțeluri cu siliciu. Ea se efectuează în mediu solid sau gazos, la temperaturi de 1100…1200 °C, timp de 4…10 ore; difuzia siliciului are loc pe o adâncime de 0,5…1,0 mm;

Sulfizarea (îmbogățirea cu sulf a straturilor superficiale aparținând unor semifabricate din oțel sau din fontă) urmărește creșterea rezistenței la uzură, micșorarea coeficientului de frecare, mărirea rezistenței la gripare. Ea constituie un tratament termochimic final, aplicându-se după călirea și revenirea semifabricatului;

Tratamentul termochimic cu abur supraîncălzit conduce la obținerea unor pelicule dense din oxid de fier (Fe3O4) la suprafața semifabricatului, peliculă capabilă să împiedice continuarea oxidării la temperatură obișnuită;

Brunarea este un proces de oxidare intenționată a pieselor din oțel sau din fontă (mai rar și a pieselor din alamă). De regulă, ea se realizează la temperaturi relativ ridicate (730…740 °C, timp de 60 de minute), într-un mediu alcalin (NaOH), în prezența unui oxidant (azotit de sodiu sau bioxid de mangan). Alteori, oxidarea poate fi executată în mediu acid (soluții conținând acid fosforic), dar stratul rezultat are o rezistență mecanică mai scăzută. Culoarea stratului de oxid creat pe o piesă din oțel și durata necesară a operației depind de concentrația în carbon și în elemente de aliere (de exemplu, negru pentru oțeluri nealiate, galben – maroniu, pentru conținut ridicat în siliciu, violet – roșcat, pentru conținut ridicat în nichel și în crom);

Fosfatarea presupune crearea intenționată, pe suprafața piesei, a unui strat de fosfați, în vederea îndeplinirii unui anumit obiectiv, cum ar fi, de exemplu: mai buna ancorare a vopselei depuse ulterior și evitarea coroziunii sub vopsea; pregătirea suprafeței în vederea acoperirii cu materiale plastice; sporirea capacității de absorbție a uleiului; reducerea coeficientului de frecare, în cursul extrudării la rece; protejarea împotriva coroziunii, în cazul zincului și aluminiului.

Prelucrarea cu fascicul de electroni

Prelucrarea cu fascicul de electroni se bazează pe efectul termic generat în zona de impact cu semifabricatul (de regulă), de către un fascicul de electroni de înaltă energie, dirijat și focalizat spre această zonă, cu ajutorul unor sisteme electromagnetice sau electrostatice.

Proiectând un fascicul de electroni produs într-un dispozitiv, numit tun electronic, concentrat și accelerat de un câmp electric, la o viteză mare (cca. 200.000 km/s) pe suprafața de prelucrat, energia cinetică a acestuia se transformă în energie termică.

Fig 1.9. Mecanismul acțiunii fascicului de elctroni asupra materialului

Subsistemele principale din componența unui echipament de prelucrare cu fascicul de electroni sunt următoarele:

Subsistemul de alimentare

Furnizează energia necesară pentru generarea și dirijarea fasciculului de electroni, pentru acționarea și comanda altor subsisteme.

Tunul electronic

Este amplasat în interiorul incintei de lucru și format din:

Un termocatod cu încălzire directă sau indirectă;

Un anod;

Un electron de comandă (Wehnelt);

Bobine de focalizare;

Bobine de deflexie;

Subsistemul de vidare.

Funcționarea acestui subsistem contribuie la diminuarea pierderilor de energie prin lovirea, de către electroni, a moleculelor de gaz din aer, la reducerea procesului de oxidare a filamentului – catod, la scăderea posibilităților de impurificare a materialului topit, la eliminarea imediată a gazelor formate.

Subsistemul de comandă și reglare

Comandă funcționarea celorlalte subsisteme și asigură reglarea parametrilor specifici prelucrării.

Blocul mecanic

Permite obținerea diverselor deplasări ale componentelor sistemului și susținerea propriu-zisă a acestora. Volumele incintelor de lucru actuale au valori de la câțiva centimetri cubi până la circa o sută de metri cubi, incintele voluminoase permițând prelucrarea unor semifabricate de dimensiuni foarte mari.

Avantajele procedeelor de prelucrare cu fascicul de electroni sunt:

pot fi realizate găuriri, tăieri sau gravări cu diametre/lățimi ale zonelor afectate, de dimensiuni mici, în oricare dintre materialele cunoscute, metalice sau nemetalice;

Nu există o apăsare semnificativă a semifabricatelor, datorată procesului de prelucrare, ceea ce permite prelucrarea unor semifabricate subțiri;

Elementul utilizat în mod direct în calitate de sculă (fasciculul de electroni) nu este supus unor procese de uzare;

Devine posibil un control destul de precis al puterii disponibile în zona de prelucrare și aceasta între limite largi (103…5 108 W/cm2);

Se consideră că randamentul prelucrării este ridicat, 60…90% din energia electronilor transformându-se în căldura utilizată în cadrul aproape tuturor procedeelor de prelucrare cu fascicul de electroni;

Concentrarea încălzirii pe volume destul de reduse asigură condiții pentru diminuarea zonei ce suportă modificări de natură termică;

Fasciculul de electroni poate fi întreținut în undă continuă sau în regim de impulsuri.

În figura următoare este prezentată schema de principiu a dispozitivului pentru realizarea fasiculului de electroni:

Fig 1.10. Schema de principiu a dispozitivului pentru realizarea fascicolului de electroni

1-filament; 2-grilă; 3-anod; 4-lentilă electromagnetică de focalizare; 5-piesă;

Domenii de aplicare ale prelucrarii cu fascicul de electroni:

perforarea multiplă a componentelor turbinelor cu gaz cenfecționate din aliaje refractare pe bază de Ni și Co (palete, plăci de turbionare, elemente ale camerei de ardere). Alezajele realizate asigură răcirea, transferul combustibilului și absorbția zgomotelor. Această metodă este singura care permite perforarea celor 30.000 de alezaje cu diametrul de (0,2 – 0,5) mm și poziții diferite care sunt prevăzute la fiecare turbină cu gaz;

perforarea sitelor și filtrelor cu ochiuri submilimetrice executate sub formă de plăci sau tuburi din oțel inoxidabil;

perforarea filtrelor pentru fabricarea fibrelor de sticlă;

fabricarea semiconductorilor, a acoperirilor metalice, confecționarea rezistorilor electrici, prelucrarea cristalelor de cuarț, a sticlei, materialelor ceramice fine, rubinelor sintetice.

Prelucrarea cu laser

LASER = "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Laserul este echivalentul acțiunii de amplificare a luminii prin stimularea emisiei de radiații. Laserele sunt dispozitive care amplifică lumina și produc raze clare de lumină, ce trec rapid din infraroșu în ultraviolet. O rază de lumină este clară atunci când undele sau fotonii ei se propagă toate împreună. De aceea, lumina laser, poate fi:

extrem de intensă;

foarte direcționată (sub forma unui fascicul);

foarte pură în culoare (în frecvență).

Fig 1.11. Schema de principiu a unui dispozitiv laser -1

a-laser cu mediu solid: 1- rezonatorul optic; 2- mediul activ; 3- sursă de energie; 4- fascicul laser

Fig 1.12. Schema de principiu a unui dispozitiv laser -2.

b-laser cu mediu gazos: 1- electrozi; 2- gaz laser; 3- oglindă cu reflecsie totală; 4- oglindă cu transmisie parțială; 5- fascicul laser; 6- mediu răcire

Laserele forțează atomii să stocheze și să emită lumina într–un fascicul coerent. Electronii dintr-un atom, într-un mediu laser sunt la început pompați, sau energizați, pînă la o limită de excitare, de către o sursă de curent electric. Ei sunt apoi „stimulați” cu fotoni externi, să emită energia stocată tot sub formă de fotoni; acest proces este cunoscut sub denumirea de emisie stimulată.

Amplificarea luminii se face prin mișcarea fotonilor între două oglinzi paralele stimulându-se astfel emisia. Lumina monocromă, direcționată și foarte intensă, în final, iese prin una dintre oglinzi, care este parțial argintată.

Prelucrările cu ajutorul fasciculului laser se bazează pe efectele generate la contactul cu suprafața semifabricatului sau cu o substanță aflată în vecinătatea semifabricatului al unui fascicul laser având caracteristici energetice și spațial-temporale adecvate, fascicul dirijat și focalizat cu ajutorul unui sistem de lentile și oglinzi optice.

Componentele unui sistem laser sunt:

mediul activ

Este partea esențială a unui dispozitiv laser, adică un mediu în care se gasesc atomii aflați într-o stare energetică superioară celei de echilibru. În acest mediu activ se produce amplificarea radiației luminoase (dacă avem o radiație luminoasă incidentă) sau chiar emisia și amplificarea radiației luminoase (dacă nu avem o radiație luminoasă incidentă). Acesta poate fi solid, lichid, gaz sau un material semiconductor care poate fi excitat la un nivel mai mare de energie. Trebuie să fie posibilă excitarea majorității particulelor la un nivel mai ridicat de energie. Aceasta se numește inversie de populație. Trebuie ca emisia stimulată să declanșeze o tranziție pe un nivel inferior de energie.

sistemul de excitare

Este necesar pentru obținerea de sisteme atomice cu mai mulți atomi într-o stare energetică superioară. Există mai multe moduri de a realiza excitarea atomilor din mediul activ, în funcție de natura mediului. Acesta poate fi optic, chimic, electric. Laserele cu gaz folosesc descărcările electrice, excitarea RF externă, bombardamentul cu electroni sau o reacție chimică. Dar descărcarea electrică este cea mai des folosită la laserele de putere mică (HeNe).

