การทำงานของเครื่อง EDM ทำงานอย่างไรบ้าง

cnc milling center,cnc milling companies,cnc milling tools,cnc parts,cnc plasma cutter,cnc plasma cutting,cnc plasma table,cnc production,cnc router table,cnc screw machine,cnc service,cnc swiss,cnc turning,cnc turning center,cnc turning centers,cnc vertical lathe, horizontal cnc,how to cnc machine,machining cnc,manufacturing cnc machines,okuma cnc,plasma cnc machine,production cnc machining,troubleshooting cnc machines,used cnc machine tools,used cnc milling machines,vertical cnc lathe,what can a cnc machine make

เครื่อง EDM (Electrical Discharge Machining) หรือที่เรียกว่า เครื่องจักรคายประจุไฟฟ้า หรือ เครื่องสปาร์ค (Spark Machining) เป็นกระบวนการตัดเฉือนวัสดุที่ไม่ใช้การสัมผัสทางกายภาพ (Non-contact Machining) โดยใช้ พลังงานความร้อนจากประกายไฟฟ้า (Electrical Spark Erosion) เพื่อขจัดเนื้อวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าออกจากชิ้นงาน

1. หลักการทำงานพื้นฐานของ EDM

การทำงานของเครื่อง EDM อาศัยการควบคุมการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์สูงอย่างรวดเร็วและซ้ำ ๆ ระหว่างอิเล็กโทรด (Electrode) กับชิ้นงาน (Workpiece) โดยมีองค์ประกอบและขั้นตอนสำคัญดังนี้:

1.1 องค์ประกอบสำคัญ

1. อิเล็กโทรด (Electrode): ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือตัด ซึ่งอาจเป็นแท่งทองแดง, กราไฟต์, หรือลวดทองเหลือง (ในกรณีของ Wire EDM) อิเล็กโทรดจะถูกต่อเข้ากับขั้วหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟฟ้า

2. ชิ้นงาน (Workpiece): วัสดุที่ต้องการตัดเฉือน ซึ่งต้องเป็น วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (Electrically Conductive Material) ชิ้นงานจะถูกต่อเข้ากับอีกขั้วหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟฟ้า

3. ของเหลวไดอิเล็กทริก (Dielectric Fluid): ชิ้นงานและอิเล็กโทรดจะถูกจุ่มอยู่ในของเหลวนี้ (มักเป็นน้ำมัน EDM หรือน้ำกลั่น) ของเหลวนี้ทำหน้าที่:

   • เป็นฉนวน: ป้องกันไม่ให้เกิดการลัดวงจร

   • ควบคุมการเกิดประกายไฟ: จะแตกตัวเป็นสื่อนำไฟฟ้าเมื่อแรงดันสูงพอ

   • ระบายความร้อน: ดูดซับความร้อนจากประกายไฟ

   • กำจัดเศษวัสดุ: ชะล้างอนุภาคโลหะที่หลอมละลายออกไปจากช่องว่างการตัด

1.2 กระบวนการเกิดประกายไฟ (Spark Erosion)

1. การควบคุมช่องว่าง (Spark Gap): ระบบเซอร์โวจะควบคุมให้อิเล็กโทรดเคลื่อนที่เข้าใกล้ชิ้นงานมากที่สุด (แต่ไม่สัมผัส) เพื่อให้มีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างกัน (Micro-gap)

2. การแตกตัวของไดอิเล็กทริก (Dielectric Breakdown): เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายระหว่างอิเล็กโทรดและชิ้นงานเพิ่มสูงขึ้น สนามไฟฟ้าในช่องว่างจะสูงขึ้นจนทำให้ของเหลวไดอิเล็กทริกแตกตัวเป็นสื่อนำไฟฟ้า (Ionization)

3. การปล่อยประจุ (Electrical Discharge): เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างรวดเร็วในรูปของ ประกายไฟ (Spark) ข้ามช่องว่าง

4. การหลอมละลายและการระเหย: ประกายไฟนี้สร้างความร้อนสูงมาก (สูงถึง 8,000 ถึง 12,000 ºC หรือมากกว่า 20,000 °F) ซึ่งจะทำให้เนื้อวัสดุเล็ก ๆ บริเวณที่เกิดประกายไฟบนชิ้นงาน หลอมละลายและระเหย กลายเป็นไอ

