Wat is erosie en heeft erosie ook invloed op de techniek?

Erosie is een slijtageproces. Dit proces kan op verschillende manieren plaatsvinden. Kenmerkend voor erosie is dat het object dat onderhevig is aan erosie wordt verkleind door slijtage. Hierbij kan een deel van het materiaal van het object worden verplaatst of geheel verdwijnen. Erosie gebeurd in de natuur bijvoorbeeld door stromend water, gletsjers, hagel en wind. Deze verschillende processen kunnen worden versterkt wanneer bijvoorbeeld stromend water en wind ook zand meevoeren. Zand heeft een schurende werking waardoor bijvoorbeeld rotsen of oude bomen langzaam maar zeker kunnen afslijten. Ook vulkanisme in inslagen van vulkanen kunnen voor erosie zorgen.

Verschil tussen erosie en verwering
Erosie is iets anders dan verwering. Het belangrijkste verschil tussen erosie en verwering is dat verwering zorgt voor breuk en andere beschadiging zonder dat er materiaal daadwerkelijk wordt weggevoerd. Door de uitwerking van zogenoemde exogene krachten (natuurkrachten) kan materiaal breken of kunnen er barsten ontstaan. Het materiaal blijft op dezelfde plek maar veranderd van toestand en kwaliteit. Dit noemt men verweren. Bij erosie slijt het materiaal en wordt het kleiner. De delen van het materiaal worden weggenomen met de stroom van water of de kracht van de wind.

Erosie in de techniek
Staalconstructies en andere objecten kunnen ook onder erosie leiden wanneer deze in de buitenlucht zijn geplaatst. Hierbij kan gedacht worden aan constructies die veel wind vangen maar ook aan objecten die in het water staan. Met name zeewater kan door de schurende werking van zand voor erosie zorgen. Voor staalobjecten komt er bij zeewater nog een probleem aan de orde. Het zout in zeewater kan ook voor corrosie oftewel roest zorgen. Het is belangrijk dat constructeurs goed rekening houden met de werking van de omgevingsinvloeden die rondom de constructie aanwezig (kunnen) zijn. Als met deze erosie geen rekening wordt gehouden kan het object of onderdelen daarvan slijten.

Erosie, vonkverspanen en eroderen
Erosie kan ook plaatsvinden doormiddel van vonken. Dit proces wordt ook wel vonkverspanen genoemd en is een niet conventionele verspaningstechniek. Hierbij wordt doormiddel van vonken een metalen object in de gewenste vorm gebracht. Dit kan bijvoorbeeld doormiddel van draadvonken of zinkvonken. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van elektrodes die doormiddel van kortsluiting vonken vormen. Deze vonken verwijderen kleine deeltjes van het werkstuk. Hierdoor ontstaat als het ware een kunstmatige erosie die in een versneld tempo en gecontroleerd plaatsvind.

Ook eroderen kan als een soort kunstmatige erosie worden beschouwd. Hierbij wordt het werkstuk ook in de gewenste vorm gebracht door gebruik te maken van elektrodes. Het werkstuk is hierbij één elektrode en daarnaast wordt ook nog een vormgevende elektrode gebruikt als ‘gereedschap’. Tussen de twee elektrodes stroomt een diëlektricum. Dit verwijdert de kleine deeltjes die van het werkstuk zijn verwijderd tijdens het eroderen. Eroderen is een soort verspanende techniek waarmee zeer gladde oppervlaktes kunnen worden gemaakt op machineonderdelen. Er ontstaan namelijk geen metaal bramen. Eroderen is daardoor zeer geschikt voor hoogwaardige machineonderdelen voor de medische machinebouw en fijnmechanica.

Wat is zinkvonken en waarvoor is zinkvonken geschikt?

Zinkvonken is een verspaningstechniek waarmee geleidende metalen in de juiste vorm kunnen worden gebracht. Zinkvonken valt onder vonkverspaning en is een elektro-thermische verspaningstechniek. Bij deze verspaningstechniek worden stukjes van een basismateriaal verwijdert doormiddel van elektriciteit.

Bij zinkvonken zinkt de elektrode in het werkstuk. De elektrode die hiervoor gebruikt wordt is van koper of grafiet gemaakt. De elektrode verplaatst zich langzaam door het werkstuk naar beneden waarbij doormiddel van vonken deeltjes van het werkstuk worden verwijdert. De machine bevat een computer waarin een programma kan worden geschreven. Dit programma bepaald de ‘weg’ die de elektrode aflegt door het werkstuk heen.

