เครื่องกัดขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า (EDM) ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขึ้นรูปแม่พิมพ์และชิ้นส่วนที่มีรูและโพรงรูปทรงซับซ้อน การแปรรูปวัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้าต่างๆ เช่น โลหะผสมแข็งและเหล็กชุบแข็ง การขึ้นรูปรูลึกและละเอียด รูรูปทรงพิเศษ ร่องลึก รอยต่อแคบ และการตัดชิ้นส่วนบางๆ เป็นต้น การขึ้นรูปเครื่องมือขึ้นรูปต่างๆ แม่แบบ และเกจวัดเกลียว เป็นต้น

หลักการประมวลผล

ในระหว่างกระบวนการ EDM นั้น อิเล็กโทรดเครื่องมือและชิ้นงานจะเชื่อมต่อกับขั้วทั้งสองของแหล่งจ่ายไฟแบบพัลส์และจุ่มอยู่ในของเหลวทำงาน หรือของเหลวทำงานจะถูกป้อนเข้าไปในช่องว่างการปล่อยประจุ อิเล็กโทรดเครื่องมือจะถูกควบคุมให้เคลื่อนชิ้นงานผ่านระบบควบคุมช่องว่างอัตโนมัติ เมื่อช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองถึงระยะที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์ที่ส่งไปยังอิเล็กโทรดทั้งสองจะทำให้ของเหลวทำงานแตกตัวและเกิดการปล่อยประกายไฟ

ในช่องปล่อยประจุขนาดเล็ก พลังงานความร้อนจำนวนมากจะถูกรวมศูนย์อย่างฉับพลัน อุณหภูมิอาจสูงถึง 10,000 องศาเซลเซียส และความดันก็เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ทำให้โลหะเจือปนในบริเวณพื้นผิวชิ้นงานละลายและระเหยกลายเป็นไอในทันที แล้วระเบิดเข้าไปในของเหลวทำงาน จากนั้นจะควบแน่นอย่างรวดเร็วกลายเป็นอนุภาคโลหะแข็ง และถูกพัดพาไปกับของเหลวทำงาน ในขณะนี้ บนพื้นผิวของชิ้นงานจะเกิดรอยหลุมเล็กๆ การปล่อยประจุจะหยุดลงชั่วครู่ ของเหลวทำงานระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะกลับสู่สภาวะฉนวน

จากนั้นแรงดันพัลส์ถัดไปจะแตกตัวที่จุดอื่นซึ่งอิเล็กโทรดอยู่ใกล้กัน ทำให้เกิดการปล่อยประกายไฟและทำซ้ำกระบวนการนี้ ดังนั้น แม้ว่าปริมาณโลหะที่ถูกกัดกร่อนต่อการปล่อยพัลส์แต่ละครั้งจะน้อยมาก แต่ก็สามารถกัดกร่อนโลหะได้มากขึ้นเนื่องจากการปล่อยพัลส์หลายพันครั้งต่อวินาที โดยมีประสิทธิภาพการผลิตในระดับหนึ่ง

ภายใต้เงื่อนไขของการรักษาระยะห่างการปล่อยประจุคงที่ระหว่างอิเล็กโทรดเครื่องมือกับชิ้นงาน โลหะของชิ้นงานจะถูกกัดกร่อนในขณะที่อิเล็กโทรดเครื่องมือถูกป้อนเข้าไปในชิ้นงานอย่างต่อเนื่อง และในที่สุดก็จะได้รูปทรงที่สอดคล้องกับรูปทรงของอิเล็กโทรดเครื่องมือ ดังนั้น ตราบใดที่รูปทรงของอิเล็กโทรดเครื่องมือและโหมดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างอิเล็กโทรดเครื่องมือกับชิ้นงานเหมาะสม ก็สามารถขึ้นรูปชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนได้หลากหลาย อิเล็กโทรดเครื่องมือมักทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน มีการนำไฟฟ้าที่ดี จุดหลอมเหลวสูง และแปรรูปได้ง่าย เช่น ทองแดง กราไฟต์ โลหะผสมทองแดง-ทังสเตน และโมลิบเดนัม ในกระบวนการขึ้นรูป อิเล็กโทรดเครื่องมือก็มีการสูญเสียเช่นกัน แต่มีปริมาณน้อยกว่าการกัดกร่อนของโลหะชิ้นงาน หรือแทบจะไม่มีการสูญเสียเลย