5. การชะล้าง (Flushing): เมื่อประกายไฟดับลง ของเหลวไดอิเล็กทริกที่ไหลเวียนอยู่จะรีบชะล้างอนุภาคโลหะที่หลอมละลาย (เศษขี้โลหะหรือ Debris) ออกไปจากช่องว่าง

6. การเกิดซ้ำ (Repetition): กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าอย่างรวดเร็ว (หลายพันครั้งต่อวินาที) โดยระบบ CNC จะควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรด ทำให้เกิดการ "กัดเซาะ" เนื้อวัสดุออกตามรูปทรงที่ต้องการได้อย่างต่อเนื่องและแม่นยำ

2. ประเภทหลักของเครื่อง EDM

การทำงานที่เฉพาะเจาะจงจะแตกต่างกันไปตามประเภทของเครื่อง EDM:

ประเภทเครื่อง EDM	เครื่องมือ (Electrode)	ลักษณะการทำงาน	การใช้งานทั่วไป
Sinker EDM (Ram/Die Sinking EDM)	อิเล็กโทรดที่ถูกสร้างขึ้นตามรูปร่าง (เช่น แท่งกราไฟต์หรือทองแดง)	อิเล็กโทรดจะถูก "จม" (Sunk) ลงในชิ้นงานเพื่อสร้างโพรง, ช่อง, หรือรูปทรง 3 มิติเชิงลบ	งานแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก, แม่พิมพ์หล่อ, การสร้างช่องว่างที่ซับซ้อน
Wire EDM (Wire-Cut EDM)	ลวดบาง (มักเป็นทองเหลือง) ที่มีการป้อนต่อเนื่อง (Continuous Feed)	ลวดทำหน้าที่เหมือนเลื่อยสายพานไฟฟ้าที่ตัดผ่านชิ้นงาน ทำให้เกิดการตัดแบบเส้นตรงหรือตัดรูปร่าง 2 มิติที่ซับซ้อน	งานแม่พิมพ์ปั๊มโลหะ, ชิ้นส่วนที่มีความละเอียดสูง, การตัดรูปทรงที่มีผนังบาง
Hole Drilling EDM (Fast Hole Drilling)	ท่ออิเล็กโทรด (Hollow Tube Electrode)	ใช้สร้างรูขนาดเล็ก ลึก และแม่นยำอย่างรวดเร็ว	การเจาะรูเริ่มต้นสำหรับ Wire EDM, การสร้างรูระบายความร้อนในเทอร์ไบน์

ข้อดีของ EDM

• สามารถตัดวัสดุที่ แข็งมาก (เช่น เหล็กกล้าชุบแข็ง) ซึ่งยากต่อการตัดด้วยวิธีการทั่วไป

• เป็นกระบวนการตัดเฉือนที่ ไม่มีแรงทางกล (No Mechanical Force) ทำให้สามารถตัดชิ้นส่วนที่บอบบางได้โดยไม่เกิดการบิดเบี้ยวหรือการเสียรูป

• ให้ ความแม่นยำสูง และได้ผิวงานที่มีคุณภาพดี

• สามารถสร้าง รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน รูเล็ก ๆ และมุมด้านในที่คม (Internal Corners) ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยการกัดทั่วไป

5 axis cnc mill,5 axis cnc router,cad cnc,cc machine,cnc cutter machine,cnc cutting system,cnc definition,cnc equipment manufacturers,cnc fabrication,cnc lathe retrofit,cnc machine accessories,cnc machine automation,cnc machine business,cnc machine companies,cnc machine description,cnc machine maker,cnc machine news,cnc machine repair,cnc machine services,cnc machine shop,cnc machiner,cnc maching,

การทำงานของเครื่องวอเตอร์เจ็ท CNC ทำงานอย่างไรบ้าง

cnc milling center,cnc milling companies,cnc milling tools,cnc parts,cnc plasma cutter,cnc plasma cutting,cnc plasma table,cnc production,cnc router table,cnc screw machine,cnc service,cnc swiss,cnc turning,cnc turning center,cnc turning centers,cnc vertical lathe, horizontal cnc,how to cnc machine,machining cnc,manufacturing cnc machines,okuma cnc,plasma cnc machine,production cnc machining,troubleshooting cnc machines,used cnc machine tools,used cnc milling machines,vertical cnc lathe,what can a cnc machine make

