ECM - Leeuwarden

Company description

Welkom op de website van ECM Technologies, een Research en Consultancy business op het gebied van Electrochemical Machining.
Electrochemical Machining (ECM) is een metaal verspaningstechniek welke gekenmerkt wordt door de hoge kwaliteit, hoge nauwkeurigheid en hoge verspaningssnelheid.
Door diverse ontwikkelingen in de afgelopen 3 decenia, is een nieuwe generatie ECM technologie ontstaan welke binnen 5 jaar een volwaardige concurrerende metaalverspanings-techniek zal zijn.

ECM Technologies is gericht op het innovatief verspanen van metalen middels electrochemie. Electrochemisch verspanen is een niet conventionele verspaningstechniek welke gekenmerkt wordt door de hoge verspaningssnelheidsnelheid en hoge oppervlakte kwaliteit. Door ontwikkelingen in de afgelopen 3 decenia kunnen nu ook hoge nauwkeurigheden behaald worden. Het proces is fysiek contactloos waardoor geen extra spanningen in het product geintroduceerd worden, geen toplaag deformatie in het product plaatsvindt en is daarnaast vrij van bramen. Voor electrochemisch verspanen is de hardheid niet relevant, wat betekent dat geharde stalen en exotische legeringen even snel bewerkt worden als bv aluminium. Door het principe van ECM is het soms voor de klant mogelijk een extra ontwerp vrijheid te genereren in het ontwerp van het product doordat middels ECM complexe vormen in een single step bewerkt kunnen worden.

ECM Technologies ontwikkelt op dit moment naast de Research en Consultancy tak een productiebedrijf waar producten voor derden bewerkt kunnen worden.

ECM

Electrochemical Machining (ECM) is een niet conventionele metaal verspaningstechniek gebaseerd op electrolyse, waardoor metaal Anodisch wordt bewerkt en lokaal wordt opgelost. De basis voor deze techniek is door de grootste onderzoeker allertijden Michael Faraday (1791-1867) gelegd.

Een Anode (werkstuk) en Kathode (Electrode, een ontwerp gebaseerd op de inverse vorm van het gewenste eindproduct) worden op een machine opstelling (frame met 1 of meerdere assen) ten opzichte van elkaar gepositioneerd. Door de ingestelde spleet (variërend van 10 – 1000 mm), tussen werkstuk en electrode, wordt een electrolyt gespoeld. Het electrolyt heeft als functie de stroom te geleiden en de reactieproducten (metaalionen, metaalhydroxiden/ -oxiden, warmte en gas) af te voeren tijdens het proces. Door het geleiden van een electrische stroom door Anode, electrolyt en Kathode wordt lokaal anodisch materiaal opgelost, tot het product de gewenste eindvorm (inverse vorm Kathode) heeft verkregen.

Location

Products

Alle metaal producten, gehard en ongehard.

Services

Productie van metalen producten
Research and Consultancy in de Electrochemie.

ECM - Aanverwante technieken

Hieronder staan in het kort enkele technieken beschreven die synoniem zijn aan electrochemisch bewerken / behandelen.

ECD Elecrochemical Deburring
Door middel van ECD is het mogelijk electrochemisch bramen van producten te verwijderen. Dit wordt op dit moment veel toegepast om in motoronderdelen, Automotive industrie, bramen te verwijderen.

ECD Electrochemical Drilling
Door middel van ECD worden bijvoorbeeld koelkanalen aangebracht in producten, deze koelkanalen kenmerken zich door de grote lengte/diameter verhouding van de holte.

CE Chemical Etching
Chemisch Etsen wordt toegepast om producten spanningsvrij te bewerken. Het materiaal wordt met behulp van de chemie lokaal opgelost. Door delen van het product te maskeren kan men enige selectiviteit toepassen. De nauwkeurigheden en snelheden zijn zeer laag.

EDM Electrical Discharge Machining
Vonkverspanen kenmerkt zich door de hoge haalbare nauwkeurigheid. Het materiaal wordt door een vonkoverslag verwijderd. Nadeel is dan ook dat de vonkoverslag tussen werkstuk en electrode een microstructuur verandering aan kan brengen aan het product. Tevens is de electrode gevoelig voor slijtage. En daarnaast wordt EDM gekenmerkt door de langzame verspaningssnelheid.

AM Anodic Machining
Anodisch bewerken staat in de literatuur synoniem voor ECM.

Plating
Door middel van plating wordt een micro laag aangebracht op de Kathode. Hierbij valt te denken aan vernikkelen en verzinken. De electrische schakeling is vergelijkbaar met ECM, maar men werkt bij plating in baden met veel lagere stroomdichtheden. Hierbij is de kathode het werkstuk en de anode de electrode, meestal een plaat.

