Obróbka elektrochemiczna – stan badań i kierunki rozwoju

• Autorzy: Ruszaj A.

Identyfikatory

DOI

doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.188

Warianty tytułu

EN

Electrochemical machining – state of the art and direction of development

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obróbkę elektrochemiczną (ECM) można zastosować do wydajnego wytwarzania elementów ze specjalnych materiałów przewodzących prąd elektryczny, które są trudne lub niemożliwe do kształtowania metodami konwencjonalnymi. W obróbce elektrochemicznej obrabiany przedmiot jest anodą, a materiał jest usuwany – atom po atomie – w wyniku reakcji elektrochemicznych bez użycia sił mechanicznych. Taki sposób usuwania materiału pozwala na uzyskanie warstwy wierzchniej o niskiej chropowatości. Bardzo ważną zaletą obróbki elektrochemicznej jest brak zużycia narzędzia (elektrody roboczej – katody), ponieważ reakcją ekwiwalentną do usuwania materiału z przedmiotu obrabianego jest wydzielanie się wodoru na powierzchni katody, który usuwany jest przez elektrolit przepływający przez obszar obróbki. Z uwagi na te zalety obróbka elektrochemiczna jest stosunkowo szeroko stosowana w przemyśle kosmicznym, lotniczym, samochodowym oraz elektromechanicznym. Prowadzone są prace badawcze stymulujące rozwój ECM.

EN

Electrochemical machining process (ECM) can be applied for efficient shaping advanced materials conducting electrical current, which are difficult or impossible for machining using conventional methods. In electrochemical machining, the workpiece is an anode and material is removed as a result of electrochemical reactions “atom by atom” without mechanical forces. This mechanism of material removal make it possible to obtain high quality of machined surface layer with uniform properties. The very important advantage of ECM process is also the fact that there is not a tool wear (working electrode – cathode), because the equivalent reaction to anodic dissolution is hydrogen generation on cathode surface and hydrogen can be easily removed from, the inter-electrode gap by electrolyte flow. Because of this advantages, the ECM process is widely applied in space, aircraft, car and electromechanical industry and research stimulating ECM development are carried out.

Słowa kluczowe

PL

ECM; ECM impulsowa; ECM-CNC; mikroECM; wycinanie drutowe ECM; obróbka elektrochemiczna

EN

ECM; pulse ECM; ECM-CNC; micro ECM; wire ECM; electrochemical machining

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 90, nr 12
• Strony: 1102--1109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Ruszaj A.

• Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Wydział Mechaniczny Politechniki Krakowskiej
• Instytut Techniczny Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu

