Ngắm Phép Thuật Đen của Máy Điện Di

Không phải ngày nào gia công công nghiệp cũng đem lại cho bạn niềm vui. Nhưng hôm nay có thể là một ngày như vậy. Nếu bạn dành thời gian trên internet, có lẽ bạn đã từng nhìn thấy các hình GIF của các bộ phận kim loại lắp ghép với nhau một cách chính xác đến mức ranh giới giữa chúng dường như biến mất. Chúa ơi, niềm vui từ những tia lửa. Đúng, tia lửa, đây chính là thế giới kỳ bí của máy điện di, hay EDM, một trong những lĩnh vực kỳ lạ nhất trong toàn bộ ngành kỹ thuật.

Điều này có thể là lần đầu tiên bạn nghe về EDM, nhưng có thể nó đã ảnh hưởng đến cuộc sống của bạn một cách nào đó. Các bộ phận nhỏ, chính xác của thiết bị y tế có thể cấy? EDM. Các bộ phận động cơ phản lực làm từ hợp kim nickel cứng cáp? Đó cũng là EDM. Nếu một nhà sản xuất cần các bộ phận lắp ghép chặt chẽ nhất có thể, hoặc các bộ phận được làm từ vật liệu siêu cứng mà các kỹ thuật gia công truyền thống không thể tiếp xúc, EDM là lựa chọn hàng đầu.

Gia công truyền thống liên quan đến việc tạo hình cơ học của vật liệu—“áp dụng một lực cơ học lên mẫu làm việc để vật liệu bị bong ra hoặc loại bỏ,” như Brian Pfluger, quản lý dòng sản phẩm EDM tại Makino, một nhà sản xuất dụng cụ máy móc, nói. “Trong khi đó với EDM, chúng ta không tiếp xúc vật liệu vật lý—chúng ta gia công với những tia chớp sét.”

Đầu tiên, điều đó thật là kim loại cứng như sắt. Nhưng cụ thể hơn, chúng ta đang nói về rất nhiều tia lửa. “Lưỡi cắt” trong máy EDM thực sự là một sợi dây đồng siêu mịn mà qua đó điện truyền qua. Mặc dù máy đang cắt qua các vật liệu cực kỳ cứng như carbin (mà cứng đến nỗi kỹ thuật gia công truyền thống sử dụng nó để khoan qua các vật liệu khác), nhưng những tia lửa điện mà máy sử dụng lại khá yếu. Nhưng những tia lửa đó lại có tần suất cực cao, khoảng 20.000 tia lửa mỗi giây dọc theo chiều dài của sợi đồng.

“Nó gần như một đường laser, nhưng nếu bạn thực sự làm chậm nó xuống bạn sẽ thấy tia lửa suốt đường đó,” Steve Sommer, phó chủ tịch của Reliable EDM, một cửa hàng EDM, nói. “Mỗi tia lửa gần như là một vụ nổ nhỏ.”

Sợi dây thực sự không bao giờ tiếp xúc với vật liệu. Những tia lửa bắn nhanh liên tục biến chất những mảnh nhỏ của kim loại đang được cắt, có độ rộng khoảng 5 micron. (Một micron bằng một triệu phần của một mét. Để có cái nhìn tổng quan, một tế bào máu đỏ trong cơ thể của bạn có độ rộng từ 6 đến 8 micron.) Điều này được biết đến với cái tên sublimation.

“Nó giống như băng khô,” Pfluger nói. “Bạn chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn sang khí.” Những hạt rất nhỏ đến nỗi gần như không tồn tại này sau đó bị kẹt trong chất lỏng cách điện chảy qua máy EDM và được xả đi. “Điều này giống như bạn đang gội đầu—rửa và lặp lại, rửa và lặp lại.” Chất lỏng cũng giúp máy không bị quá nhiệt.

Nhìn những đoạn GIF này, bạn có thể cho rằng hai mảnh kim loại được cắt từ cùng một mảnh kim loại, nhưng thực tế không nhất thiết như vậy—mỗi mảnh đến từ một tấm riêng. Một phần điều làm cho khoảng cách giữa chúng trở nên vô cùng nhỏ là nhà sản xuất có thể thực hiện nhiều lần đi qua mỗi trong hai phần để hoàn thiện chúng. (Khoảng cách rất nhỏ, thực tế là không khí gặp khó khăn khi thoát ra khi những bông tuyết trên trời rơi vào vị trí, do đó chúng di chuyển rất chậm.)

“Khi bạn có những bộ phận trượt khóa kết nối tốt, thông thường chúng có độ chính xác cao và bề mặt hoàn thiện tốt,” Pfluger nói. “Từ quan điểm độ chính xác, có thể nói rằng khoảng trống tổng cộng giữa hai phần đó có thể dưới 5 micron.” Pfluger nói họ có thể giảm xuống còn 2 micron hoặc ít hơn. Với các phương pháp gia công truyền thống hơn, bạn chỉ có thể đạt được khoảng trống khoảng 20 micron.

[#video: https://www.youtube.com/embed/rvUA3PUffLw

Tuy nhiên, một điểm yếu của EDM là phương pháp này chậm hơn so với việc gia công cơ khí các bộ phận. Với các phương pháp thông thường, “bạn sẽ đặt điều chỉnh tự động ở 60 dặm một giờ để đi dọc theo xa lộ,” Pfluger nói. “Với EDM, bạn sẽ gặp phải một chút kẹt xe.” Bởi vì là những tia lửa, không phải dây, tiếp xúc với vật liệu, máy phải điều chỉnh liên tục sự cân chỉnh của nó. Nếu dây đụng vào mẫu làm việc, nó có thể gãy. “Điều bạn làm đó chính là bạn đang ổn định khoảng trống tia lửa gia công đó và khoảng cách rất nhỏ giữa điện cực và mẫu làm việc.”

Tuy nhiên, với sự cân nhắc đó đến từ khả năng cắt các vật liệu cứng nhất với cả độ chính xác đáng kinh ngạc và sức mạnh đáng kinh ngạc—về cơ bản là sự vũ khí hóa của sét. Nhìn vào những tác phẩm này và thất vọng rằng có lẽ không có điều gì khác có thể lắp ghép với niềm vui mê hồn như vậy.

Nhiều câu chuyện tuyệt vời hơn từ MYTOUR

• Chuyến đi kỳ vĩ của một người đàn ông tìm dữ liệu Cambridge Analytica của mình
• Những rủi ro khi Facebook hợp nhất tất cả các ứng dụng trò chuyện của mình
• Chấm dứt sự cố đóng cửa chính phủ không giải quyết được tình trạng chậm chuyến bay
• Đội máy bay không người lái thả bom chất độc để chiến đấu chống invasion của chuột
• Điện thoại đã trở nên nhàm chán chưa? Chúng sẽ trở nên kỳ lạ
• 👀 Bạn đang tìm kiếm những thiết bị công nghệ mới nhất? Kiểm tra các sản phẩm được chúng tôi lựa chọn, hướng dẫn mua sắm và các ưu đãi tốt nhất trong suốt cả năm
• 📩 Nhận thêm nhiều thông tin nội bộ hơn từ bản tin hàng tuần Backchannel của chúng tôi