ของเหลวที่ใช้ในการทำงานทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการปล่อยประจุ และยังมีบทบาทในการระบายความร้อนและการกำจัดเศษวัสดุระหว่างการประมวลผลด้วย ของเหลวที่ใช้ในการทำงานทั่วไปมักเป็นของเหลวที่มีความหนืดต่ำ จุดวาบไฟสูง และมีประสิทธิภาพคงที่ เช่น น้ำมันก๊าด น้ำปราศจากไอออน และอิมัลชัน เครื่องจักรประกายไฟเป็นเครื่องจักรแบบปล่อยประจุด้วยตนเอง โดยมีลักษณะดังนี้: ขั้วไฟฟ้าทั้งสองของการปล่อยประกายไฟจะมีแรงดันสูงก่อนการปล่อยประจุ เมื่อขั้วไฟฟ้าทั้งสองเข้าใกล้กัน ตัวกลางจะแตกตัวออก จากนั้นจึงเกิดการปล่อยประกายไฟขึ้น พร้อมกับกระบวนการแตกตัว ความต้านทานระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะลดลงอย่างรวดเร็ว และแรงดันระหว่างขั้วไฟฟ้าก็จะลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกัน ช่องประกายไฟจะต้องดับลงทันเวลาหลังจากคงอยู่เป็นระยะเวลาสั้นๆ (โดยปกติ 10⁻⁷-10⁻³ วินาที) เพื่อรักษาสภาพ "ขั้วเย็น" ของการปล่อยประกายไฟ (เช่น พลังงานความร้อนจากการแปลงพลังงานในช่องไม่ถึงความลึกของขั้วไฟฟ้าทันเวลา) เพื่อให้พลังงานในช่องถูกนำไปใช้ในขอบเขตที่น้อยที่สุด ผลกระทบของพลังงานในช่องอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของขั้วไฟฟ้าเฉพาะจุด วิธีการที่ ปรากฏการณ์การกัดกร่อนที่เกิดขึ้นเมื่อใช้การปล่อยประกายไฟในการตัดเฉือนวัสดุตามขนาดเรียกว่าการตัดเฉือนด้วยประกายไฟไฟฟ้า (EDM) EDM คือการปล่อยประกายไฟในตัวกลางของเหลวในช่วงแรงดันต่ำ ตามรูปแบบของอิเล็กโทรดเครื่องมือและลักษณะการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างอิเล็กโทรดเครื่องมือและชิ้นงาน EDM สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท ได้แก่ การตัดด้วยลวด EDM โดยใช้ลวดที่เคลื่อนที่ตามแนวแกนเป็นอิเล็กโทรดเครื่องมือและชิ้นงานเคลื่อนที่ไปตามรูปทรงและขนาดที่ต้องการ การเจียรด้วยลวด EDM โดยใช้ลวดหรือล้อเจียรนำไฟฟ้าเป็นอิเล็กโทรดเครื่องมือสำหรับการเจียรแบบรูเจาะหรือการเจียรขึ้นรูป การใช้สำหรับการตัดเฉือนเกจวงแหวนเกลียว เกจปลั๊กเกลียว [1] เฟือง ฯลฯ การแปรรูปรูขนาดเล็ก การผสมโลหะบนพื้นผิว การเสริมความแข็งแรงของพื้นผิว และการแปรรูปประเภทอื่นๆ EDM สามารถแปรรูปวัสดุและรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งยากต่อการตัดเฉือนด้วยวิธีการตัดเฉือนแบบธรรมดาได้ ไม่มีแรงตัดในระหว่างการตัดเฉือน ไม่ก่อให้เกิดครีบและร่องตัดและข้อบกพร่องอื่นๆ วัสดุของอิเล็กโทรดเครื่องมือไม่จำเป็นต้องแข็งกว่าวัสดุของชิ้นงาน ใช้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงในการแปรรูป ง่ายต่อการทำให้เป็นอัตโนมัติ หลังจากแปรรูปแล้ว พื้นผิวจะเกิดการเปลี่ยนแปลง ชั้นดังกล่าว ซึ่งในบางกรณีจำเป็นต้องกำจัดออกเพิ่มเติม นอกจากนี้ การจัดการกับมลพิษจากควันซึ่งเกิดจากการทำให้บริสุทธิ์และการแปรรูปของของเหลวที่ใช้ในการทำงานก็เป็นเรื่องยุ่งยาก