Exista și un laser chimic, numit Mid-Infra Red Advanced Chemical Laser (MIRACL), care folosește deuteriu și fluorină ca și reactanți. Mai este descris ca și un "motor de rachetă între oglinzi". De asemenea, mai există unul care este încă în stadiul de cercetare, montat pe un Boeing 747 modificat, numit AirForce's AirBorne Laser. Este un Chemical Oxygen Iodine Laser (COIL), care a fost construit pentru doborârea rachetelor de croazieră cu rază medie de acțiune, în faza de lansare. Laserele solide folosesc de obicei lămpi cu descărcare cu xenon (ca și lămpile de bliț) pentru amorsare sau o matrice de lasere semiconductoare (diode). Laserele semiconductoare de obicei sunt alimentate cu energie electrică, dar este posibilă și cu bombardare cu electroni sau optică. Laserii lichizi sunt de obicei amorsați optic, iar cei cu raze X cu mici dispozitive nucleare. Cu toate că s-au facut teste (secrete) există controverse în privința funcționării lor. Există și lasere cu electroni liberi (FEL – Free Electron Laser) care sunt alimentate folosind acceleratoare de particule (de sute de milioane de dolari).

rezonatorul optic

Este un sistem de lentile și oglinzi necesare pentru prelucrarea optică a radiației emise. Deși la ieșirea din mediul activ, razele laser sunt aproape perfect paralele, rezonatorul optic este folosit pentru colimarea mult mai precisă, pentru concentrarea razelor într-un punct calculat, pentru dispersia razelor sau alte aplicații necesare. De cele mai multe ori acesta este sub forma unei cavități Fabry-Perot, o pereche de oglinzi, câte una la fiecare capăt al laserului. Acestea ajută fotonii să treacă de mai multe ori prin mediul rezonator, mărind șansele de a lovi și alți electroni. De obicei, una din oglinzi este total reflectorizantă, iar cealaltă este parțial transparentă pentru a da voie razei laser să treacă prin ea. Ele sunt ori perfect plane, ori puțin concave. Dar sunt posibile și alte configurații. Unele lasere au oglindă numai la un capat (laserele cu azot) sau nici o oglindă (laserele cu raze X pentru că este aproape imposibilă reflectarea radiației la această lungime de undă). De asemenea, este posibilă și prezența altor elemente în rezonator, cum sunt prisme, modulatoare etc.

Cu ajutorul laserului se pot executa operații de :

debitare;

găurire;

gravare;

obținere de piese cu dimensiuni mici în materiale fragile, tenace, moi, dure, extradure, materiale ceramice, sticlă, materiale semiconductoare și macromoleculare, cauciuc, lemn, hârtie, țesături, oțeluri, aliaje refractare rezistente la coroziune, aluminiu, titan, zicroniu, cupru, pietre prețioase și semiprețioase, diamant tehnic;

sudare cu laser a oțelurilor inoxidabile.

Precizia dimensională a suprafeței prelucrate este de (0,002 – 0,1) mm, iar rugozitatea sa de (20 – 100)m.

Prelucrarea cu plasmă

Plasma este un amestec de atomi, ioni, electroni și fotoni la un înalt grad de disociere și ionizare, neutru din punct de vedere electric. Natura gradului de ionizare determină temperature plasmei, care variază în limite foarte largi . Prelucrare cu ajutorul plasmei se bazează pe efectele termice sau chimice produse la nivelul zonelor de contact între plasmă și suprafețele accesibile ale semifabricatului.

În pofida unor proprietăți ale plasmei asemănătoare celor ale unui gaz, există și diferențe pronunțate:

conductivitatea electrică a plasmei ajunge, uneori, la valori apropiate de cea a metalelor;

schimbările locale se transmit extrem de rapid, în tot volumul plasmei;

plasma este în măsură să interacționeze cu eventualele câmpuri electrice sau magnetice.

Moduri de obținere a plasmei:

prin ionizare termică (în gaze cu temperaturi > 10000K);

prin ionizare datorată unei absorbții de radiație;

prin ionizare datorită descărcărilor electrice.

Pentru producerea plasmei se folosesc dispozitive de construcție specială numite generatoare de plasmă sau, mai pe scurt, plasmatroane. Schema de principiu a unui asemenea echipament este prezentată în figura următoare:

Fig.1.13. Schema de principiu a unui generator pentru producerea plasmei

Plasmatronul funcționează pe principiul comprimării radiale și alungirii axiale a coloanei unui arc electric silit să treacă sub acțiunea unui jet de gaz prin orificiul unei duze.

Fig. 1.14. Structura funcțională mai detaliată a unui generator de plasmă

Domeniul de aplicare al procesului se extinde cu deosebire asupra :

oțelurilor inoxidabile ;

aluminiului ;

aliajelor de aluminiu.

Deși mai puțin abordate în diverse lucrări consacrate metodelor neconvenționale de prelucrare, tehnologiile ce utilizează plasmă termică înregistrează o anumită răspândire, existând atât procedee ce presupun îndepărtare de material din semifabricat, cât și procedee cu adăugare de material sau fără modificări semnificative ale masei semifabricatului. Plasma termică se utilizează ca sculă, în cazul unor procedee de găurire, canelare, netezire; atenția cercetătorilor a fost însă focalizată și pe folosirea plasmei pentru preîncălzirea materialului semifabricatului, în vederea facilitării, în acest fel, a desfășurării unor prelucrări prin așchiere.

În figura de mai jos se prezintă o Instalație de tăiere cu plasmă, cu următoarele caracteristici :

Gaz de tăiere: azot (poate fi și oxigen)

Gaz secundar: argon

Presiuni ale gazelor utilizate :

Argon: P = 1 – 6 bar; Debit 6 – 40 l/min

Azot: P = 6 bar; Debit 80 l/min

Oxigen: P = 3 – 6 bar; Debit 6 – 40 l/min.

Fig.1.15. Instalație de tăiere cu plasmă

1-sistem de reglare și distribuție pentru gaz ; 2-furtun flexibil ; 3-racorduri antiinflamatoare ; 4-reductor BS300 ; 5-reductor DC 50/10

Prelucrarea cu ultrasunete

Caracteristicile deosebite pe care le posedă undele ultrasonice, precum și efectele legate de propagarea acestora:

lungime de undă mica;

accelerații foarte mari ale particulelor mediului în care se propagă;

posibilitatea de dirijare a unui fascicul ultrasonic îngust în direcția dorită;

concentrare a energiei ultrasonice într-un spațiu limitat;

efectul cavitațional etc. au determinat apariția a numeroase aplicații în diverse ramuri ale tehnicii, dar și în medicină, biologie, cercetare științifică etc.

Fig 1.16.Principiul prelucrării abrazive în câmp ultrasonic.

1.corp ajutător;2.particule abrazive;3.lichid;4.piesa deprelucrat;5.particule desprinse din piesă

Aplicațiile tehnice ale ultrasunetelor se impart în două ramuri:

aplicații active (tehnologice)

-în cadrul cărora energia acustică utilizată este suficient de mare pentru a produce modificări în structura mediului în care se propagă ultrasunetul; în acest caz, unda ultrasonoră are rolul unei unelte care efectuează un lucru mecanic.

aplicații pasive

-în cadrul cărora energia ultrasonică este relativ mică, nefiind suficientă pentru a produce modificări structurale; în acest caz, ultrasunetul are doar rolul unui agent fizic cu ajutorul căruia se obțin o serie de informații referitoare la proprietățile, dimensiunile sau chiar calitatea mediului examinat.

Aplicațiile pasive sunt:

defectoscopia ultrasonică a metalelor, a betoanelor etc. (controlul nedistructiv al diferitelor piese);

măsurarea unor mărimi fizice (modulul de elasticitate, rezistența mecanică, densitate, coeficient Poisson, compresibilitate, vâscozitate etc);

măsurarea unor dimensiuni geometrice (de exemplu determinarea grosimii unor piese la care nu este accesibilă decât o singură față).

Aplicațiile active sunt:

prelucrarea dimensională a materialelor;

sudarea ultrasonică

curățarea/degresarea ultrasonică;

activarea ultrasonică.

Alte domenii de utilizare a prelucrării cu ultrasunete:

prelucrarea unor piese confecționate din sticlă, cuarț, fluorită, titanat de bariu, germaniu etc. care intră în componența aparatelor de măsură și control de mecanică fină și optică;

prelucrarea pieselor prețioase și semiprețioase tehnice din lagărele aparatelor de măsură și control sau din industria bijuteriilor (diamante, rubine, safire, agate etc.);

prelucrarea pieselor din materiale semiconductoare (germaniu, siliciu etc.);

prelucrarpieselor din materiale mineralo-ceramice, utilizate în industria electronică, electrotehnică, radiotehnică etc.;

prelucrarea pieselor din ferite;

prelucrarea filierelor de trefilare armate cu carburi metalice sinterizate sau diamante;

finisarea diferitelor elemente active ale stanțelor și matrițelor armate cu componente din carburi metalice sinterizate;

finisarea sculelor așchietoare armate cu carburi metalice sinterizate (cuțite de strung, freze, burghie etc.);

prelucrarea pieselor confecționate din marmură și ceramică specială;

prelucrarea unor suprafețe complexe cu adâncimi mici, specifice pieselor din construcția aparatelor de măsură și control;

prelucrarea filetelor și suprafețelor complexe în piese de sticlă și materiale mineralo-ceramice;

gravare;

prelucrarea altor tipuri de materiale dure și fragile;

degresarea, spălarea pieselor și realizarea emulsiilor.

Tehnologiile de prelucrare cu ajutorul ultrasunetelor exploatează efectele generate prin prezența, la nivelul zonei de lucru, a unor vibrații cu frecvențe f mai mari de 20 kHz.

Conceptele utilizate în câteva dintre limbile de circulație internațională, pentru prelucrarea cu ajutorul ultrasunetelor, sunt ultrasonic machining (engl.), usinage ultrasonique (franc), Ultrashallbearbeitung (germ.), maquinado ultrasónico (span.), lavorazione con ultrasuoni (ital.), ultrazvukovaia obrabotka (rus.).