Titanium implants - Titanium producten met hoge polijstkwaliteit

Diverse producten - Single step products

Blisks (Bladed Disks) - Complex shape products

Aerospace product - Inconel and Titanium alloys

Materials

• Construction or carbon steel
• General cast steel
• Gray cast iron
• Iron
• Copper (alloys)
• Stainless steel
• Nickel (alloys)
• Titanium (alloys)
• Special steel
• Spring steel
• Zinc (alloys)

Certificates

• AS9001
• ISO14000
• ISO 9000

Special production facilities

• ECM; Electrochemisch bewerken van producten (vorm, ontbraam en polijst techniek).
  
  ECM - Voordelen en nadelen
  
  Het ECM proces biedt vele voordelen en nadelen ten opzichte van andere verspaningstechnieken. Deze zijn weer onder te verdelen in machine, materiaal, en product.
  
  Machine voordelen:
  Lage running en tooling kosten
  Initiële investering in tooling is hoog, maar de Recurring Costs zijn laag
  “Geen” electrode slijtage
  
  Materiaal voordelen:
  
  De hardheid, taaiheid en thermische weerstand zijn niet van invloed op de material removal rate (MRR). Voor het bewerken van het product is het eveneens niet van belang of het bewerkt wordt voor of na een hardingsstap.
  MRR is hoog, ongeveer 1,5 cm3/min bij 1000A DC.
  MRR is onafhankelijk van type materiaal
  Harde en taaie legeringen worden even snel verspaand als bijvoorbeeld Aluminium
  
  Product voordelen:
  
  Het product is na bewerking vrij van bramen.
  Contact loos bewerkingsprincipe.
  Het proces brengt geen thermische of fysische spanning in het product.
  Geen toplaag deformatie zoals bij andere verspaningstechnieken
  3-Dimensionale producten kunnen in een single step bewerkt worden
  Hoge oppervlakte kwaliteiten haalbaar (Ra < 0,05 µm) afhankelijk van materiaal.
  Hoge dimensie nauwkeurigheden haalbaar
  Materiaal spanning die tijdens het proces vrijkomen, worden waar mogelijk gecompenseerd.
  Roest vast staal wordt in de toplaag beïnvloed door diverse verspaningstechniek, waardoor toch lokaal roestvorming kan optreden. Dit treedt niet op bij ECM.
  Door het toepassen van ECM is het mogelijk grotere ontwerpvrijheid te genereren voor het product.
  ECM is een techniek met hoge verspaningssnelheden en relatief lage kosten.
  
  Naast vele voordelen kent ECM ook enkele nadelen.
  
  Nadelen:
  ECM staat bekend vanuit het verleden als een milieubelastend proces. Door ontwikkelingen in de electrolyt behandeling is het proces minder milieu belastend. Door het realiseren van een gesloten electrolyt behandelingssysteem worden lozingen op het riool uitgesloten. Het geproduceerde slib kan tegenwoordig met of zonder nabehandeling als grondstof worden ingezet. Dit is afhankelijk van het verspaande materiaal.
  Elk product en materiaal vereisen een nieuw onderzoek
  Hogere productie aantallen zijn noodzakelijk omdat voor ieder product een speciale electrode ontwikkeld moet worden. Optimum is afhankelijk van complexiteit en materiaal.
  Hoge energie consumptie, maar veel lager dan andere niet conventionele verspaningstechnieken.
  Ontwerp van electrode is complex en initieel duur, daar staat een “oneindige” levensduur tegenover.
  ECM vereist een relatief hoog kennisniveau van personeel.
  
  ECM - Procesopbouw
  
  Rondom ECM zijn diverse kennisgebieden te specificeren, hieronder worden enkele kennisgebieden genoemd.
  
  Electrochemische proceskennis
  Het is van belang kennis te hebben op het gebied electrochemie, zowel fundamenteel als toegepast om een optimale procesafloop te kunnen realiseren.
  Machinebouw
  Frame
  Stijfheid
  Voeding (Electrical Power Supply)
  DC (Direct Current), Continue en gepulst
  Assen
  Stijfheid beïnvloedt nauwkeurigheid mbt positioneren electrode tov product. Enkelvoudige en multivoudige systemen.
  Electrolyt regeneratie
  Kwaliteit en stabiliteit bepaald de kwaliteit van het proces, maar vervuiling beïnvloedt ook de electrode dimensies.
  Electroden
  Ontwerp is essentieel, mbt front en side gaps, toe en afvoer van electrolyt en electrische aansluitingen.
  Fundamenteel onderzoek
  In een ontwerp fase van een machine of proefopstelling voor bijvoorbeeld een haalbaarheidsstudie is het al van belang iets over het oplosgedrag van het materiaal te weten. Daarnaast is het belangrijk al rekening te houden met het toepassen van materialen in het machine concept welke chemisch resistent dienen te zijn tegen het toe te passen electrolyt. De samenstelling van het electrolyt wordt tijdens het Fundamenteel onderzoek gedefinieerd.
  Applicatie gericht onderzoek
  Applicatie gericht onderzoek wordt toegepast als bijvoorbeeld een haalbaarheidsstudie moet worden verricht. In deze fase wordt ook reeds onderzoek gedaan naar de procesafloop en het optimaliseren van het electrodeconcept.