Lavorazioni non convenzionali dei materiali di Gianluca Tararbra (akagitano@gmail.com), Fabrizio Valente (fabrizio.valente@fastwebnet.it), Vincenzo Aurea (vincenzo.aurea@gmail.com)

1.3 Fasi del processo

Il principio elettroerosivo È basato su nove fasi che si ripetono ciclicamente tra ogni scintilla.

Nel momento in cui il circuito è chiuso si forma il campo elettrico nel punto in cui il gap, tra gli elettrodi, è minore, ed avviene una parziale ionizzazione del fluido dielettrico. L'elettrodo negativo emette particelle caricate negativamente, le quali colpendo le particelle neutre presenti, le scindono, generando particelle con carica negativa e positiva.

Tale fenomeno è noto come ionizzazione per urto. Le particelle negative si indirizzano verso l'elettrodo positivo, quelle positive verso l'elettrodo negativo creando, così, un canale di scarica. Si analizzano ora, dettagliatamente, le nove fasi del processo per mezzo di alcune figure, che mostrano, anche, gli andamenti di tensione e corrente. Vedi figura 1.5

  1. La tensione aumenta formando un campo elettrico nella zona in cui la resistenza è minore, quindi, in corrispondenza di asperità superficiali, oppure dove vi è la massima conducibilità  locale del fluido e delle particelle residue in sospensione.
  2. L'elettrodo negativo emette scariche negative creando un ponte; la corrente resta nulla mentre la tensione diventa più stabile.
  3. L'effetto isolante del fluido dielettrico termina ed inizia il passaggio di corrente. La tensione diminuisce. Vedi figura 1.6
  4. Le particelle con carica negativa e positiva migrano verso gli elettrodi di segno opposto: aumenta l'intensità  di corrente e al contempo diminuisce la tensione. Inizia a formarsi un canale di vapore e comincia il processo di fusione di una ridottissima parte di superficie del pezzo in lavorazione.
  5. Nella sacca di vapore si verifica un notevole aumento di temperatura e pressione mentre il canale di scarica si espande: tensione e corrente iniziano a stabilizzarsi.
  6. Raggiunta l'intensità  massima della scarica elettrica e del calore, la bolla di vapore si espande rapidamente e alla fine di questo stadio il circuito elettrico è aperto. Vedi figura 1.7
  7. Poichè non vi è più passaggio di corrente non viene più generato calore; il numero di particelle cariche, che attraversano, il gap diminuisce velocemente, il canale di scarica si interrompe e il metallo fuso evapora dalla superficie del pezzo in lavorazione, in modo esplosivo. Il metallo fuso solidifica velocemente nel fluido dielettrico dando origine a microsfere piene, quello vaporizzato, invece, origina microsfere cave dette "cenosfere". La temperatura locale compresa tra 4.000 e 10.000 °C può causare una scissione della molecola del fluido dielettrico, che a sua volta può dare luogo all'emissione di piccole quantità  di carbonio elementare; ogni scarica provoca la fusione di un piccolo cratere sulla superficie del pezzo in lavorazione che rappresenta l'erosione.
  8. La bolla di vapore implode, generando un'azione dinamica che proietta il materiale fuso all'esterno del cratere.
  9. Alla fine del processo, i residui sono particelle di metallo, carbonio e gas provenienti dal fluido dielettrico. Il circuito si richiude ed inizia un nuovo ciclo. Osserviamo, ora, che il canale ionizzato è costituito da elettroni, i quali si dirigono a valanga sul pezzo (anodo) e da ioni positivi che migrano verso l'utensile (catodo). Si ha così un'erosione del pezzo indicata come asportazione ed un'erosione dell'utensile definita usura.

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Edurete.org Roberto Trinchero