Eletrodos de grafite de ultra-alta potência, ao substituírem eletrodos de cobre na fabricação de moldes, reduzem significativamente o ciclo de produção, aumentam a produtividade e diminuem os custos de fabricação. Nos últimos anos, com a introdução de moldes de precisão e de alta eficiência (com ciclos de produção cada vez mais curtos), as exigências para a produção de moldes têm aumentado consideravelmente. Devido às diversas limitações dos eletrodos de cobre, estes têm se mostrado cada vez mais insuficientes para atender às demandas de desenvolvimento da indústria de moldes. A grafite, como material para eletrodos de eletroerosão (EDM), tem sido amplamente utilizada na indústria de moldes devido às suas vantagens, como alta usinabilidade, leveza, rápida conformação, baixíssima taxa de expansão, baixa perda de material e facilidade de dressagem. É inevitável que ela substitua os eletrodos de cobre.
1. Características dos materiais de eletrodo de grafite
A usinagem CNC apresenta alta velocidade de processamento, excelente usinabilidade e facilidade de acabamento. A velocidade de processamento em máquinas de grafite é de 3 a 5 vezes maior que a de eletrodos de cobre, sendo a precisão de processamento particularmente notável. Além disso, sua resistência é muito alta. Para eletrodos ultrafinos (50 a 90 mm) e ultragrandes (0,2 a 0,5 mm), a deformação durante o processamento é mínima. Ademais, em muitos casos, os produtos precisam apresentar um excelente acabamento texturizado. Isso exige que, na fabricação dos eletrodos, sejam produzidos o mais integralmente possível. No entanto, a produção de eletrodos integrais apresenta diversos problemas de acabamento em cantos. Devido à facilidade de acabamento da grafite, esse problema pode ser facilmente resolvido, reduzindo significativamente o número de eletrodos necessários, algo que não é possível com eletrodos de cobre.
2. Formação rápida por eletroerosão, baixa expansão térmica e baixas perdas: Devido à melhor condutividade elétrica do grafite em comparação com o cobre, sua taxa de descarga é de 3 a 5 vezes maior. Além disso, ele suporta uma corrente relativamente alta durante a descarga, o que é vantajoso para usinagem por eletroerosão de desbaste. Ao mesmo tempo, para o mesmo volume, o peso do grafite é 1/5 do peso do cobre, o que reduz significativamente a carga na eletroerosão. Isso apresenta grandes vantagens na fabricação de eletrodos grandes e eletrodos macho integrais. A temperatura de sublimação do grafite é de 4200 °C, de 3 a 4 vezes maior que a do cobre (a temperatura de sublimação do cobre é de 1100 °C). Em altas temperaturas, ocorre a mudança de
Eletrodo de grafite de ultra-alta potência
É extremamente pequeno em tamanho (1/3 a 1/5 do cobre sob as mesmas condições elétricas) e não amolece. A energia da descarga pode ser transferida para a peça de trabalho de forma eficiente e com baixo consumo. Como a resistência do grafite aumenta em altas temperaturas, ele pode reduzir efetivamente a perda por descarga (a perda do grafite é 1/4 da do cobre), garantindo a qualidade do processamento.
3. Leveza e baixo custo: No custo de produção de um conjunto de moldes, o tempo de usinagem CNC, o tempo de eletroerosão (EDM) e o desgaste dos eletrodos representam a maior parte do custo total, e todos esses fatores são determinados pelo próprio material do eletrodo. Comparado ao cobre, o grafite apresenta velocidades de usinagem e eletroerosão de 3 a 5 vezes maiores. Além disso, a característica de desgaste mínimo e a produção de eletrodos de grafite integral permitem reduzir o número de eletrodos, diminuindo o consumo de material e o tempo de usinagem. Tudo isso contribui para uma redução significativa no custo de produção dos moldes.
2. Requisitos e características do processamento mecânico e elétrico de eletrodos de grafite
1. Produção de eletrodos: A produção profissional de eletrodos de grafite utiliza principalmente máquinas-ferramenta de alta velocidade para o processamento. Essas máquinas-ferramenta devem apresentar boa estabilidade, com movimentos uniformes e estáveis nos três eixos, sem vibração. Além disso, a precisão rotacional de componentes como o eixo principal também deve ser a melhor possível. O eletrodo também pode ser processado em máquinas-ferramenta convencionais, mas o processo de criação do percurso da ferramenta difere daquele utilizado para eletrodos de cobre.