 เครื่องตัดวอเตอร์เจ็ท CNC (CNC Waterjet Cutter) เป็นเครื่องมือตัดอัตโนมัติที่ใช้หลักการ การกัดเซาะทางกล (Mechanical Erosion) โดยการฉีดลำน้ำที่มีแรงดันสูงมาก (และมักจะผสมสารขัดถู) เพื่อตัดผ่านวัสดุได้เกือบทุกชนิดอย่างแม่นยำ โดยเป็น กระบวนการตัดแบบไม่ใช้ความร้อน (Cold Cutting)

1. หลักการทำงานพื้นฐาน

การทำงานของเครื่องวอเตอร์เจ็ทอาศัยการแปลงแรงดันน้ำให้เป็นความเร็วสูงมากเพื่อใช้ในการตัด ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ดังนี้

1.1 การสร้างแรงดันสูงพิเศษ (Ultra High-Pressure Generation)

• ปั๊มแรงดันสูง (High-Pressure Pump หรือ Intensifier Pump): เป็นหัวใจสำคัญของระบบ โดยจะรับน้ำประปาธรรมดาที่ผ่านการกรองแล้ว และอัดแรงดันให้สูงขึ้นอย่างมหาศาล ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 60,000 ถึง 94,000 PSI (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) หรือประมาณ 4,000 ถึง 6,480 บาร์

1.2 การแปลงแรงดันเป็นความเร็ว (Pressure to Velocity Conversion)

• หัวฉีด (Orifice): น้ำแรงดันสูงจะถูกส่งผ่านท่อโลหะไปยังหัวตัด เมื่อน้ำถูกบีบให้ผ่านรูเล็ก ๆ ที่เรียกว่า "ออริฟิซ" (มักทำจากเพชรหรือแซฟไฟร์) ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเส้นผมมนุษย์มาก กฎทางฟิสิกส์จะแปลงแรงดันน้ำให้กลายเป็น ลำน้ำ (Water Jet) ที่มีความเร็วสูงเหนือเสียง (สูงกว่า 2,500 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือประมาณ 3-4 เท่าของความเร็วเสียง)

1.3 กลไกการตัด (Cutting Mechanism)

การตัดด้วยวอเตอร์เจ็ทแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ขึ้นอยู่กับวัสดุ:

• การตัดด้วยน้ำบริสุทธิ์ (Pure Waterjet Cutting): ใช้สำหรับตัดวัสดุที่อ่อนนุ่ม เช่น ยาง, โฟม, พลาสติก, ไม้ หรืออาหาร ลำน้ำความเร็วสูงจะตัดวัสดุด้วยแรงอัดที่เกิดขึ้นเมื่อกระทบกับพื้นผิว

• การตัดด้วยสารขัดถู (Abrasive Waterjet Cutting): ใช้สำหรับตัดวัสดุที่แข็ง เช่น โลหะ (เหล็ก, สแตนเลส, อะลูมิเนียม), หิน, กระจก, หรือเซรามิก

  • ในห้องผสมของหัวตัด (Mixing Chamber) จะมีการดูด สารขัดถู (Abrasive) เช่น โกเมน (Garnet) ซึ่งเป็นทรายธรรมชาติ เข้าไปผสมกับลำน้ำบริสุทธิ์ผ่านหลักการสุญญากาศ (Venturi effect)

  • ลำน้ำที่ผสมสารขัดถูจะถูกเร่งความเร็ว และพุ่งออกจากท่อโฟกัส (Focusing Tube) กลายเป็น "กระดาษทรายเหลว" ความเร็วสูง ที่ทำหน้าที่ กัดเซาะ (Erode) หรือเจียรวัสดุออกไปทีละน้อยในระดับจุลภาค

2. บทบาทของระบบ CNC

ระบบ CNC (Computer Numerical Control) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมกระบวนการทั้งหมดให้ได้ชิ้นงานที่แม่นยำและซับซ้อน:

1. การโปรแกรม (Programming): ผู้ใช้ป้อนแบบ 2D หรือ 3D ที่สร้างจากโปรแกรม CAD เข้าสู่ระบบ CNC

2. การควบคุมการเคลื่อนที่ (Motion Control): ซอฟต์แวร์ CNC จะแปลงแบบให้เป็นชุดคำสั่ง (G-code) เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของหัวตัดในแนวแกน X และ Y (และแกน Z หรือแกนหมุนอื่น ๆ สำหรับเครื่อง 3-5 แกน) ให้ตัดไปตามแนวเส้นที่ต้องการ

