AMB micro technology

Wat is ECM Print

ECM staat voor Electro Chemisch Metaalbewerken.

 

Een toepassing van ECM is o.a. het afbeelden van de complementaire vorm van het gereedschap, of elektrode genaamd, in het werkstuk. Dit gebeurt op de volgende manier. Tussen gereedschap en werkstuk bevind zich een spleet waardoor een elektrolyt stroomt. Dit elektrolyt is een goed geleidende vloeistof bestaande uit een hoeveelheid zout opgelost in water. Tussen werkstuk en gereedschap is een stroombron, ook wel generator genaamd, aangesloten. Het werkstuk is positief en het gereedschap negatief aangesloten. Wanneer de generator wordt ingeschakeld gaat er een stroom door de processpleet lopen waarbij op de grensvlakken van elektrolyt en metaal een elektrochemische reactie plaats vindt. Zie onderstaande figuur.

 

ECM

 

 

De grootte van de stroom hangt o.a. af van de spleetafstand. Deze reacties zijn zodanig dat materiaal van het positieve werkstuk in oplossing gaat en daat er aan de negatieve elektrode waterstofgas gevormd wordt. De oplossnelheid hangt in grote mate af van de stroomsterkte. Door het oplossen van het werkstukmetaal neemt de processpleet toe en dus de stroomsterkte af en daarmee ook de verspaningssnelheid. Dit effect kan worden tegengegaan door het geven van een aanzet waarbij de frontale processpleet constant gehouden wordt. Dit is echter niet mogelijk aan de zijkanten van de elektrode waardoor daar de processpleet toeneemt tot een waarde waarbij de stroomsnelheid zo laag is geworden dat er geen metaal meer wordt opgelost. Dit effect bepaalt in grote mate de afbeeldings nauwkeurigheid van het ECM proces.

 

Elektrochemische basis reactie:

 

Anodische reactie van het werkstuk.

 

Fe-> Fe2+ + 2e-

2H2O-> O2 + 4H+ + 4e-

 

Voor de Cathodische reactie geldt:

 

2H2O + 2e--> H2+ 2OH-

 

Vanwege de elektrische weerstand van de zout oplossing zal de stroomdichtheid het grootste zijn waar de afstand tussen het werkstuk en elektrode het kleinst is. Daardoor zal op die gebieden de oplossnelheid het grootst zijn. Door de elektrode en het werkstuk naar elkaar toe te bewegen zal er uiteindelijk een kopie van de elektrode ontstaan. Dit noemen we afbeelden. Door nu een elektrolyt te gebruiken die een passieverende werking heeft zal de afbeelding nog nauwkeuriger worden. Click hier voor meer gedetailleerde informatie over het ECM proces, of kijk onder het menu “Links”.

 

Belangrijkste aandachtspunten van dit proces zijn:

 

- Voorkomen van kortsluiting. (elektrode beschadiging)

- Afstand tussen elektrode en werkstuk. (spleetbeheersing)

- Conditie van de elektrolyt.

- Afvoeren van het verspaande materiaal.

 

Voordelen van dit proces zijn:

 

- Elektrode slijt niet.

- Geen verspaningskrachten.

- Verschillende soorten metaal (gehard of ongehard) is bewerkbaar.

- Hoge afbeeld nauwkeurigheid mogelijk.

- Zeer gladde en glimmende oppervlakte structuur mogelijk.

 

Nadelen van dit proces zijn:

 

- Beperkte nauwkeurigheid door de zijspleet toename.

- Relatief lage verspaningssnelheid. Maximaal 5mm/min.

- Elektrodevorm is moeilijk te bepalen bij ingewikkelde en nauwkeurige producten.

- Proces verbruikt veel energie.

- Reactie producten zijn chemisch afval en soms giftig.

 

Enkele voorbeelden die gemaakt zijn met behulp van dit proces.

 

Voorbeeld ECM

 

 

Munt gemaakt vanuit een gelaserde elektrode en vervolgens vervaardigd met het ECM proces.

 

Voorbeeld ECM

 

 

Verschillende onderdelen vervaardigd met het ECM proces.