Fig.1.17. Schema prelucrării cu ultrasunete

Dispozitivul care permite conversia energiei dintr-o formă în alta se numește transductor; în cazul nostru, interesându-ne trecerea de la energia electrică la energia acustică, vom avea de-a face cu un transductor acustic. Pentru prelucrarea materialelor, sunt utilizate, de obicei, transductoarele piezoelectrice și transductoarele magnetostrictive.

Efectul piezoelectric constă în modificarea dimensiunilor unui cristal, atunci când acesta este supus acțiunii unui câmp electric. Utilizarea unei tensiuni variabile va permite obținerea oscilațiilor mecanice; dacă frecvența oscilațiilor este mai mare de 20 kHz, vom putea vorbi despre ultrasunete.

Efectul magnetostrictiv vizează modificarea dimensiunilor unui corp dintr-un material ferimagnetic sau feromagnetic, sub acțiunea unui câmp magnetic. Asemenea materiale sunt cele feromagnetice pure (nichel, cobalt, fier, unele aliaje speciale).

Capitolul 2

Mașini și dispozitive utilizate la prelucrarea prin eroziune cu electrod filoform

În ultimii ani, echipamentele de prelucrare prin eroziune electrică prezintă o mare diversitate constructivă și funcțională.

2.1. Clasificarea instalațiilor/mașinilor de prelucrat prin eroziune electrică

Mașinile de prelucrat prin eroziune electrică pot fi clasificate după mai multe criterii:

După electrodul folosit

Electrod profilat

Electrod neprofilat

Electrod filiform

După gradul de universalitate

Mașini universale

Mașini speciale

Mașini specializate

După soluția constructivă folosită la generarea suprafeței piesei

Mașini care preluccrează prin copierea formei suprafeței sau a profilului electrodului (debitare, găurire, gravare, marcare);

Mașini care prelucrează prin rulare (realizează cavități cu profil periodic);

Mașini de prelucrat cu electrod rotativ (debitare, rectificare, profilare);

După construcția batiului și a montantului

Semifabricate obținute prin turnare;

Semifabricate obținute prin sudare.

În România, primele mașini industriale de prelucrat prin eroziune electrică au fost realizate la „Electrotimiș" (Timișoara); dintre ele amintim ELER-01-GEP-50F, prevăzută cu senzori optici pentru poziționarea mesei mașinii, ELER-02 și ELER-21.

Pe plan mondial se remarcă firme consacrate care produc mașini de prelucrat prin eroziune electrică, dintre care amintim: „Charmilles" și „Agie" (Elveția), „Ona" (Spania), „Japax" (Japonia), „VJK" (Cehia), „Erozimat" (Ungaria) etc. După 1990, societatea mixtă româno-italiană cu capital majoritar privat STIMEL Timișoara, având ca asociat pe firma STIMA ENGINEERING SRL (Italia), fabrică mașini de prelucrat prin eroziune electrică cu electrod masiv și filiform.

Aceste mașini sunt utilizate în general la realizarea matrițelor de injectat materiale termoplastice, precum și la realizarea părților active ale stanțelor. Ele reproduc forma geometrică a sculei în piesa de prelucrat, deci forma piesei este identică cu forma electrodului; acesta este confecționat cel mai des din cupru sau grafit și se poate deplasa pe axele X, Y, Z și se poate roti în jurul axei proprii.

De exemplu, mașinile speciale și specializate sunt folosite la:

executarea paletelor pentru turbine termice;

executarea calibrelor pentru controlul sau execuția de laminare a produselor cu profil periodic (fier-beton);

executarea individuală sau multiplă a unor alezaje submilimetrice (pompe de injecție, filtre și site metalice, carburatoare ale motoarelor etc);

extragerea sculelor rupte din piese (alezoare, burghie, tarozi);

marcarea suprafețelor metalice.

Fig.2.1. Schema unei mașini de prelucrat prin electroeroziune cu electrod masiv

Utilajele de prelucrare prin copiere, cele mai răspândite în prezent, se execută în variante universale, specializate și speciale. În rândul proceselor tehnologice pentru care există mașini cu caracter specializat sau special pot fi amintite: prelucrarea paletelor pentru turbine termice, cu gaz și hidraulice (Pelton); executarea calibrelor cilindrilor pentru laminarea unor produse cu profil periodic (fier-beton, de exemplu), perforarea individuală sau multiplă a unor alezaje submilimetrice (elemente ale aparaturii de injecție și carburatoarelor pentru motoare cu ardere internă, filtre și site metalice), extragerea sculelor așchietoare rupte în piese, marcarea suprafețelor metalice.

Utilajele de prelucrare cu electrod filiform și respectiv rotativ se execută ca utilaje universale sau utilaje comandate numeric.

Toate utilajele de prelucrare prin electroeroziune sunt echipate cu sisteme de reglare automată cu caracter stabilizator a interstițiului tehnologic dintre electrodul sculă și semifabricat, cărora li se adaugă, după caz, sisteme de comandă automată a ciclului de lucru și chiar sisteme de automatizare completă a prelucrării.

Utilajele de ultimă generație pot prelucra după mai multe direcții, la fel ca și mașinile de prelucrare prin așchiere, și anume: după direcția axelor X, Y, Z, precum și posibilitatea rotirii electrodului sculă sau a semifabricatului, mărind astfel posibilitățile tehnologice ale acestor mașini.

Fig.2.2. Schema unei mașini de prelucrat prin eroziune cu electrod filiform

Mașinile de electroeroziune cu fir folosesc o sârmă (electrod) pentru a tăia un contur dorit (programat) într-o piesă metalică. Se obțin precizii deosebite folosind mașinile de electroeroziune cu fir în tăierea matrițelor sau poansoanelor, putându-se obține ajustaje foarte precise doar prin tăiere.

Tăierea se face în piesă, fiind necesară practicarea unei găuri de pornire (penrtu introducerea firului), sau plecare dintr-o margine.

În zona de lucru, fiecare descărcare produce un crater în piesă (materiale înlăturat) și o uzură a sculei (electrodului), în cazul de față în fir.

Firul poate fi înclinat, făcând posibile tăieri înclinate sau profile diferite în planul de sus față de planul de jos al piesei. Firul nu intră niciodată în contact cu piesa.

Firul (sârma) uzual este din alamă sau cupru, cu diametrul între ,02 și 0,3 mm.

Mașinile de electroeroziune cu fir sunt mașini capabile de mișcări în 5 axe (capul inferior: 2 axe, X și Y iar capul siuperior: 3 axe, U, V și Z)

Piesa rămâne fixă în timpul prelucrării, solidară cu masa mașinii, care este decupată, ca o ramă pentru a da posibilitatea firului să se deplaseze în conturul acesteia.

2.2. Mașini utilizate la prelucrarea prin electroeroziune cu fir

Se utilizeaza pe scară largă mașinile pentru tăierea pieselor de profil complicat, din oțeluri și aliaje greu prelucrabile, cu mișcarea neîntreruptă a unui fir .

Datorită posibilităților pe care le oferă, pe baza generării suprafețelor cu electrod filiform, acest tip de instalație are în prezent o utilizare practică cu o pondere din ce în ce mai mare, practic asemănătoare cu cea a instalației de prelucrare prin electroeroziune cu electrod masiv profilat.

2.2.1. Mașina de prelucrat prin electroeroziune cu fir ELEROFIL 10

Mașina de prelucrat prin electroeroziune cu electrod filiform și comandă numerică ELEROFIL 10 este o mașină-unealtă, de tip universal destinată decupărilor prin eroziune electrică a materialelor în stare călită, dure sau extradure, prin natura lor bune conducătoare de electricitate.

Mașina poate fi utilizată la efectuarea unor operații tehnologice de prelucrări neconvenționale, cuprinzând în principal:

prelucrarea conturului activ al plăcilor tăietoare și poansoanelor pentru ștanțe cu profile complexe;

prelucrarea profilului matrițelor de decupare, a filierelor de tras, a sculelor de extrudat, confecționate din materiale dure și carburi metalice;

prelucrarea electrozilor pentru mașini de prelucrat prin eroziune electrică cu electrod masiv;

prelucrarea diferitelor piese din materiale dificil de prelucrat prin procedee neconvenționale din industria constructoare de mașini, aerospațială, electronică, electrotehnică, reactoare nucleare etc.

Principalele părți componente ale mașinii de prelucrat prin eroziune electrică cu fir ELEROFIL-10 sunt următoarele (fig.2.3):

mașina propriu-zisă;

agregatul dielectric;

dulapul electric convențional;

generatorul de impulsuri ROGIF-20;

echipamentul de comandă numerică CNC, tip NUMEROM 450AC.

Fig.2.3. Mașina de prelucrat prin eroziune electrică cu fir

Mașina propriu-zisă se compune, la rândul ei, din:

batiul complet cu montanții;

mecanismul de avans pe direcția “X”;

mecanismul de avans pe direcția “Y”;

mecanismul de antrenare a firului.

Batiul este din construcție sudată, nervurat, asigurând o rigiditate bună și amortizarea vibrațiilor. Cei doi montanți sunt realizați, la fel, în construcție sudată și sunt fixați de batiu prin șuruburi. Pe suprafața superioară a montanților se montează traversa, constituindu-se astfel un cadru rigid care asigură buna funcționare a instalației.

În partea superioară a batiului sunt suprafețele de așezare a montanților și trei pastile reglabile, pe care se așează mecanismul de avans pe direcția “X” și se reglează la orizontală. Batiul mai cuprinde și tubulatura de evacuare a lichidului dielectric.

Mecanismul de avans pe direcția “X” asigură următoarele funcții:

mișcarea de avans a piesei pe direcția “X”;

fixarea și asigurarea piesei în zona de lucru;

asigurarea unei incinte de lucru;

colectarea și scurgerea lichidului spre agregatul dielectric;

comanda și reglarea unor funcții prin pupitrul de comandă.