3. การจัดการพารามิเตอร์ (Parameter Management): ระบบ CNC จะควบคุมการเปิด/ปิดวาล์วน้ำ, การปรับแรงดัน, และอัตราการป้อนสารขัดถู เพื่อให้เหมาะสมกับประเภทและความหนาของวัสดุ ซึ่งส่งผลต่อความเร็วในการตัดและคุณภาพของขอบชิ้นงาน

ข้อดีหลักของ Waterjet CNC

• ไม่เกิดความร้อน: เนื่องจากเป็นกระบวนการตัดแบบเย็น จึงไม่มีการบิดเบี้ยวของวัสดุ (Thermal Distortion) หรือเกิดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)

• ความหลากหลายของวัสดุ: สามารถตัดวัสดุได้เกือบทุกชนิด ตั้งแต่วัสดุอ่อนไปจนถึงวัสดุแข็งมาก

• ความแม่นยำสูง: สามารถตัดรูปทรงที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำสูง และมีรอยตัด (Kerf) ที่แคบมาก ช่วยลดการสิ้นเปลืองวัสดุ

5 axis cnc mill,5 axis cnc router,cad cnc,cc machine,cnc cutter machine,cnc cutting system,cnc definition,cnc equipment manufacturers,cnc fabrication,cnc lathe retrofit,cnc machine accessories,cnc machine automation,cnc machine business,cnc machine companies,cnc machine description,cnc machine maker,cnc machine news,cnc machine repair,cnc machine services,cnc machine shop,cnc machiner,cnc maching,

การทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า CNC ทำงานอย่างไรบ้าง

cnc milling center,cnc milling companies,cnc milling tools,cnc parts,cnc plasma cutter,cnc plasma cutting,cnc plasma table,cnc production,cnc router table,cnc screw machine,cnc service,cnc swiss,cnc turning,cnc turning center,cnc turning centers,cnc vertical lathe, horizontal cnc,how to cnc machine,machining cnc,manufacturing cnc machines,okuma cnc,plasma cnc machine,production cnc machining,troubleshooting cnc machines,used cnc machine tools,used cnc milling machines,vertical cnc lathe,what can a cnc machine make

เครื่องตัดพลาสม่า CNC (CNC Plasma Cutter) เป็นเครื่องมืออัตโนมัติที่ใช้หลักการของ การตัดด้วยความร้อน โดยอาศัยสถานะที่สี่ของสสารที่เรียกว่า พลาสม่า ในการตัดโลหะที่นำไฟฟ้าได้ทุกชนิด (เช่น เหล็ก, สแตนเลส, อะลูมิเนียม) อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ภายใต้การควบคุมของระบบคอมพิวเตอร์

1. หลักการสร้างและใช้พลาสม่า (Plasma Generation and Cutting)

กระบวนการหลักของการตัดพลาสม่าประกอบด้วย 4 ขั้นตอนสำคัญ ดังนี้:

1.1 การส่งแก๊ส (Gas Flow)

• เครื่องจะจ่ายแก๊ส (เช่น อากาศอัด, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, หรือส่วนผสมของอาร์กอน/ไฮโดรเจน) เข้าสู่หัวตัดพลาสม่า (Plasma Torch) ด้วยแรงดันและความเร็วสูง

1.2 การสร้างอาร์คไฟฟ้าและพลาสม่า (Electric Arc and Plasma Creation)

• ภายในหัวตัด มี อิเล็กโทรด (Electrode) และ หัวฉีด (Nozzle)

• เมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงเข้าไประหว่างอิเล็กโทรดกับหัวฉีด จะเกิดประกายไฟ (Spark) ซึ่งทำให้แก๊สที่ไหลผ่านบริเวณนั้นแตกตัวเป็นไอออน (Ionized)

• แก๊สที่แตกตัวเป็นไอออนจะกลายเป็นสถานะ พลาสม่า (Plasma) ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูงมาก (สูงถึง ถึง หรือมากกว่า)

1.3 การตัดชิ้นงาน (Cutting Action)

• เมื่อพลาสม่าถูกสร้างขึ้น ระบบจะถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าหลักไปยังชิ้นงานโลหะ (ชิ้นงานทำหน้าที่เป็นขั้วบวกในวงจร)

• ลำพลาสม่า (Plasma Jet) ที่มีความร้อนสูงจัดจะถูกบีบให้พุ่งผ่านรูเล็ก ๆ ของหัวฉีดออกมาด้วยความเร็วสูงมาก