2. Os eletrodos de grafite para eletroerosão (EDM) são eletrodos de carbono. Devido à sua boa condutividade elétrica, a grafite permite economizar muito tempo no processo de eletroerosão, sendo esse um dos motivos pelos quais é utilizada como eletrodo.
3. Características de Processamento de Eletrodos de Grafite: O grafite industrial é duro e quebradiço, causando desgaste relativamente severo nas ferramentas durante a usinagem CNC. Geralmente, recomenda-se o uso de ferramentas revestidas com liga dura ou diamante. No desbaste do grafite, a ferramenta pode ser colocada e retirada diretamente da peça. No entanto, durante o acabamento, para evitar lascas e trincas, costuma-se adotar uma ferramenta leve e um método de deslocamento rápido.
De modo geral, o grafite raramente quebra quando a profundidade de corte é inferior a 0,2 mm, e também é possível obter uma melhor qualidade superficial na parede lateral. A poeira gerada durante a usinagem CNC de eletrodos de grafite é relativamente grande e pode invadir as guias, os fusos e os eixos da máquina-ferramenta, etc. Isso exige que a máquina-ferramenta para processamento de grafite possua dispositivos adequados para lidar com a poeira de grafite, e o desempenho de vedação da máquina também deve ser bom, pois o grafite é tóxico. O pó de grafite é uma substância altamente sensível a reações químicas. Sua resistividade muda em diferentes ambientes, o que significa que seu valor de resistência varia. No entanto, há algo que permanece constante: o pó de grafite é um dos excelentes materiais condutores não metálicos. Contanto que o pó de grafite seja mantido em um objeto isolante sem interrupções, como um fio fino, ele ainda estará eletrizado. Mas qual é o valor da resistência? Também não há um valor definido para esse parâmetro, porque a finura do pó de grafite varia, e o valor da resistência do pó de grafite usado em diferentes materiais e ambientes também será diferente.
Você talvez não saiba que o pó de grafite de alta pureza também tem aplicações condutoras:
De modo geral, a borracha é isolante. Se for necessária condutividade elétrica, é preciso adicionar substâncias condutoras. O pó de grafite possui excelente condutividade elétrica e propriedades lubrificantes e de desmoldagem. O grafite é processado em pó, que possui excelentes propriedades lubrificantes e condutoras. Quanto maior a pureza do pó de grafite, melhor seu desempenho condutor. Muitas fábricas de produtos de borracha especiais necessitam de borracha condutora. Então, o pó de grafite pode ser adicionado à borracha para conduzir eletricidade? A resposta é sim, mas surge outra questão: qual a proporção de pó de grafite na borracha? Algumas empresas utilizam uma proporção de no máximo 30%, aplicada em produtos de borracha resistentes ao desgaste, como pneus de automóveis, etc. Há também fábricas de borracha especiais que utilizam uma proporção de 100%. Somente esses produtos conduzem eletricidade. O princípio básico da condutividade é que o condutor não pode ser interrompido, assim como um fio. Se houver uma interrupção no meio, ele não será eletrificado. O pó de grafite condutor na borracha condutora é o condutor. Se o pó de grafite for bloqueado pela borracha isolante, ele deixará de conduzir eletricidade. Portanto, se a proporção de pó de grafite for muito baixa, o efeito condutor provavelmente será deficiente.
O pó de grafite é uma substância altamente sensível a reações químicas. Sua resistividade varia em diferentes ambientes, ou seja, seu valor de resistência também varia. No entanto, há algo que permanece constante: o pó de grafite de alta pureza é um dos excelentes materiais condutores não metálicos. Enquanto o pó de grafite for mantido em um objeto isolante sem interrupções, como um fio fino, ele permanecerá eletrizado. Mas qual é o valor da resistência? Também não há um valor definido para esse parâmetro, pois a granulometria do pó de grafite varia, e o valor da resistência do pó de grafite utilizado em diferentes materiais e ambientes também será diferente.
Data da publicação: 09/05/2025