La Lavorazione Elettrochimica di Precisione (PECM) è un processo di lavorazione non convenzionale che può realmente contribuire a ottenere in modo produttivo componenti di elevata qualità. Nello specifico, abbiamo chiesto a Patrick Matt, Product Manager di Kennametal Precision Surface Solutions, di illustrarci più in dettaglio il processo.
D: Che cos’è la PECM?
R: La lavorazione elettrochimica di precisione (PECM) è un processo di elettroerosione a tuffo con elettrodi oscillanti e un gap di lavorazione regolato. Essa applica una corrente continua pulsata fra l’elettrodo e il pezzo da lavorare. Questo si dissolve anodicamente in base alla geometria dell’elettrodo successivo. Ciò permette di ottenere forme geometriche complesse praticamente in tutti i metalli elettricamente conduttivi, per es. in acciaio fortemente temprato, acciaio per cuscinetti a rotolamento, elementi sinterizzati in acciaio e superleghe. La PECM quindi copre anche applicazioni che in passato erano difficilmente o per nulla realizzabili.
Sagomatura, foratura, o microstrutturazione su aree esterne o interne sono tipiche applicazioni che la PECM può eseguire in modo efficiente. Le tolleranze che il processo è
in grado di rispettare variano da 2 a 5μm. Sgrossatura, finitura e lucidatura di solito sono combinate in un’unica operazione. La finitura superficiale ottenibile è di 0,05μm. La velocità di spostamento del catodo varia da 0,1mm/min a 2 mm/min (a seconda dell’applicazione). Generalmente si possono lavorare più parti in un solo ciclo per ottenere un costo per parte interessante.
D: Qual è il background di questa tecnologia?
R: Storicamente parlando, la tecnologia PECM compare per la prima volta negli anni ‘90, associata esclusivamente all’aggiunta di lavorazioni di finitura nella produzione di lame di rasoi. Le macchine sono apparse sul mercato nel 2006 e negli ultimi tre anni, Kennametal Precision Surface Solutions e PEMTEC sono diventate partner per fornire centri PECM su scala globale, inclusa la Cina.
D: Qual è l’offerta di Kennametal Precision Surface Solutions in termini di tecnologia PECM?
R: In base alla regione, Kennametal Precision Surface Solutions offre ai clienti apparecchiature (macchine, attrezzature e sistemi di post condizionamento specifici).
Inoltre, offriamo supporto nello sviluppo del processo e un’attività conto terzi per supportare il collaudo o l’avviamento della produzione e semplici attività contrattuali.
D: Quali sono le caratteristiche chiave che spingono all’adozione della PECM?
-Minor costo/parte
Tempi ciclo brevi grazie a lavorazioni multiple in un solo ciclo (tipicamente 4 – 60 pezzi/ciclo)
Usura degli elettrodi pressoché assente – quindi costi di esercizio molto interessanti
Indipendente dalla durezza del materiale
Riduzione delle fasi di processo – (Sagomatura, finitura superficiale (fino a 0,05 μm) e
sbavatura in una sola operazione)
– Libertà di progettazione
Creato lo stampo in negativo nell’elettrodo – ogni parte formata è uguale all’altra.
Con la PECM si possono lavorare in modo conveniente quasi tutte le forme e caratteristiche, non realizzabili mediante lavorazioni convenzionali
– Prestazione delle parti
Parti prive di tensione, perché non si applica alcuno stress meccanico né termico => la prestazione e la resistenza alla fatica delle parti aumentano
Superficie generata priva di struttura
D: Quali sono i benefici che si ottengono utilizzando la PECM rispetto ai processi di
lavorazione convenzionali?
-Riduzione delle fasi di processo: la PECM crea caratteristiche finite come forme e fori
senza bave in un singolo passo.
-Finitura superficiale superiore fino a 0,05μm rispetto a una tolleranza di 2- 5 μm.
-Parti prive di strati di ossido e prive di tensione.
-Poiché l’elettrodo non tocca la parte, le proprietà del materiale (duro, morbido, rigido, ecc.) non incidono sul processo, che offre pertanto possibilità irraggiungibili con altre lavorazioni.
-Costi di esercizio molto interessanti
-Tempi ciclo interessanti: più parti lavorate in un unico ciclo.
D: Quali sono i criteri chiave di produzione e i limiti che favoriscono la scelta
della PECM?
-Forme intricate e spessori del componente favoriscono la PECM
-Un elevato tasso di produzione e grandi volumi favoriscono fortemente la PECM
-Portata dimensionale, perché la superficie massima da lavorare in un ciclo deve essere
entro aree di 100cm².
D: Qual è il potenziale della tecnologia PECM sul mercato?
R: La PECM ha la possibilità di diventare più di una tecnologia di nicchia, perché offre prodotti precisi pressoché senza alcuno sforzo di post-lavorazione (sbavatura, finitura) indipendentemente dalla durezza del materiale, che è la base per la produzione di parti a costi inferiori rispetto alla lavorazione tradizionale.
Esiste ovviamente una domanda di mercato per questa tecnologia per i materiali di difficile lavorazione, in aggiunta alle pressioni sui costi che spingono il mercato a cercare innovazioni. Poiché la maggior parte del mercato cerca un’efficienza più elevata, vedremo comparire una crescente quantità di parti ingegnerizzate (carichi sottoposti a maggiore stress, parti più piccole, più precise, materiali esotici difficili da lavorare, ecc.). Per produrre tali parti, la PECM potrebbe diventare un processo chiave, perché assicura la competitività economica dei suoi utenti sul mercato globale.