Mecanismul de avans pe direcția “Y” asigură următoarele funcții:

mișcarea de avans a electrodului-fir pe direcția “Y”;

antrenarea, ghidarea, tensionarea firului, cât și încărcarea sa cu potențial electric;

conducerea lichidului dielectric la locul de prelucrare;

reglarea perpendicularității electrodului-fir pe suprafața de așezare a piesei;

fixarea dispozitivului de desenare pentru verificarea programului prin desenare.

Agregatul dielectric are următoarele funcțiuni:

prepararea apei deionizate din apă obișnuită de la rețea și menținerea constantă a gradului respectiv al conductivității electrice a apei și a gradului de puritate prin filtrare;

asigurarea unor jeturi de lichid dielectric constante ca presiune și debit în zona de lucru.

Dulapul electric convențional conține echipamentele electrice care comandă acționarea diverselor subansamble componente ale mașinii de prelucrat prin eroziune electrică cu electrod filiform ELEROFIL-10.

Generatorul de impulsuri ROGIF-20 produce impulsurile electrice care determină apariția microdescărcărilor electrice dintre electrodul-fir și piesa de prelucrat.

Caracteristicile acestui bloc funcțional sunt:

tensiunea de alimentare de la rețea: 3 380 V (+10%, -15%);

frecvența: 50 Hz (2%);

puterea maximă absorbită de la rețea pentru ansamblul mașinii: 7 kVA;

numărul de trepte de curent pentru 1.2 A/treaptă: 15;

numărul de trepte de curent pentru 0.17 A/treaptă: 10;

numărul de trepte de fixare a energiei descărcărilor: 42;

capacitate minimă: 1 nF;

capacitate maximă: 150 nF.

Fig.2.4. Agregatul dielectric.

1-rezervor; 2-sesizor de nivel; 3-pompă; 4-grup de filtre; 5-robinet; 6-sondă; 7-grup de deionizare; 8-pompă; 9-ventilator; 10-cutia cu aparatajul electric

Echipamentul de comandă numerică CNC tip NUMEROM 450AC realizează comanda deplasării relative dintre electrodul-fir și piesa de prelucrat, în funcție de programul introdus. De asemenea, mai realizează supravegherea procesului de prelucrare pe baza unor semnale primite de la echipamentul electric convențional, semnalizează corespunzător și în cazul situațiilor de avarie comandă oprirea mașinii. Echipamentul funcționează în mai multe regimuri de lucru: regim de prelucrare, regim de desenare (verificare), regim normal, regim de căutare a frazei.

Fig.2.5. Mașina de prelucrat prin eroziune electrică cu fir STIMEFIL 10 CNC

În fig.2.5 se prezintă mașina de prelucrat cu fir STIMEFIL 10 CNC, împreună cu caracteristicile sale (tab.2.1 ÷ tab.2.4).

Tab.2.1. Caracteristici tehnice

Tab.2.2. Caracteristici tehnice bazin cu dielectric

Tab.2.3. Caracteristici tehnice generator

Tab.2.4. Caracteristici tehnice sistem de comandă (CNC) – Heidenhain TNC 406

2.2.2. Mașina de prelucrat prin electroeroziune de precizie cu fir NOVICK AE-400

Mașinile din această categorie folosesc un fir de alamă ca electrod și adoptă deplasarea unidirecțională a firului pentru prelucrarea reperelor

AE-400 este o mașină cu rigiditate superioară ce are ca rezultat o precizie înaltă de prelucrare, structură compactă, cu spațiu redus de instalare, șuruburi cu bile de mare precizie, ghidaje liniare de mare precizie și servomotoare de curent alternativ pe axele X/Y/Z.

Cu seria de mașini cu fir de la Novick se pot procesa obiecte precum matrițe complexe, jenți, componente navale, auto, de avion, roți dințate și alte obiecte greu de prelucrat.Se poate tăia în plan cât și oblic, piese de lucru cu o dimensiune maximă de 850x700xmm și o înălțime de 215mm. Mașina AE-400 cu fir oferă performanțe ridicate la un preț scăzut. Este posibilă tăierea în unghi cu viteza maximă de prelucrare 80 mm2 / min pe Otel (HCHCr / WPS),  140 mm2 / min pe Aluminu. La finisaje se obține : 1.0 ~ 1.3 µ Ra (cu multi-pass) tipul firului este alamă/molibden.

AE-400 dispune de un sistem CNC industrial, afișaj grafic industrial, software control seria HF, și funcție micro-descărcare ultra-precisă la care se adaugă sistemul "fuzzy logic" care mărește productivitatea cu 30%.

Ca și termenul ”inteligență artificială”, termenul "fuzzy logic" este destul de greu de definit. Aplicația sa în EDM este foarte interesantă, și înseamnă ca unitatea de control nu urmează reguli stricte pentru a ajunge la decizii sau concluzii, ci cântărește opțiunile în funcție de rezultatele dorite. Această abordare este indicată în situațiile în care o problema are mai mult de un singur răspuns. "Corectitudinea" este determinată de prioritățile utilizatorului, care pot varia de la caz la caz.

"Fuzzy logic" este o dezvoltare promițătoare în domeniul EDM deoarece încurajează planificarea strategică în timp ce îmbunătățește operarea automată. De exemplu, condițiile de prelucrare pentru a obține o precizie ridicată și un finisaj de calitate nu sunt similare celor necesare pentru obținerea unei prelucrari rapide. Alegerea unor rezultate diferite este o decizie strategică ce implică parametri diferiți de prelucrare și setare, iar alegerea parametrilor corecți este un proces complex. Electroeroziunea este prin natura sa un proces variabil, iar managementul acestor variabile este cheia spre o prelucrare eficientă.

Sistemul de control Novick, bazat pe o procesare pe 32/64 bit, cere utilizatorului detalii despre materialul reperului, dimensiuni și electord. Utilizatorul este apoi rugat să indice viteza de prelucrare, finisajul și precizia (în funcție de priorități), împreună cu traseul de lucru. Unitatea raspunde – pe baza funcției "fuzzy logic" – prezentând o serie de "rezultate" bazate pe prioritățile utilizatorului.

În acest moment, utilizatorul poate analiza opțiunile și se poate "răzgândi", alegând poate o altă alternativă din lista de recomandări. De exemplu, daca un finisaj extrem și o precizie ridicată sunt indicate drept priorități, timpul de prelucrare va fi foarte lung. Utilizatorul poate decide dacă este prea lung și poate analiza din nou alternativele pentru a vedea ce finisaj și ce precizie sunt disponibile la viteze mai mari. Setările pentru selecția finala sunt determinate automat.

Fig.2.6. Mașina de prelucrat prin eroziune electrică cu fir NOVICK AE-400

Tab.2.5. Caracteristici tehnice

Tab.2.6. Caracteristici tehnice bazin cu dielectric

Tab.2.7. Caracteristici tehnice generator

Tab.2.8. Caracteristici tehnice sistem de comandă (CNC)

Punctele cheie ale mașinii sunt:

Corpul mecanic

Mașina de electroeroziune cu fir AE400 este o mașină integrativă, amplasată pe un batiu în formă de T. Axele X/Y/U/V au o structură transversală. Sistemul de avans al firului și axa Z sunt amplasate în fața saniei presei axei V, ceea ce asigură rigiditate bună, capacitate de rezistență mare, arhitectură compactă și operare în masă. Operatorii pot realiza toate procedurile, inclusiv instalarea firului, trecerea firului prin interior, avansul firului, fixarea și prelucrarea în fața mașinii, ceea ce asigură o operare mai convenabilă.

Axe

Toate axele au ghidaje liniare de precizie, care îmbunătățesc precizia de deplasare și sensibilitatea mașinii, cu performanțe servo bune și preluare constantă;

 Toate axele sunt dotate cu șuruburi cu bile precise, cu diametrul axei X/Y/Z de F25mm, al axelor U/V de F8mm, iar pasul este de 0.8mm;

 Axele X/Y au servomotor AC și curea de transmisie de precizie, cu raport de transmisie de 1:4 și rezoluția cea mai mică de 1µm;

 Axele U/V au o structură cu conexiune directă la motor pas cu pas și rezoluția cea mai mică este de 1µm;

Axa Z are un servomotor AC și curea de transmisie de precizie, cu raport de 1:2 și rezoluția cea mai mică este de 1µm.

Sistemul firului

 Cele două trepte ale sistemului de tensionare a firului sunt folosite pentru a permite o stare de constanță dinamică prin ajustarea avansului firului în funcție de feedback-ul obținut în timpul operării;

Apăsați butonul de pe panoul de operare al mașinii după ce ați trecut firul prin sistemele de ghidare superioare și inferioare, firul va fi mutat pe rolă și apoi treptat în containerul special;

 Diametrul electrodului cu fir de cupru folosit pentru prelucrare este de Φ0.15～Φ0.30mm.

Rezervorul de lucru

 Tabla din oțel inoxidabil și ecranul de plexiglas al rezervorului dielectric sunt anticorozive;

Toate componentele din interiorul rezervorului sunt construite din materiale anticorozive, în acord cu cerințele mediului de prelucrare, ceea ce prelungește durata de viață a mașinii;

Nivelul de apă din interiorul rezervorului este determinat automat.

Rezervorul de apă

Mașina este dotată cu o pompă de mare presiune, o pompă de umplere rapidă, pompă de circulație, pompă deionizată și pompă de răcire;

Mediul de prelucrare：apă pură sau distilată;

Pompa cu voltaj ridicat este controlată de transductor, care asigură o presiune în cascadă de 12 bari când se execută operația de prelucrare brută și asigură un flux redus (1600～2500ml/min) la finisare. Mai mult, transductorul economisește energie și reduce zgomotul pompei;

Sistemul de răcire pentru Temperatura Constantă a unității dielectrice asigură o deformare minimă a mașinii și a piesei de lucru.