• ความร้อนที่รุนแรงของพลาสม่าจะทำให้โลหะบริเวณที่สัมผัส หลอมละลาย (Melt) ทันที

• แรงดันและความเร็วสูงของแก๊สที่ยังคงไหลอยู่จะ เป่า (Blow Away) โลหะที่หลอมละลายให้หลุดออกจากรอยตัด (Kerf) ทำให้ชิ้นงานขาดออกจากกันอย่างต่อเนื่อง

1.4 การควบคุมด้วยระบบ CNC

• ระบบ CNC (Computer Numerical Control) ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของหัวตัดพลาสม่าไปตามแนวแกน X, Y, และ Z อย่างแม่นยำ ตามรูปทรงที่ผู้ใช้ได้ออกแบบไว้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์

• CNC จะควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น ความเร็วในการตัด (Cutting Speed), กระแสไฟฟ้า (Amperage), และระยะห่างระหว่างหัวตัดกับชิ้นงาน (Torch Height Control - THC) เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่ดีที่สุด

---

2. ขั้นตอนการทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า CNC

1. การออกแบบ (Design): ผู้ใช้สร้างรูปทรงของชิ้นงานในโปรแกรม CAD (Computer-Aided Design)

2. การสร้างโค้ดคำสั่ง (G-code Generation): ใช้ซอฟต์แวร์ CAM (Computer-Aided Manufacturing) แปลงไฟล์ออกแบบให้เป็นชุดคำสั่ง G-code เพื่อบอกเครื่องจักรว่าต้องเคลื่อนที่ไปที่ใดและเมื่อใดควรเริ่มตัด

3. การเตรียมการ (Setup):

   • วางแผ่นโลหะบนโต๊ะตัดและต่อสายกราวด์เข้ากับชิ้นงาน

   • ตั้งค่าพารามิเตอร์การตัด (กระแสไฟ, ประเภทแก๊ส, แรงดัน) ในระบบ CNC

4. การเริ่มต้นอาร์ค (Arc Initiation):

   • ระบบ CNC จะสั่งให้หัวตัดลดระดับลงไปยังความสูงเจาะ (Pierce Height)

   • เครื่องจะเริ่มกระบวนการสร้างพลาสม่า (Pilot Arc) และส่งกระแสไปยังชิ้นงาน

5. การเจาะ (Piercing):

   • ลำพลาสม่าความร้อนสูงจะเจาะทะลุผ่านความหนาของแผ่นโลหะ

6. การตัด (Cutting):

   • เมื่อเจาะทะลุแล้ว ระบบ CNC จะสั่งให้หัวตัดเริ่มเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดใน G-code

   • ระบบควบคุมความสูงของหัวตัดอัตโนมัติ (THC) จะทำงานเพื่อรักษาความสูงระหว่างหัวตัดกับชิ้นงานให้คงที่ เพื่อให้ได้รอยตัดที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ

7. สิ้นสุด (Completion): เมื่อตัดชิ้นงานตามรูปทรงที่กำหนดเรียบร้อย ระบบจะหยุดจ่ายกระแสไฟและหยุดการไหลของแก๊ส

สรุปส่วนประกอบหลัก

ส่วนประกอบ	หน้าที่
ระบบ CNC	สมองกล ควบคุมการเคลื่อนที่ในแกน X, Y และ Z เพื่อให้ตัดตามรูปทรงที่ออกแบบไว้
แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)	แปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC) และให้กระแสไฟสูงที่จำเป็นต่อการสร้างอาร์คพลาสม่า
หัวตัดพลาสม่า (Torch)	เป็นจุดกำเนิดของพลาสม่า ประกอบด้วยอิเล็กโทรด หัวฉีด และวงแหวนหมุนแก๊ส
แก๊ส (Gas/Compressed Air)	เป็นตัวกลางในการสร้างพลาสม่า และใช้แรงดันสูงเป่าโลหะที่หลอมละลายออกไป
ระบบควบคุมความสูง (THC)	ปรับระยะห่างระหว่างหัวตัดกับชิ้นงานโดยอัตโนมัติ เพื่อรักษาคุณภาพรอยตัด

5 axis cnc mill,5 axis cnc router,cad cnc,cc machine,cnc cutter machine,cnc cutting system,cnc definition,cnc equipment manufacturers,cnc fabrication,cnc lathe retrofit,cnc machine accessories,cnc machine automation,cnc machine business,cnc machine companies,cnc machine description,cnc machine maker,cnc machine news,cnc machine repair,cnc machine services,cnc machine shop,cnc machiner,cnc maching,