Phương pháp gia công xung điện hay còn được gọi là gia công tia lửa điện, gia công EDM là phương pháp gia công được sử dụng trên các máy xung điện, máy cắt dây. Phương pháp gia công xung điện thường được ứng dụng trong chế tạo khuôn mẫu, khi mà những chi tiết phức tạp  khó có thể gia công với các máy gia công CNC khác.

Máy xung điện 2 đầu CNC-EDM-HG280

Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia công xung điện

Phương pháp gia công này được thực hiện bởi quá trình phóng loạt tia lửa điện cực mạnh và nhanh giữa 2 điện cực gần nhau, được ngăn cách bằng chất lỏng điện môi, để loại bỏ đi những phần vật liệu thừa nhằm hình thành nên hình dạng của chi tiết. Trong 2 điện cực này, một đầu điện cực gọi là điện cực công cụ (đóng vai trò là dao) và đầu điện cực còn lại chính là phôi gia công.

Để hiểu rõ hơn về phương pháp gia công xung điện, trước tiên chúng ta cần tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của nó. Gia công xung điện là quá trình tạo ra các chi tiết kim loại bằng cách sử dụng một đầu cắt được làm từ vật liệu dẫn điện, như đồng hoặc graphite, và một điện cực

Khi áp dụng một điện áp cao vào đầu cắt và điện cực, các phân tử kim loại trong vùng gia công sẽ bị ion hóa và bong ra khỏi bề mặt. Quá trình này được gọi là xung điện. Các phân tử kim loại bị ion hóa sẽ được thu hồi bởi điện cực và đưa vào một bể chứa dung dịch.

Quá trình này được lặp lại nhiều lần để tạo ra các chi tiết kim loại có độ chính xác cao và độ bền cao. Phương pháp gia công xung điện thường được sử dụng để tạo ra các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp và độ chính xác cao, như các chi tiết trong máy bay, ô tô, hoặc trong ngành y tế.

Một hệ thống gia công xung điện (EDM) bao gồm có hai bộ phận chính là máy công cụ và nguồn cung cấp điện. Máy công cụ gắn điện cực định hình đóng vai trò là dao và điện cực tiến tới bề mặt chi tiết gia công sinh ra một lỗ chép hình hình dạng của dụng cụ. Nguồn năng lượng cung cấp sản sinh ra một tần số cao, tạo ra một loạt tia lửa điện giữa điện cực và bề mặt chi tiết, bóc đi một lớp vật liệu từ sự ăn mòn của nhiệt độ và sự hóa hơi,

Để hình thành nên tia lửa điện thì cần có các điều kiện như sau:

• Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi.
• Giữa điện cực và phôi phải được điền đầy bởi một chất điện môi.
• Cho 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách nào đó thì xảy ra sự phóng tia lửa điện.
• Hai điện cực không chạm nhau, không được quá gần hoặc quá xa.
• Dùng bộ phát xung RC để cung cấp dòng điện gián đoạn.

Trong quá trình nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng cực dương sẽ bị ăn mòn vì electron từ cực âm bắn phá qua cực dương. Điều đáng chú ý là nếu cực âm có hình dạng thế nào thì cực dương sẽ bị ăn mòn như thế. Dựa vào điều này, trong gia công tia lửa điện EDM, người ta dùng cực âm là một cực có hình thù chuẩn xác, cực dương nối vào phôi gia công và khi quá trình phóng điện xảy ra, phôi vật liệu sẽ bị ăn mòn theo đúng hình dạng đã được định hình sẵn

Một số ưu điểm của phương pháp gia công xung điện bao gồm:

- Độ chính xác cao: Phương pháp này cho phép tạo ra các chi tiết kim loại có độ chính xác cao, đáp ứng được các yêu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau.

- Độ bền cao: Các chi tiết kim loại được tạo ra bằng phương pháp gia công xung điện có độ bền cao và chịu được các tải trọng lớn.

- Không làm biến dạng kim loại: Phương pháp này không làm biến dạng kim loại, giúp giữ nguyên hình dạng ban đầu của chi tiết.

Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế của phương pháp gia công xung điện, bao gồm:

- Tốc độ gia công chậm: Phương pháp này thường có tốc độ gia công chậm hơn so với các phương pháp gia công khác.

- Chi phí cao: Để thực hiện phương pháp gia công xung điện, cần sử dụng các thiết bị đắt tiền và chất lượng cao, điều này làm tăng chi phí sản xuất.

Trong tổng quát, phương pháp gia công xung điện là một trong những phương pháp gia công chính được sử dụng trong ngành công nghiệp. Nó cho phép tạo ra các chi tiết kim loại có độ chính xác cao và độ bền cao, đáp ứng được các yêu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng phương pháp này có tốc độ gia công chậm và chi phí cao.

Ứng dụng của phương pháp gia công xung điện

Phương pháp gia công xung điện được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: 

• Chế tạo khuôn mẫu: Gia công các chi tiết khuôn có hình dạng khó, như khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực, khuôn đột dập…
• Chế tạo máy: Gia công các chi tiết máy có độ chính xác cao, như trục vít me, răng bánh răng, ren ống…
• Chế tạo ô tô: Gia công các chi tiết ô tô có độ bền cao, như piston, xi lanh, bu lông…
• Chế tạo hàng không: Gia công các chi tiết hàng không có độ an toàn cao, như cánh quạt, bánh xe…
• Chế tạo y tế: Gia công các chi tiết y tế có độ tinh xảo cao, như kim tiêm, dao mổ…