Sistemul software

 Windows;

 Sistem multi tasking în timp real ;

  Programare cod ISO ;

 Verificare geometrie traseu;

  Tăiere după contur;

  Afișare timp prelucrare;

 Este posibilă operația de mărire și oglindire;

 Setare offset;

  Compatibil cu unghiuri ascuțite;

 Schimbare sistem imperial/metric;

 Modificare parametri tehnologici în timp real ;

  Control numeric pe axele X/Y/U/V/Z;

Memorie oprire alimentare și restart automat de la ultimul punct de rupere;

Offset al erorii de pas pentru axele X/Y/U/V/Z;

Aliniere automată a firului;

Sistem de auto-programare (Twin CAD V3.2) .

Interfața de operare cu ecran este plăcut prietenoasă cu operatorul. Pentru o accesibilitate mai buna, consola comenzii numerice se poate înclina cu maxim 15º pentru a asigura o operare convenabilă, vezi figura 2.7. Sistemul integrat CAD/CAM permite operatorului să proiecteze programe NC automat prin tastarea desenului sau prin importul de fișiere în format DXT de pe un sistem CAD extern.

Figura 2.7. Rabatarea consolei comenzii numerice

Figura 2.8. Interfața de operare a comenzii numerice

Capitolul 3

Aplicații ale prelucrării prin electroeroziune cu fir

În ultimul timp s-au adus îmbunătățiri utilajelor/mașinilor de prelucrat prin electroeroziune, legate de dezvoltarea rapidă a mașinilor cu comandă numerică, ceea ce a condus la o creștere a preciziei și productivității. La ora actuală, aceste mașini sunt prevăzute cu electrozi din sârmă calibrată cu diametre mici (0.002 ÷ 0.3 mm) din cupru, wolfram sau molibden, cu lungime cât mai mare posibilă (7000 ÷ 12000 m), care se derulează continuu între două role de ghidare. Când firul de tăiat s-a derulat complet de pe rola superioară pe cea inferioară, rolele sunt inversate și procesul de tăiere se continuă. Dielectricul folosit este apa distilată, care se ionizează în zona de lucru, micșorând randamentul prelucrării, motiv pentru care aceste mașini sunt prevăzute cu instalații de deionizare a apei.

În figurile de mai jos se pot observa posibilitățile de prelucrare prin eroziune cu fir:

Fig.3.1. Posibilități de prelucrare prin eroziune electrică cu fir

Prelucrarea prin eroziune electrică cu fir are la bază aceleași fenomene care caracterizează prelucrarea cu electrod masiv. În acest caz, microdescărcările electrice au loc între electrodul-fir 1 și electrodul-piesă 2, în prezența dielectricului. În acest caz, dielectricul este apa deionizată (fig.3.2).

Fig.3.2. Prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod filiform

Electrodul-fir se derulează de pe rola 3 cu viteza vr, iar, după trecerea prin zona de lucru, se rulează pe rola 4. Firul este confecționat din cupru, molibden sau wolfram. Diametrul uzual este 0.2 mm, iar lungimea este 7000 ÷ 12000 m. Electrodul-fir este întins între rolele 3 și 4, acestea permițând derularea firului cu viteză aproximativ constantă în zona de lucru. Conturul prelucrat rezultă prin deplasarea relativă între electrodul-fir și piesă. Când firul s-a derulat complet de pe rola 3, cele două role sunt inversate și prelucrarea este reluată. Numărul de inversări depinde de gradul de uzură a firului.

Tot mai mulți ingineri, proiectanți de scule și mecanici utilizează prelucrarea prin electroeroziune cu fir deoarece multe din procesele de prelucrare a reperelor pot fi efectuate numai prin această metodă.

Multe piese trebuie să aibă colțuri interne foarte ascuțite, cum ar fi forme interne hexagonale sau rectangulare. Electroeroziunea cu fir lasă o rază internă foarte mică pentru un colț, de exemplu pentru un fir cu Ø 0,25 mm raza la colț este de 0,012 mm.

Fiabilitatea constantă a mașinilor de electroeroziune cu fir este unul din avantajele majore ale acestui proces. Deoarece programele sunt generate de computer si electrodul este alimentat constant din bobină (firul electrod este folosit o singura data), ultima piesă este identică cu prima. Uzura sculei de la mașinile convenționale nu există aici. În plus toleranțele foarte mici pot fi menținute fără costuri adiționale.

Prin electroeroziune cu fir se pot tăia materiale precum carburi, inconel, oțel pentru scule, aliaje de nichel, stelit, titan,aluminiu, în general orice material ce are conductivitate electrică. Prelucrarea acestor materiale  poate fi dificilă sau chiar imposibilă  în cazul utilizării utilajelor pentru prelucrări convenționale. 

Sistemul computerizat de alimentare cu energie oferă o tehnologie de prelucrare eficientă și stabilă pentru a oferi o viteză de prelucrare excelentă, o densitate a descărcărilor constantă și o finisare foarte bună.

Calitatea suprafeței rezultată în procesul standard de electroeroziune cu fir elimină adesea necesitatea operațiilor de finisare.

Pot fi prelucrate secțiuni foarte mici, deoarece firul electrod nu intră în contact cu materialul de prelucrat. Acest proces este un proces non contact, fără acționare mecanică asupra materialului prevenid astfel apariția tensiunilor interne și a deformărilor; acest fapt se obține și datorită menținerii unei temperaturi scăzute constante a piesei în timpul procesului de prelucrare, aceasta fiind imersată completă în dielectric , a cărui temperatură este permanent controlată de utilaj pentru asigurarea condițiilor optime de prelucrare. 

Materialele tăiate prin procesul de electroeroziune cu fir sunt complet lipsite de bavuri iar marginile sunt perfect drepte. Piese foarte subțiri pot fi grupate și prelucrate împreună fără apariția bavurilor.

O multitudine de repere pot fi produse în mod economic prin procedeul de electroeroziune cu fir cum ar fi: componente – aparate de măsură de precizie, caneluri, găuri pentru axe și mansoane, tuburi secționate, roți dințate, canale de pană interne, came, matrițe pentru extrudare, scule pentru perforare oțel și o mulțime de alte forme speciale.

Cu capacitatea de prelucrare pe 5 axe se pot prelucra piese cu secțiuni diferite în partea de sus și în partea de jos (vezi aplicația 7).

Printre principalele aplicații putem enumera :

fabricarea sculelor SDU, a matrițelor, ștanțelor ;

realizarea de găuri și micro- gauri, forme și profile ;

realizarea suprafețelor cu geometrie complexă ;

prelucrarea materialelor dure, extradure, sau de plasticitate ridicată ;

scoaterea sculelor rupte ;

în industria electotehnică se execută matrițe pentru ambutisare, ștanțare ;

durificarea suprafețelor ;

tăierea electroerozivă pentru materialele dure și ultradure.

Fig3.3. Piese realizate prin electroeroziune

Mașinile de erozimat cu electrod filiform pot lucra în orice material conducător, dintre care amintim următoarele:

Tabel 3.1. Materiale și aplicații

Capitolul 4

Studiu de caz. Proiectarea și realizarea siglei T.C.M.

În figura de mai jos găsim desenul de execuție pentru sigla T.C.M.

Figura 4.1. Desenul de execuție al siglei T.C.M.

În figura de mai jos este prezentată o vedere isometrică a reperului proiectat cu ajutorul softului CAD N.X. 7.5.

Figura 4.2. Vedere 3D a siglei T.C.M.

4.1. Proiectarea siglei T.C.M.

Proiectarea siglei T.C.M. s-a realizat cu ajutorul softului CAD-CAM NX 7.5.

În vederea proiectării siglei, am ales ca semifabricat materialul brut, la dimensiunile 180x85mm și grosime de 20mm.

Faza 1 de proiectare constă în stabilirea schiței – „Sketch” la dimensiunile alese și crearea solidului cu ajutorul funcției „Extrude”.

Figura 4.3. Realizarea solidului.

Faza 2 de proiectare constă în realizarea unei schițe cu cele trei litere. Scrierea s-a realizat cu ajutorul funcției „Text” care permite selectarea înălțimii scrisului, lungimea, tipul de scriere, și poziționarea lui pe solid sau pe o față a solidului.

Figura 4.4. Realizarea scrieri pe solid

Faza 3 a proiectării constă în decuparea literelor din placă. Funcția care permite decuparea din solid este tot funcția „Extrude”. În lista parametrilor de setare a extrudării selectăm la funcția „Boolean” modul „Subtract”, selectăm vectorul și adâncimea de decupare apoi la apăsarea butonului „Ok” avem piesa proiectată 3D.

Figura 4.5. Tăierea literelor din placă

4.2. Tehnologia de execuție

Tehnologia de execuție a siglei T.C.M. este următoarea :

Se execută operațiile de prelucrare convenționale de debitare, frezare, găurire, rectificare. În următoarea fază se face tratamentul termic, se rectifică piesa și se taie la fir.

Pentru prelucrarea piesei prin electroeroziune cu fir se iau în considerare următoarele aspecte:

Tipul materialului de prelucrat

Materialul folosit este K110(1.2379/X155CrVMo12.1) care se folosește în general la ștanțe și matrițe pentru decupat la rece.

Grosimea piesei

Grosimea materialului de prelucrat este de 20mm,

Tipul firului

Fir STARCUT Classic Brass 500 (SBS-A) ,material CuZn 35 ,rezistanta la rupereRm [N/mm²]~500, alungireaA100 [%] >15, conductivitatea 24-26[%IACS] ,diametre 0,20 – 0,25 –0,30 in acest caz grosimea de 0.25mm.

Tensiunea

Tensiunea de alimentare

Curentul maxim de descărcare

Tensiunea de amorsare a descărcării în spațiul dintre electrozi (valoare medie). .

Valoarea inductivității parazite din circuitul de descărcare în jur de .

Avansul de lucru

Avansul de lucru a fost stabilit în funcție de grosime și tensiune la 4 m/min.

