Jaké jsou výhody a nevýhody grafitových elektrod ve srovnání s tradičními kovovými elektrodami?

Výhody

1. Vyšší rychlost obrábění
   Grafitové elektrody nabízejí 2–3krát vyšší rychlosti obrábění než měděné elektrody, což je zvláště patrné při obrábění tenkožebrových elektrod. Díky řeznému odporu, který je pouze 1/5 odporu mědi, umožňuje grafit vyšší účinnost obrábění a výrazně zkracuje dobu zpracování.

2. Lehká
   Grafit má hustotu pouze 1/5 hustoty mědi, což snižuje zatížení obráběcích strojů a minimalizuje opotřebení zařízení, a proto je obzvláště vhodný pro velké formy a elektrody.

3. Nízký koeficient tepelné roztažnosti
   Koeficient tepelné roztažnosti grafitu je pouze 1/30 koeficientu mědi, což zajišťuje minimální deformaci během obrábění za vysokých teplot a udržuje vyšší přesnost obrábění, zejména u hlubokých, úzkých žeber a tenkostěnných dílů.

4. Nízké opotřebení
   Během obrábění elektroerozí se atomy uhlíku v dielektrické kapalině rozkládají při vysokých teplotách a vytvářejí ochranný film na povrchu grafitové elektrody, čímž kompenzují opotřebení elektrody. Naproti tomu měděné elektrody mají tendenci vytvářet otřepy, které vyžadují dodatečné ruční opracování.

5. Bez otřepů a snadno se leští
   Grafitové elektrody po obrábění nezanechávají otřepy, což eliminuje potřebu následného zpracování a usnadňuje automatizovanou výrobu. Jejich nízký odpor proti řezu navíc zjednodušuje broušení a leštění.

6. Cenově výhodné
   Vzhledem k rostoucím cenám mědi v posledních letech zůstávají grafitové elektrody v ceně relativně stabilní. Navíc jsou grafitové elektrody o 30–60 % levnější než měděné elektrody stejného objemu.

7. Vynikající výkon při vysokých teplotách
   Grafitové elektrody mají sublimační teplotu až 3650 °C, což výrazně překračuje bod tání mědi (1083 °C), což zajišťuje stabilitu ve vysokoteplotním prostředí a vhodnost pro obráběcí aplikace s vysokým výkonem a vysokým proudem.

8. Vynikající v obrábění složitých tvarů
   Grafitové elektrody se snadno tvarují do složitých geometrií, což splňuje požadavky přesných forem a nepravidelně tvarovaných dílů, zatímco měděné elektrody čelí větším výzvám při obrábění složitých tvarů.

Nevýhody

1. Nižší mechanická pevnost
   Grafitové elektrody mají relativně nízkou mechanickou pevnost, takže jsou náchylné k odštípnutí na ostrých rozích, zejména při hrubém obrábění. Aby se zabránilo zlomení nebo vylomení rohů, jsou nutné lehké řezy s vysokými posuvy.

2. Tvorba prachu
   Obrábění grafitových elektrod produkuje značné množství prachu, což vyžaduje specializované systémy těsnění a odsávání prachu k ochraně obráběcích strojů a zdraví obsluhy.

3. Špatný výkon při drátovém EDM
   Při drátovém elektroerozivním obrábění (Wire EDM) vykazují grafitové elektrody řezné rychlosti přibližně o 40 % nižší než měděné elektrody a jsou náchylné k přetržení drátu, což je činí nevhodnými pro vysoce přesné drátové řezání.

4. Omezení drsnosti povrchu
   Dosažení úrovně drsnosti povrchu pod VDI12 (Ra 0,4 μm) je u grafitových elektrod náročné. Pro obrábění s zrcadlovým leskem zůstávají preferovanou volbou měděné elektrody.

5. Obtíže s recyklací
   Odpad z grafitových elektrod má nízkou recyklační hodnotu a je obtížné jej znovu využít, což zvyšuje náklady na jeho využití a dopad na životní prostředí.

6. Křehkost a náchylnost k lomu
   Grafitové elektrody jsou křehké, zejména tenké nebo úzké elektrody, které jsou náchylné k lámání vlivem vnějších sil, a vyžadují opatrné zacházení.

7. Nevhodné pro jemné obrábění povrchového erozivního obrábění
   Pro jemné obrábění povrchovým výbojem vyžadující povrchovou úpravu pod VDI12 (Ra 0,4 μm) dosahují grafitové elektrody ve srovnání s měděnými elektrodami horšího výkonu, což ztěžuje splnění požadavků na vysoce přesný povrch.