Bibliografia

• 1. Davydov A.D., Kozak J. „Vysokoskorostnoe elektrochimiczeskoje formoobrazovanie ”. Moskwa: Izd. Nauka, 1990.
• 2. Dąbrowski L. „Podstawy komputerowej symulacji kształtowania elektrochemicznego”. Prace Naukowe PW. Mechanika. 154 (1992).
• 3. Hardisty H., Milleham A.R., Shirvarni H. “A finite element simulation of the electrochemical machining process”. CIRP Annals. 42, 1 (1993): s. 201–204.
• 4. Kozak J. “Mathematical models for computer simulation of electrochemical machining processes”. Journal of Materials Processing Technology. 76, 1–3 (1998): s. 170–175.
• 5. Ruszaj A. „Niekonwencjonalne metody wytwarzania elementów maszyn i narzędzi” (“Unconventional methodes of machine parts and tools manufacturing”). Kraków, 1999, s. 350.
• 6. Ruszaj A., Zybura M., Żurek R., Skrabalak G. “Some aspects of the electrochemical machining process supported by electrode ultrasonic vibration optimization”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 217 (2003): s. 1365–1371.
• 7. Ruszaj A., Czekaj J., Miller T., Skoczypiec S. “Electrochemical finishing surfaces after rough milling”. International Journal for Manufacturing Science and Technology. 7, 2 (2005): s. 21.
• 8. Kozak J., Chuchro M., Ruszaj A., Karbowski K. “The computer aided simulation of electrochemical process with universal spherical electrodes when machining sculptures surfaces”. Journal of Materials Processing Technology. 107, 1 (2000): s. 283–287.
• 9. Hinduja S., Pattavanitch J. “Experimental and numerical investigations in electrochemical milling”. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 12 (2016): s. 79–89.
• 10. Paczkowski T. „Symulacja komputerowa obróbki elektrochemicznej powierzchni krzywoliniowych elektrodą roboczą o złożonym ruchu translacyjnym” (“Computer simulation of electrochemical machining curvilinear surfaces using electrode tool with complex movement ”). Bydgoszcz: Bydgoszcz University of Technology, 2012.
• 11. Sawicki J. „Analiza i modelowanie procesu obróbki elektrochemicznej krzywoliniowych powierzchni obrotowych” (“Analysis and modelling process of electrochemicaal machining of curvilinear rotary surfaces”). Bydgoszcz: Bydgoszcz University of Technology, 2013.
• 12. Tang L., Gan W.M. “Utilization of flow field simulations for cathode design in electrochemical machining of aerospace engine blisks channels”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 72 (2014): s. 1759–1766.
• 13. Dong Z.D. i in. “Cathode design investigation based on iterative correction of predicted profile errors in electrochemical machining of compressor blades”. Chinese Journal of Aeronautics. January (2016).
• 14. Ruszaj A., Skoczypiec S., Gawlik J. “Special equipment and industrial applications of electrochemical machining process”. Management and Production Engineering Review. 7, 2 (2016): s. 33–41.
• 15. Wijers J. “Upgrading to PEM”. Mikroniek – Professional Journal on Precision Engineering. 54, 3 (2014): s. 48–53.
• 16. Klocke F. i in. “Turbomachinery component manufacture by application of electrochemical, electro-physical and photonic processes”. CIRP Annals – Manufacturing Technology. 63 (2014): s. 703–726.
• 17. Domanowski P., Kozak J. “Direct and inverse problems of shaping by electrochemical generating machining”. Journal of Material Processing Technology. 107 (2000): s. 300–306.
• 18. Ruszaj A. “Some aspects of electrochemical machining accuracy improvement”. Proceedings INSECT 2016: International Symposium on Electrochemical Machining Technology VUB Vrije Universiteit Brussel. Faculty of Engineering. 2016, s. 29–35.
• 19. Volgin V.M., Lyubimov V.V., Davydov A.D. “Modelling and numerical simulation of electrochemical micromachining”. Chemical Engineering Science. 140 (2016): s. 252–260.
• 20. Fan Z.-W., Hourng L.-W. “Electrochemical micro-drilling of deep holes by rotational cathode tools”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 52 (2011): s. 555–563.
• 21. Schulze H.-P., Ruszaj A., Gmelin T., Kozak J., Karbowski K., Borkenhagen D., Leone M., Skoczypiec S. “Study of the process accuracy of the electrochemical micromachining using ultra nanosecond and short microsecond pulses”. Proceedings of the 16th International Symposium on Electromachining. 2010, s. 651–656.
• 22. Choi S.H., Kim B.H. Shin H.S. Chung D.K., Chu C.N. “Analysis of electrochemical behaviors of WC-Co Alloy for micro ECM”. Journal of Material Processing Technology. 213 (2013): s. 621–630.
• 23. Niu S., Qu N., Fu S., Fang X., Li H. “Investigation of inner – jet electrochemical milling of nickel based Alloy GH4169/Inconel 718”. International Journal of Manufacturing Technology. June (2017).
• 24. Bhattacharyya B., Munda J., Malapati M. “Advancement in electrochemical micro-machining”. International Journal of Machine Tools & Manufacture. 44 (2004): s. 1577–1589.
• 25. Xu K., Zeng Y., Li P., Zhu D. “Study of surface roughness in wire electrochemical micromachining”. Journal of Materials Processing Technology. 222 (2015): s. 103–109.
• 26. Xianghe Z., Xiaolong F., Yongbin Z., Pengfei Z., Di Z. “In situ fabrication of ribbed wire electrodes for wire electrochemical micromachining”. International Journal of Electrochemical Science. 11 (2016): s. 2335–2344.
• 27. Zeng Y., Yu Q., Fang X., Xu K., Li H., Qu H. “Wire electrochemical machining with monodirectional travelling wire”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Published online 07.01.2015.
• 28. Ruszaj A. „Bionika w rozwoju inżynierii produkcji” (“Bionic in production engineering development”). Mechanik. 5–6 (2016): s. 350–355.
• 29. Ruszaj A. “Bionic impact on industrial production development”. Advances in Manufacturing Science and Technology. 39, 4 (2015): s. 5–22.