Tipul dielectricului

DIEL MS 7000 – fluid dielectric indicat operațiilor de prelucrare prin electroeroziune. Este un ulei cu vâscozitate scăzută, rezistență bună la oxidare, punct de inflamabilitate mare, volatilitate scăzută, conținut scăzut de compuți aromatici si un punct de scurgere scăzut.

4.3. Factori tehnico-economici

În industria prelucrărilor din zilele noastre, pe lângă tehnologia care evoluează zi de zi, un factor foarte important este cel economic. Pentru a asigura viitorul unei intreprinderi, trebuie luate măsuri tehnologice și economice. Se încearcă eliminarea erorilor tehnice și a erorilor umane. Accentul se pune pe asigurarea celei mai bune tehnologii pentru a crește calitatea și productivitatea, eliminarea fazelor intermediare de prelucrare cât și diminuarea cheltuielilor de producție.

4.3.1. Avantaje și dezavantaje

Se constată faptul că tehnologiile de prelucrare neconvenționale au avut și au o dezoltare exponențială datorită reducerii timpilor și costurilor de fabricație a unui prototip și domeniilor în care aceste prototipuri iși găsesc aplicabilitatea. Modelele realizare prin aceste tehnologii pot fi utilizate în orice domeniu: de la aplicațiile industriale și arhitectura până la chirugia plastică și repararatorie.

Cerințele industriale actuale impun uneori folosirea unor materiale speciale sau metale dure, a căror prelucarare este dificilă utilizand metodele clasice de prelucrare prin așchiere.

Deși inițial tehnologiile neconvenționale au fost concepute și exeprimentate pentru a rezolva probeleme deosebite și uneori singulare din diferite sectoare economice, în prezent marea lor majoritate se utilizează cu succes în aproape toate ramurile industriale.

4.3.2. Timpul de fabricație

Timpul de fabricație este, poate, cel mai important criteriu după care am putea face departajarea tehnologiei clasice de tehnologia neconvențională. Dacă este să privim itinerariile tehnolgice ale acestor două tehnologii vom putea observa cu ușurință faptul că tehnologiile convenționale au un itinerar mult mai complex și format din numeroși pași, care asigură obținerea produsului finit. Tehnologiile neconvenționale în schimb au mai puțini pași care conduc la obținerea produsului finit.

În cazul tehnologiilor convenționale, timpul de fabricație a unui produs este foarte îndelungat necesitând prelucrarea pe mai multe mașini și deci transferul semifabricatului prin mai multe ateliere. Pentru produsul „sigla T.C.M.” prelucrarea fară ajutorul tehnologiilor neconvenționale este imposibilă. De asemenea, în cazul tehnologiilor convenționale este necesar un control metrologic riguros după fiecare fază a procesului, pentru a vedea dacă s-au respectat întocmai toleranțele prescrise de producător.

În cazul eroziunii, produsul se fabrică în aproximativ 3 ore necesitând un minim de efort și nefiind necesar un control metrologic.

4.3.3. Costuri

Din punctul de vedere al costurilor celor doua tehnologii, am putea spune că tehnologia necoonvențională are marele dezavantaj al costului ridicat, datorat materialelor necesare care se găsesc destul de greu pe piață și al faptului ca mașinile speciale necesare au un cost ridicat. Ar mai trebui menționat că manipularea acestor mașini și însușirea tehnologiilor de fabricație necesită o instruire specială pentru personalul de producție.

Tehnologia convențională în schimb presupune costuri în momentul realizarii piesei, fiind necesare o serie de mașini și scule așchietoare pentru materializarea ei. Și aici am putea invoca necesitatea unei instruiri a personalului care deservește mașina unealtă. Controlul metrologic riguros este un alt factor care duce la creșterea costurilor tehnologiilor convenționale.

Observăm că deși tehnologia neconvențională este poate mai scumpă decât cea clasică, faptul că are un timp scurt de fabricație și nu implică atat de mult personal de producție o avantajează pe aceasta.

4.3.4 Calitate (precizie dimensională și de formă, rugozitate)

Calitatea reprezintă criteriul primordial în fabricarea oricărui produs. Tehnologia neconvențională oferă proprietăți calitative mult mai bune decât tehnologia clasică. Precizia geometrică a pieselor fabricate cu ajutorul tehnologiilor neconvenționale prin electroeroziune este influențată de mașina unealtă și de parametrii setați la panoul de control. Rugozitatea unei piese este de aproximativ 3-5µm. Printr-o finisare manuală obișnuită, rugozitatea poate fi adusă la o valoare de aproximativ 1µm.

Tehnologia convențională nu oferă precizii dimensionale la fel de bune ca și tehnologia neconvențională, în majoritatea cazurilor fiind necesare prelucrări ulterioare de finisare și rectificare. De asemenea folosirea unor compuși necorespunzatori duce la obținerea unor suprafețe de o calitate extrem de scăzută.

Costul și aprovizonarea cu materiale, mașini și tehnologie fac ca tehnologiile neconvenționale să nu fie folosite la o scară atât de largă și fac ca aceste tehnologii să nu fie rentabile decât în cazul producției de serie mare pe o scară destul de largă.

Dacă la început, tehnologiile neconvenționale s-au folosit în producția de serie mică sau chiar singulară, în actualul context al reducerii costurilor și al timpilor de fabricație, al folosirii unor materiale ecologice și al folosirii inteligente a materialelor, acum tehnologiile neconvenționale și-au găsit o paletă tot mai mare de aplicabiliate chiar și în domenii în care dominau tehnologiile clasice.

4.4. Scrierea și simularea programului CNC

Programul pentru debitarea literelor „T”, „C”, și „M” a fost realizat și simulat cu ajutorul softului Esprit. Pentru realizarea programului a fost necesară importarea desenului de execuție 2D, după cum se observă în figura de mai jos.

Odată ce avem importat desenul de execuție a piesei, se stabilește punctul de origine. Alegerea traseului și tehnologiei de execuție se face cu ajutorul funcțiilor „Manual Chain” și „Auto Chain” din meniul „Create Features”. Cele două funcții ne permit alegerea punctului de pornire si direcția pe care vrem să o urmăm.

Următoarea fază este setarea parametrilor sculei, în cazul nostru, a firului. Care se face din meniul „Tools” de unde putem alege o sculă sau putem crea una comform aplicației.

Crearea operației se face cu ajutorul funcției „Contouring”, pe „Chain-urile” create anterior, funcție care ne permite setarea tehnologiei de conturare pe interior sau exterior, alegerea avansului de lucru, punctul de pornire și punctul de ieșire.

Figura 4.6. Realizarea operațiilor cu ajutorul softului Esprit

4.4.1. Scrierea literei „T”

%

(SCRIERE T)

N2 H1=160

N3 E1221 F3.6 H1 (TABLA 20mm)

N6 G92 X0.Y0.

N7 M80 M82 M84

N8 G90

N9G1X-3.595Y3.041F4.

N10Y41.503

N11X-11.476

N12G3X-18.687Y35.339I0.J-7.3

N13G1X-19.012Y33.278

N14X-20.354

N15X-19.837Y44.531

N16X19.461

N17X19.977Y33.278

N18X18.635

N19X18.31Y35.339

N20G3X11.099Y41.503I-7.211J-1.136

N21G1X3.218

N22Y3.041

N23G3X8.218Y-1.959I5.J-0.

N24G1X9.997

N25Y-3.301

N26X-10.374

N27Y-1.959

N28X-8.595

N29G3X-3.595Y3.01I-0.J5.

N33M30

%

Figura 4.7. Simularea debitării literei „T”

4.4.2. Scrierea literei „C”

%

(SCRIERE C)

N2 H1=160

N3 E1221 F3.6 H1 (TABLA 20mm)

N6 G92 X0.Y0.

N7 M80 M82 M84

N8 G90

N9G1X-2.165Y5.597F4.

N10G3X-1.853Y-16.12I26.543J-10.479

N11X6.737Y-26.056I21.062J9.528

N12X17.615Y-29.199I11.467J19.291

N13X27.909Y-27.58I1.711J22.661

N14X34.095Y-23.306I-7.512J17.487

N15G1X34.774Y-22.574

N16X35.43Y-21.82

N17X36.061Y-21.044

N18X36.667Y-20.247

N19X37.247Y-19.43

N20X37.8Y-18.596

N21X38.324Y-17.745

N22X38.82Y-16.879

N23X37.719Y-16.122

N24X37.211Y-16.831

N25X36.691Y-17.531

N26X36.158Y-18.221

N27X35.614Y-18.903

N28X34.982Y-19.662

N29X34.326Y-20.4

N30X33.646Y-21.117

N31X32.944Y-21.812

N32G2X28.597Y-24.776I-10.355J10.517

N33X16.024Y-25.266I-6.967J17.212

N34X5.904Y-15.9I4.575J15.093

N35X4.996Y4.497I34.614J11.76

N36X11.099Y15.05I17.969J-3.35

N37X27.037Y17.017I9.7J-13.038

N38X34.191Y10.346I-5.641J-13.221

N39X36.618Y4.387I-25.819J-13.988

N40G1X37.719

N41X36.618Y20.767

N42X35.31

N43X35.066Y19.928

N44G2X34.31Y18.484I-4.839J1.614

N45X33.53Y17.801I-2.191J1.715

N46X32.362Y17.498I-1.152J2.038

N47G1X32.024Y17.547

N48X31.69Y17.626

N49X31.364Y17.734

N50X31.05Y17.869

N51X30.469Y18.152

N52X29.883Y18.425

N53X29.291Y18.687

N54X28.695Y18.938

N55X28.094Y19.178

N56X27.489Y19.407

N57X26.88Y19.624

N58X26.267Y19.83

N59G3X19.699Y20.764I-6.243J-20.344

N60G1X19.069Y20.75

N61X18.439Y20.72

N62X17.808Y20.673

N63X17.177Y20.609

N64X16.547Y20.528

N65X15.919Y20.43

N66X15.293Y20.316

N67X14.671Y20.184

N68X14.052Y20.037

N69X13.438Y19.872

N70X12.828Y19.692

N71X12.224Y19.496

N72X11.627Y19.283

N73X11.036Y19.056

N74X10.453Y18.813

N75X9.878Y18.556

N76G3X-2.157Y5.616I10.102J-21.463

N80M30

%

Figura 4.8. Simularea debitării literei „C”

4.4.3. Scrierea literei „M”

%

(SCRIERE M)

N2 H1=160

N3 E1221 F3.6 H1 (TABLA 20mm)

N6 G92 X0.Y0.

