Aufgrund seiner Vorteile – schnelle Entladung, geringes Gewicht, gute thermische Stabilität sowie die Möglichkeit zur Herstellung komplexer Geometrien – setzen immer mehr Formenbaukunden auf Graphit als bevorzugtes Elektrodenmaterial. Gleichzeitig erfordert die Bearbeitung von Graphit aufgrund der besonderen Werkstoffeigenschaften und des abweichenden Zerspanungsprinzips im Vergleich zu Metallen nicht nur höhere Anforderungen an die Werkzeuge, sondern auch grundlegend andere Bearbeitungsstrategien als bei herkömmlichen Kupferelektroden. Die effiziente Bearbeitung von Graphitelektroden stellt daher eine erhebliche Herausforderung für die Kunden dar. Nanjing Jianchuan Shi verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Graphitbearbeitung und ist bereit, gemeinsam mit den Kunden die Bearbeitungseffizienz ihrer Graphitelektroden zu steigern, um die Vorteile von Graphitelektroden optimal in Formen und Produkte einzubringen.

Graphitmaterial

  Graphit ist ein häufig vorkommendes Mineralmaterial und findet sich beispielsweise in Bleistiften. Pulverförmiger Graphit weist einen chemischen Reinheitsgrad von 99,97 % an Kohlenstoff auf; er zeichnet sich durch hohe Härte (nahe an Wolframkarbid) aus, sein Pulver ist ungiftig, und selbst feinste Stäube können weder spontan entzünden noch zu Staubexplosionen führen. Darüber hinaus verfügt Graphit über eine hohe elektrische Leitfähigkeit und thermische Stabilität, sein spezifisches Gewicht ist viermal geringer als das von Kupfer (daher leicht), er ist säurebeständig und nicht magnetisch – Eigenschaften, die ihn ebenfalls als Elektrodenmaterial geeignet machen. Weltweit gibt es sieben Graphitproduzenten; jeder von ihnen bietet sechs verschiedene Qualitätsklassen an, sodass insgesamt rund 50 verschiedene Sorten verfügbar sind. Die unterschiedliche Partikelgröße des Graphits bestimmt die jeweiligen Eigenschaften der einzelnen Graphitmarken.

Prinzip der Graphitbearbeitung

Im Gegensatz zum Metallzerspanungsprozess, bei dem das Material plastische Verformung erfährt, beruht der Bearbeitungsprozess von Graphit darauf, dass durch den Schlag des Werkzeugs Risse im Graphitmaterial entstehen, sich ausbreiten und schließlich abbrechen. Die beim Graphitbearbeitungsprozess auftretenden Schnittkräfte betragen etwa 10 % derjenigen, die beim Zerspanen von zähplastischen Metallen wie Aluminium und Kupfer anfallen; zudem stellt aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit die Schnitttemperatur bei der Graphitbearbeitung kein Problem dar.

Bearbeitungsstrategie

Die Bearbeitungsstrategie beim Fräsen von Graphit ist von entscheidender Bedeutung. Selbst bei Verwendung derselben Diamantbeschichtungswerkzeuges und unter denselben Schnittparametern kann die Werkzeuglebensdauer je nach gewählter Programmierstrategie um ein Vielfaches variieren. Gleichzeitig ermöglicht eine korrekte Bearbeitungsstrategie, Probleme wie das Abplatzen der Ecken von Graphitelektroden wirksam zu vermeiden und die Oberflächenqualität der Elektroden zu verbessern. Das Fräsen von Graphitelektroden steht zudem in engem Zusammenhang mit dem Funkenerosionsbearbeitungsverfahren; daher müssen Ingenieure nicht nur über fundiertes Wissen im Fräsbereich verfügen, sondern auch über grundlegende Kenntnisse der Funkenerosion.

Graphitfräser (Diamantbeschichtete Werkzeuge)

Es ist allgemein bekannt, dass Diamantbeschichtete Fräser aufgrund der hohen Härte von Graphitmaterial die beste Wahl für die Bearbeitung von Graphit sind. Gleichzeitig stellt die Beschichtung selbst hohe Anforderungen an das Hartmetallsubstrat. Die Diamantbeschichtung ist eine CVD-Chemiebeschichtung und zählt zu den anspruchsvollsten Beschichtungsverfahren; dabei haben die kristalline Struktur und das Verhältnis der Kohlenstoffelemente in der Beschichtung einen erheblichen Einfluss auf die Leistungseigenschaften.

Anwendungsbeispiele / Demo-Teile

1. Flächenfräsbearbeitung

Bearbeitungsparameter:

VC=565 m/min

fz=0,08

n=30000 U/min

vf=4800

ap=0,35 mm

ae=3mm

2. Nutfräsbearbeitung, Profilbearbeitung

VC=565 m/min

fz=0,055

n=30000 U/min

vf=3300

ap=2,7 mm

ae=6mm

Arrowstone ist gerne bereit, unseren Kunden bei der Entwicklung oder Optimierung von Bearbeitungsstrategien für Graphitelektroden in Formen zu helfen. Bei Fragen stehen wir Ihnen selbstverständlich zur Verfügung.