Wat zijn de voor- en nadelen van grafietelektroden in vergelijking met traditionele metalen elektroden?

Voordelen

1. Hogere bewerkingssnelheid
   Grafietelektroden bieden ontladingsbewerkingssnelheden die 2 tot 3 keer hoger liggen dan die van koperen elektroden, wat vooral merkbaar is bij de bewerking van dunne ribelektroden. Met een snijweerstand die slechts 1/5 is van die van koper, maakt grafiet een hogere bewerkingsefficiëntie mogelijk en verkort het de bewerkingstijd aanzienlijk.

2. Lichtgewicht
   Grafiet heeft een dichtheid die slechts 1/5 is van die van koper, waardoor de belasting van werktuigmachines wordt verminderd en slijtage van apparatuur tot een minimum wordt beperkt. Dit maakt het bijzonder geschikt voor grote mallen en elektroden.

3. Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
   De thermische uitzettingscoëfficiënt van grafiet is slechts 1/30 van die van koper, waardoor minimale vervorming optreedt tijdens bewerkingen bij hoge temperaturen en een hogere bewerkingsnauwkeurigheid behouden blijft, met name voor diepe, smalle ribben en dunwandige onderdelen.

4. Lage slijtage
   Tijdens ontladingsbewerking ontleden koolstofatomen in de diëlektrische vloeistof bij hoge temperaturen en vormen een beschermende film op het oppervlak van de grafietelektrode, waardoor slijtage van de elektrode wordt gecompenseerd. Koperen elektroden daarentegen hebben de neiging bramen te vormen, waardoor handmatige nabewerking nodig is.

5. Braamvrij en gemakkelijk te polijsten
   Grafietelektroden laten na de bewerking geen bramen achter, waardoor nabewerking overbodig is en geautomatiseerde productie mogelijk wordt. Bovendien vereenvoudigt hun lage snijweerstand het slijpen en polijsten.

6. Kosteneffectief
   Door de stijgende koperprijzen van de afgelopen jaren zijn de kosten van grafietelektroden relatief stabiel gebleven. Bovendien zijn grafietelektroden 30% tot 60% goedkoper dan koperen elektroden met hetzelfde volume.

7. Uitstekende prestaties bij hoge temperaturen
   Grafietelektroden hebben een sublimatietemperatuur tot wel 3650 °C, wat ver boven het smeltpunt van koper (1083 °C) ligt. Dit garandeert stabiliteit in omgevingen met hoge temperaturen en maakt ze geschikt voor krachtige bewerkingsprocessen met hoge stroomsterkte.

8. Uitmuntend in het bewerken van complexe vormen.
   Grafietelektroden kunnen gemakkelijk in complexe vormen worden gebogen, waardoor ze voldoen aan de eisen van precisievormen en onregelmatig gevormde onderdelen, terwijl koperen elektroden meer uitdagingen opleveren bij het bewerken van complexe vormen.

Nadelen

1. Lagere mechanische sterkte
   Grafietelektroden hebben een relatief lage mechanische sterkte, waardoor ze gevoelig zijn voor afbrokkeling bij scherpe hoeken, vooral tijdens ruwe bewerkingen. Lichte sneden met hoge voedingssnelheden zijn nodig om afbrokkeling of breuk van de hoeken te voorkomen.

2. Stofgeneratie
   Bij het bewerken van grafietelektroden ontstaat aanzienlijke stofvorming, waardoor gespecialiseerde afdichtings- en stofafzuigsystemen nodig zijn om de werktuigmachines en de gezondheid van de operator te beschermen.

3. Slechte prestaties bij draad-EDM
   Bij draad-elektro-erosie (Wire EDM) hebben grafietelektroden snijsnelheden die ongeveer 40% lager liggen dan die van koperen elektroden en zijn ze gevoelig voor draadbreuk, waardoor ze ongeschikt zijn voor zeer nauwkeurige draadsnijtoepassingen.

4. Beperkingen van de oppervlakteruwheid
   Het bereiken van een oppervlakteruwheid lager dan VDI12 (Ra0,4 μm) is lastig met grafietelektroden. Voor ontladingsbewerking met een spiegelglad oppervlak blijven koperen elektroden de voorkeur genieten.

5. Moeilijkheden bij het recyclen
   Grafietelektrodeafval heeft een lage recyclingwaarde en is moeilijk opnieuw te gebruiken, wat de gebruikskosten en de milieubelasting verhoogt.

6. Broosheid en gevoeligheid voor breuken
   Grafietelektroden zijn bros, vooral dunne of smalle elektroden, die onder invloed van externe krachten gemakkelijk kunnen breken en daarom voorzichtig behandeld moeten worden.

7. Niet geschikt voor fijnstraalbewerking.
   Voor fijn oppervlakte-erosie waarbij een oppervlakteafwerking lager dan VDI12 (Ra0,4 μm) vereist is, presteren grafietelektroden minder goed dan koperen elektroden, waardoor het moeilijk is om aan de hoge precisie-eisen voor het oppervlak te voldoen.