N7 M80 M82 M84

N8 G90

N9G1Y5.F4.

N10X15.822Y39.208

N11X29.621

N12Y37.866

N13X28.609Y37.825

N14G3X23.81Y32.829I0.201J-4.996

N15G1Y-2.282

N16G3X28.81Y-7.282I5.J-0.

N17G1X29.621

N18Y-8.624

N19X12.863

N20Y-7.282

N21X13.576

N22G3X18.576Y-2.282I0.J5.

N23G1Y31.637

N24X0.097Y-8.624

N25X-0.097

N26X-18.576Y31.637

N27Y-2.282

N28G3X-13.576Y-7.282I5.J-0.

N29G1X-12.863

N30Y-8.624

N31X-29.621

N32Y-7.282

N33X-28.81

N34G3X-23.81Y-2.282I0.J5.

N35G1Y32.829

N36G3X-28.609Y37.825I-5.J-0.

N37G1X-29.621Y37.866

N38Y39.208

N39X-15.822

N40X-0.012Y5.026

N44M30

%

Figura 4.9. Simularea debitării literei „M”

În figura de mai jos observăm piesa realizată fizic prin electroeroziune cu electrod filiform. Piesa realizată mai jos reprezintă sigla programului de studiu, Tehnologia Construcțiilor de Mașini din cadrul facultății de Inginerie Managerială și Tehnologică.

Piesa a fost realizată ca și material didactic pentru studenții și masteranzii din cadrul facultății de Inginerie Managerială și Tehnologică a Universității din Oradea.

Se poate observa în figura de mai jos interstițiu dintre literele debitate și placa, interstițiu dat de grosimea firului, 0,25mm.

Figura 4.10. Piesa realizată prin eroziune cu fir

Concluzii

Eroziunea electrică sau electroeroziunea este o tehnologie de prelucrare neconvențională folosită în special pentru prelucrarea materialelor dure și foarte dure sau a celor care nu pot fi prelucrate prin metode convenționale.

O condiție esențială a materialelor prelucrate prin această metodă este aceea de a avea conductibilitate electrică. Prin această metodă se pot executa microprelucrări de tăiere sau copiere a contururilor profilate la suprafață sau în interiorul materialelor metalice cu durități mari și chiar a materialelor bogat aliate sau a celor exotice, dintre care se menționează: titan, carburi metalice, aliajelor pe bază de nichel etc.

La ora actuală datorită apariției mașinilor unelte de prelucrat cu fir de mare precizie și apariția unor tipuri de fir din alamă, wolfram cu grosimi mai mici de o zecime(0,1mm) se poate utiliza ca și poanson deșeul tăiat dacă jocul de tăiere o permite și în general în cazul prelucrării cu firul înclinat până la 5 grade și datorită faptului că, prin intermediul firului se pot tăia gosimi de până la 400 de mm în materiale tratate termic.

În cazul electrodului masiv avantajul e că se pot prelucra atât găuri profile străpunse cât și formele înfundate, utilizarea unor programe (catia, pro-e, powermill,etc.) și mașini specializate permit obținerea electrozilor cu o precizie de microni și complexitate mare.

Apariția sculelor așchietoare cu depunere chimică și fizică a permis prelucrarea plăcilor active ale matrițelor și ștanțelor direct tratate termic până la 65HRC.

În această situație se pot prelucra prin procedee clasice eboșările plăcilor active urmând ca finisarea să se realizeze cu electrozi masivi (prelucrate convențional sau la eroziune fir) obținându-se o calitate a suprafeței cu o rugozitate mai mică de 0.4 microni și precizie de dimensionare de ordinul sutimilor.

În general la realizarea pieselor de precizie mare se utilizează 2-3 electrozi pentru același poanson, avantajul este că cele de finisat se pot refolosi pentru degroșare în urma deteriorării acestuia în urma erozimării. Din punct de vedere economic este un mare caștig deoarece în matrițerie electrozii costă aproximativ 60% din prețul unei matrițe de injectat și aproximativ 20% la cele de tablă.

Bibliografie

Ajder V., Guzun, M., Javgureanu, V., Poștaru, Gh. Metode electrochimice pentru recondiționarea și durificarea suprafețelor active ale pistoanelor motoarelor cu ardere internă (MAI). În volumul „Tehnomus IX”, III, Suceava: Universitatea „Ștefan cel Mare”, 30-31 mai 1997;

Baciu M. Contribuții asupra modificărilor structurale și de proprietăți ale oțelurilor tratate termic și termochimic în plasmă electrolitică. Rezumatul tezei de doctorat. Iași: Universitatea Tehnică, 1999;

Băilă N. Tendințe actuale ale cercetării tehnologice din construcția de mașini. În Construcția de mașini, vol. 48, nr. 4-5, 1996;

Bardac D., Sindilă Gh., Anculete A. et al. Studii și cercetări experimentale privind durificarea prin electroscântei a carburilor metalice sinterizate, utilizate în construcția elementelor active ale ștanțelor și matrițelor. În vol. „Tehnologii moderne în construcția de mașini. TMCM’96”, III, Secțiunea a III-a, Tehnologii Neconvenționale, Iași: Universitatea Tehnică „Gh. Asachi”, 24-25 mai 1996;

Belous V. Inventica. Iași: Editura „Gh. Asachi”, 1992;

Berlea T. Contribuții privind prelucrarea electrochimică a oțelului de rulmenți. Teză de doctorat. Iași: Institutul Politehnic, 1985;

Botiș Mihaela. Cercetări privind influența meidului de lucru asupra rpoceselor tehnologice la prelucrările dimensionale prin eroziune bazate pe dizolvarea anodică. Rezumatul tezei de doctorat. Sibiu: Universitatea „Lucian Blaga”, 1998;

Crișan R., Steiner, V. Optimizarea cuplului concentrator – sculă în prelucrarea metalelor cu ultrasunete. În Construcția de mașini, România, vol. 36, nr. 9, 1984, p. 521-524;

Cuculeanu, Georgeta. Contribuții la studiul tehnologiilor de prelucrare electrochimică a materialelor metalice. Rezumatul tezei de doctorat. București: Institutul Politehnic, 1980;

Damian D. Cercetări privind condițiile de transfer maxim de energie către sarcină, la generatoarele de ultrasunete de uz industrial (Rezumatul tezei de doctora). Timișoara: Institutul Politehnic „Traian Vuia”, 1982;

Dumitraș D.C. Laseri cu gaz. București: Editura Academiei R.S.R., 1982;

Duțu D.C.A. Laserul. Lumina de mâine. București: Editura Albatros, 1981;

Falniță E. Debavurarea electrochimică. Timișoara: Editura Mirton, 1994;

Falniță E. Honuirea electrochimică. Timișoara: Editura Mirton, 1994;

Falniță E. Studiul prelucrării prin eroziune electrochimică cu depasivare abrazivă a suprafețelor de revoluție din aliaje extradure. Rezumatul tezei de doctorat. Timișoara: Institutul Politehnic „Traian Vuia”, 1979;

Gălușcă D.G., Dima, A., Comăneci, R. Nitrurarea ionică. Iași: Edituraq Sedcom Libris, 1997;

Gavrilaș I., Marinescu, N.I. Prelucrarea prin electroeroziune și electrochimic – abrazivă. Vol. 1 și 2. București: Editura Tehnică, 1980;

Gavrilaș I., Marinescu, N.I. Prelucrări neconvenționale în construcția de mașini. Vol. 1. București: Editura Tehnică, 1991;

Gavrilaș, I., Marinescu, N.I. Tehnologii neconvenționale. Îndrumar de laborator. București: Institutul Politehnic, 1983;

Gavrilaș I., Stan, N., Gârleanu, I. Prelucrări electrice în construcția de mașini. București: Editura Tehnică, 1968;

Gutt Sonia. Cercetări privind prelucrarea electrochimică a metalelor în vederea reducerii consumului de energie electrică și a pierderilor de metal. Rezumatul tezei de doctorat. Iași: Institutul Politehnic „Gh. Asachi”, 1988;

Hațegan P. Întărirea sculelor așchietoare prin scântei electrice. București: I.D.T., 1958;

Ivan M. Sisteme și tehnologii de prelucrare prin eroziune electrochimică. ECM. Brașov: Universitatea, 1995;

Kies H. Noi tehnologii și utilaje prezentate la expoziția Olimpia 1972 din Londra. În Prelucrarea metalelor prin tehnologii neconvenționale, România, nr. 4, 1973, p. 40-44;

Marinescu N.I., Gavrilaș I., Vișan V., Marinescu, R.D. Prelucrări neconvenționale în construcția de mașini. Vol. II. București: Editura Tehnică, 1993;

Marinescu N.I., Marinescu N.D., Popa L., Pleșca M., Andrei N. Aspecte privind filetarea interioară prin electroeroziune În Construcția de mașini, România, vol. 50, nr. 1-2, 1998, p. 44-45;

Marinescu N.I., Nanu D. Tehnologii neconvenționale. Teze de doctorat. București: Scripta, 1998;

Miloș L. Tăierea termică. Timișoara: Sedona, 1996;

Nagîț Gh. Tehnologii neconvenționale. Iași: Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iași, 1998;

Nanu A., Lăncrăngean, Z. Dependența caracteristicilor tehnologice de structura circuitului electric în cazul prelucrării prin eroziune complexă. În vol. „Tehnologiile neconvenționale – mijloc de ridicare a eficienței tehnico-economice în construcția de mașini. Simpozion”. Timișoara, 30-31 mai 1996, p. 117-121;