Hoe werkt zinkvonken?
Tussen de elektrode en het werkstuk is een spanningsverschil aanwezig. Er ontstaat een kortsluiting tussen het werkstuk en de elektrode. Hierbij ontstaan vonken die kleine beetjes materiaal van het werkstuk langzaam maar zeker verwijderen. De deeltjes worden vloeibaar of verbranden. Het is belangrijk dat de deeltjes goed worden verwijdert. Daarom wordt gebruik gemaakt van een niet geleidende olie. Dit wordt ook wel een diëlektricum genoemd. Dit diëlektricum neemt tijdens het zinkvonken de metaaldeeltjes mee en voert ze daardoor af richting een filter. Daar blijven de metaaldeeltjes achter. Het gezuiverde diëlektricum kan daarna weer voor het zinkvonken worden gebruikt.

Waarvoor kan zinkvonken worden gebruikt?
Doormiddel van zinkvonken kunnen werkstukken zeer nauwkeurig in de juiste vorm worden gebracht. Er kan gewerkt worden met hele kleine toleranties van duizendsten nauwkeurig. De nauwkeurigheid van de elektrode is hierbij van groot belang. Voor het optimaal bewerken van een werkstuk heeft een zinkvonkmachine verschillende assen nodig. Een moderne zinkvonkmachine bevat een X,Y en Z-as en daarnaast wordt er gebruik gemaakt van een roterende C-as . Zo kan het werkstuk vanuit bijna alle posities doormiddel van de elektrode worden bewerkt. Zinkvonken wordt gebruikt voor het vervaardigen van machines en onderdelen waarbij nauwkeurigheid een grote rol speelt.

Wat is vonkverspaning en wat is draadvonken?

Draadvonken is een vorm van verspaning. Doormiddel van verspaning worden metalen basisproducten in de werktuigbouwkunde in de juiste vorm gebracht. Bij verspaning worden kleine spaantjes van het basisproduct verwijdert. Verspaning zorgt er voor dat het gewenste product een geringere massa heeft dan het oorspronkelijke basisproduct. Verspaning kan op verschillende manieren worden gedaan. Vonkverspaning is hiervan één voorbeeld.

Wat is vonkverspaning
Draadvonken wordt gebruikt bij het verspanen van geleidende metalen bijvoorbeeld: koper,  aluminium, en hardmetaal. Draadvonken is een vorm van vonkverspanen. Bij het vonkverspanen wordt gebruik gemaakt van een elektrode om vonkerosie te creëren. Hierdoor kunnen metalen in de juiste vorm worden gebracht. Bij vonkverspaning ontstaan zeer hoge temperaturen. Deze temperaturen ontstaan door het plaatselijke plasmakanaal dat tijdens het vonken wordt gevormd. Om er voor te zorgen dat de hoge temperaturen tijdens het vonken niet bij het werkstuk kunnen komen wordt het werkstuk in niet geleidende olie geplaatst. De olie vormt tijdens het vonken een diëlektricum omdat de olie zo is samengesteld dat deze niet geleid. Daarnaast zorgt het diëlektricum voor afkoeling. Ook zorgt het diëlektricum er voor dat het plasmakanaal kan worden geconcentreerd op de plaats waar de verspaning moet plaatsvinden. Spanen en andere kleine deeltjes die tijdens het verspanen van het werkstuk afkomen worden doormiddel van het diëlektricum weggespoelt. Het diëlektricum wordt voortdurend gefilterd om te voorkomen dat er stukjes geleidend metaal in de olie blijven zitten.

Wat is draadvonken
Bij draadvonken wordt gebruik gemaakt van twee elektroden. Het werkstuk is de eerste elektrode en de erodeerdraad is de tweede elektrode, ze bezitten een tegengestelde polariteit. De erodeerdraad is gemaakt van glad messing. De erodeerdraad staat onder elektrische wisselspanning en zo ontstaat er kortsluiting tussen het werkstuk en de draad. Er wordt gebruik gemaakt van korte pulsen waarvan de frequentie en kracht ingesteld kunnen worden.

Tijdens het draadvonken schieten van de het werkstuk en de erodeerdraad vonken af waardoor kleine deeltjes van het werkstuk en de draad afbreken. Daarom moet het draad voortdurend worden toegevoerd. Dit gebeurd met een statische snelheid. Draadvonken is een contactloze manier van verspanen die computergestuurd verloopt. Het is een feite een CNC verspaning. De draad verplaatst zicht door het werkstuk volgens het parcours dat in de computer is ingeregeld.

Waarvoor is draadvonken geschikt?
Vanwege de contactloze manier van verspannen kunnen materialen van een verschillende hardheid worden bewerkt. Daarnaast kunnen zeer dunne producten ook doormiddel van draadvonken de gewenste vorm krijgen. Het draadvonken is daardoor geschikt voor precisieproducten die tot de µ nauwkeurig zijn. Tijdens het draadvonken wordt er, in tegenstelling tot verspanen doormiddel van beitels, geen druk op het werkstuk uitgeoefend. Het werkstuk vervormd tijdens het draadvonken niet of nauwelijks.