Nanu A., Nanu, D. Prelucrarea dimensională prin eroziune electrică în câmp magnetic. Timișoara: Editura Facla, 1981;

Nichici Al. Sisteme de pelucrare cu fascicul laser – stadiu actual și peerspective. În vol. „ A II-a Conferință Națională de echipamente și tehnologii noi în industria constructoare de mașini”. Craiova , 21-23 mai 1987, vol. I, p. 423-430;

Oprean C. Contribuții privind optimizarea parametrilor fizici și tehnologici la prelucrările neconvenționale. Prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod filiform. Rezumatul tezei de doctorat. Bucureșți: Institutul Politehnic, 1985;

Oprișor M.S. Tehnologii electrice speciale. Iași: Institutul Politehnic, 1981;

Popa Gh., Gheorghiu, M. Aplicații tehnologice ale plasmei. Iași: Editura Universității „Al. I. Cuza”, 1998;

Popa L., Marinescu, N.I., Marinescu, N.D., Pleșca, M., Andrei, N. Contribuții privind studiul temperaturii la strunjirea asistată cu jet de plasmă – PMP. În Construcția de mașini, România, vol. 50, nr. 1-2, 1998, p. 46-47

Pruteanu O., Braha V., Slătineanu L. et al. Unele considerații privind durificarea suprafețelor metalice prin scântei electrice. În volumul „Tehnologiile neconvenționale – mijloc de ridicare a eficienței tehnico-eco-nomice în construcția de mașini”. Baza de cercetări științifice a Academiei R.S.R., Timișoara, 30-31 mai 1986;

Rață V. Contribuții privind prelucrarea electrochimică a suprafețelor complexe de revoluție. București: Universitatea „Politehnica”, 1993;

Slătineanu L. Tehnologii neconvenționale. Iași: Institutul Politehnic, 1993;

Slătineanu L. Tehnologii neconvenționale în construcția de mașini. Iași: 2000

Buidos T. Echipamente și tehnologii pentru preelucrări neconvenționale, Universitatea din Oradea 2006

Gh Carțiș, ”Tratamente termochimice”, Timișoara, Editura Facla, 1988

Bibliografie

Ajder V., Guzun, M., Javgureanu, V., Poștaru, Gh. Metode electrochimice pentru recondiționarea și durificarea suprafețelor active ale pistoanelor motoarelor cu ardere internă (MAI). În volumul „Tehnomus IX”, III, Suceava: Universitatea „Ștefan cel Mare”, 30-31 mai 1997;

Baciu M. Contribuții asupra modificărilor structurale și de proprietăți ale oțelurilor tratate termic și termochimic în plasmă electrolitică. Rezumatul tezei de doctorat. Iași: Universitatea Tehnică, 1999;

Băilă N. Tendințe actuale ale cercetării tehnologice din construcția de mașini. În Construcția de mașini, vol. 48, nr. 4-5, 1996;

Bardac D., Sindilă Gh., Anculete A. et al. Studii și cercetări experimentale privind durificarea prin electroscântei a carburilor metalice sinterizate, utilizate în construcția elementelor active ale ștanțelor și matrițelor. În vol. „Tehnologii moderne în construcția de mașini. TMCM’96”, III, Secțiunea a III-a, Tehnologii Neconvenționale, Iași: Universitatea Tehnică „Gh. Asachi”, 24-25 mai 1996;

Belous V. Inventica. Iași: Editura „Gh. Asachi”, 1992;

Berlea T. Contribuții privind prelucrarea electrochimică a oțelului de rulmenți. Teză de doctorat. Iași: Institutul Politehnic, 1985;

Botiș Mihaela. Cercetări privind influența meidului de lucru asupra rpoceselor tehnologice la prelucrările dimensionale prin eroziune bazate pe dizolvarea anodică. Rezumatul tezei de doctorat. Sibiu: Universitatea „Lucian Blaga”, 1998;

Crișan R., Steiner, V. Optimizarea cuplului concentrator – sculă în prelucrarea metalelor cu ultrasunete. În Construcția de mașini, România, vol. 36, nr. 9, 1984, p. 521-524;

Cuculeanu, Georgeta. Contribuții la studiul tehnologiilor de prelucrare electrochimică a materialelor metalice. Rezumatul tezei de doctorat. București: Institutul Politehnic, 1980;

Damian D. Cercetări privind condițiile de transfer maxim de energie către sarcină, la generatoarele de ultrasunete de uz industrial (Rezumatul tezei de doctora). Timișoara: Institutul Politehnic „Traian Vuia”, 1982;

Dumitraș D.C. Laseri cu gaz. București: Editura Academiei R.S.R., 1982;

Duțu D.C.A. Laserul. Lumina de mâine. București: Editura Albatros, 1981;

Falniță E. Debavurarea electrochimică. Timișoara: Editura Mirton, 1994;

Falniță E. Honuirea electrochimică. Timișoara: Editura Mirton, 1994;

Falniță E. Studiul prelucrării prin eroziune electrochimică cu depasivare abrazivă a suprafețelor de revoluție din aliaje extradure. Rezumatul tezei de doctorat. Timișoara: Institutul Politehnic „Traian Vuia”, 1979;

Gălușcă D.G., Dima, A., Comăneci, R. Nitrurarea ionică. Iași: Edituraq Sedcom Libris, 1997;

Gavrilaș I., Marinescu, N.I. Prelucrarea prin electroeroziune și electrochimic – abrazivă. Vol. 1 și 2. București: Editura Tehnică, 1980;

Gavrilaș I., Marinescu, N.I. Prelucrări neconvenționale în construcția de mașini. Vol. 1. București: Editura Tehnică, 1991;

Gavrilaș, I., Marinescu, N.I. Tehnologii neconvenționale. Îndrumar de laborator. București: Institutul Politehnic, 1983;

Gavrilaș I., Stan, N., Gârleanu, I. Prelucrări electrice în construcția de mașini. București: Editura Tehnică, 1968;

Gutt Sonia. Cercetări privind prelucrarea electrochimică a metalelor în vederea reducerii consumului de energie electrică și a pierderilor de metal. Rezumatul tezei de doctorat. Iași: Institutul Politehnic „Gh. Asachi”, 1988;

Hațegan P. Întărirea sculelor așchietoare prin scântei electrice. București: I.D.T., 1958;

Ivan M. Sisteme și tehnologii de prelucrare prin eroziune electrochimică. ECM. Brașov: Universitatea, 1995;

Kies H. Noi tehnologii și utilaje prezentate la expoziția Olimpia 1972 din Londra. În Prelucrarea metalelor prin tehnologii neconvenționale, România, nr. 4, 1973, p. 40-44;

Marinescu N.I., Gavrilaș I., Vișan V., Marinescu, R.D. Prelucrări neconvenționale în construcția de mașini. Vol. II. București: Editura Tehnică, 1993;

Marinescu N.I., Marinescu N.D., Popa L., Pleșca M., Andrei N. Aspecte privind filetarea interioară prin electroeroziune În Construcția de mașini, România, vol. 50, nr. 1-2, 1998, p. 44-45;

Marinescu N.I., Nanu D. Tehnologii neconvenționale. Teze de doctorat. București: Scripta, 1998;

Miloș L. Tăierea termică. Timișoara: Sedona, 1996;

Nagîț Gh. Tehnologii neconvenționale. Iași: Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iași, 1998;

Nanu A., Lăncrăngean, Z. Dependența caracteristicilor tehnologice de structura circuitului electric în cazul prelucrării prin eroziune complexă. În vol. „Tehnologiile neconvenționale – mijloc de ridicare a eficienței tehnico-economice în construcția de mașini. Simpozion”. Timișoara, 30-31 mai 1996, p. 117-121;

Nanu A., Nanu, D. Prelucrarea dimensională prin eroziune electrică în câmp magnetic. Timișoara: Editura Facla, 1981;

Nichici Al. Sisteme de pelucrare cu fascicul laser – stadiu actual și peerspective. În vol. „ A II-a Conferință Națională de echipamente și tehnologii noi în industria constructoare de mașini”. Craiova , 21-23 mai 1987, vol. I, p. 423-430;

Oprean C. Contribuții privind optimizarea parametrilor fizici și tehnologici la prelucrările neconvenționale. Prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod filiform. Rezumatul tezei de doctorat. Bucureșți: Institutul Politehnic, 1985;

Oprișor M.S. Tehnologii electrice speciale. Iași: Institutul Politehnic, 1981;

Popa Gh., Gheorghiu, M. Aplicații tehnologice ale plasmei. Iași: Editura Universității „Al. I. Cuza”, 1998;

Popa L., Marinescu, N.I., Marinescu, N.D., Pleșca, M., Andrei, N. Contribuții privind studiul temperaturii la strunjirea asistată cu jet de plasmă – PMP. În Construcția de mașini, România, vol. 50, nr. 1-2, 1998, p. 46-47

Pruteanu O., Braha V., Slătineanu L. et al. Unele considerații privind durificarea suprafețelor metalice prin scântei electrice. În volumul „Tehnologiile neconvenționale – mijloc de ridicare a eficienței tehnico-eco-nomice în construcția de mașini”. Baza de cercetări științifice a Academiei R.S.R., Timișoara, 30-31 mai 1986;

Rață V. Contribuții privind prelucrarea electrochimică a suprafețelor complexe de revoluție. București: Universitatea „Politehnica”, 1993;

Slătineanu L. Tehnologii neconvenționale. Iași: Institutul Politehnic, 1993;

Slătineanu L. Tehnologii neconvenționale în construcția de mașini. Iași: 2000

Buidos T. Echipamente și tehnologii pentru preelucrări neconvenționale, Universitatea din Oradea 2006

Gh Carțiș, ”Tratamente termochimice”, Timișoara, Editura Facla, 1988