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.

Bankwerker, constructiebankwerker en machinebankwerker wat zijn de verschillen in deze functies?

Bankwerker is een functie in de werktuigbouwkunde. Een andere benaming die wordt gebruikt voor bankwerker is paswerker. Ook constructiebankwerker en machinebankwerker komen in de praktijk als functiebenamingen voor. De verschillende benamingen waar het woord bankwerker in voorkomt scheppen veel verwarring. Het is moeilijk om een exacte definitie te vinden voor de begrippen: bankwerker, constructiebankwerker en machinebankwerker. Hieronder wordt een beschrijving gegeven wat Technisch Werken onder deze functies verstaat. Hierbij dient te worden opgemerkt dat deze beschrijvingen en definities in de praktijk niet zo duidelijk zijn afgebakend. Er is ruimte voor overlapping van de functies en bijbehorende taken.

Bankwerker
Bankwerker is algemene functiebenaming binnen de werktuigbouwkunde. Bankwerkers vervaardigen onderdelen voor werktuigen. Hierbij kunnen ze gebruik maken van verschillende technieken. Een ervaren bankwerker kan goed technische tekeningen lezen. Aan de hand van deze tekeningen kan een bankwerker werkstukken en onderdelen vervaardigen voor constructies en machines. Hierbij kan een bankwerker gebruik maken van de bewerkingstechnieken: boren, knippen, zagen, lassen, draaien, frezen, hechten en lassen. Een bankwerker moet goed met machines kunnen werken. Er wordt onderscheid gemaakt tussen constructiebankwerkers en machinebankwerkers. Deze functies worden hieronder uitgelegd.

Constructiebankwerker
Constructiebankwerkers zijn bankwerkers die werkstukken maken ten behoeve van constructies. Hierbij kan gedacht worden aan plaatwerk, frames en het samenstellen en lassen van profielen voor staalconstructies. Een constructiebankwerker moet goed tekening kunnen lezen. Daarnaast moet een constructiebankwerker profielen en plaatstaal op maat kunnen zagen en knippen. Maatvoering is hierbij erg belangrijk. Constructiebankwerkers werken over het algemeen bij staalconstructiebedrijven en grote scheepsbouwers. Een constructiebankwerker vervaardigd in hoofdzaak zelf de onderdelen van een constructie en gebruikt hierbij verschillende gereedschappen. Het vervaardigen gebeurd niet door een machine die door de constructiebankwerker is ingesteld. Dit is het grote verschil met een machinebankwerker.

Machinebankwerker
Machinebankwerkers maken gebruik van machines om werkstukken en onderdelen te vervaardigen. Wanneer men het over machinebankwerkers heeft bedoelt men over het algemeen verspaners. Binnen de verspaning wordt vaak onderscheid gemaakt tussen conventioneel verspanen en CNC verspanen. Bij conventioneel verspanen wordt de draaibank of freesbank door de verspaner (machinebankwerker) zelf handmatig ingesteld. Bij CNC verspanen wordt echter gebruik gemaakt van een computer die aan de machine verbonden is. Een machinebankwerker is bij CNC verspanen voornamelijk bezig met het programmeren van de machines. Voordeel hiervan is dat een machine meer productie kan draaien omdat eerdere programmeringen  uit het systeem naar voren kunnen worden gehaald. Dit bespaart tijd wanneer vaker dezelfde producten worden gemaakt.

Machinebankwerkers produceren en vervaardigen over het algemeen ook onderdelen voor machines en werktuigen. Naast boren, draaien en frezen zijn er ook andere mogelijkheden om machineonderdelen te vervaardigen. Eroderen doormiddel van draadvonken en zinkvonken wordt vanwege de hoge nauwkeurigheid steeds meer toegepast in de specialistische machinebouw. Ook elektrochemisch verspanen (ECM) is een techniek die aan terrein wint in de machinebouw. Machinebankwerkers moeten zeer goed met machines kunnen werken. In tegenstelling tot constructiebankwerkers houden machinebankwerkers zich meestal bezig met een hoge nauwkeurigheid. De toleranties waaronder gewerkt moet worden bij machinebankwerken zijn vaak klein.

Bankwerker in de procestechniek
Binnen de procestechniek wordt de term bankwerker ook gebruikt. Zo zijn er bedrijven in de petrochemie die de functie bankwerker E & I gebruiken voor werkzaamheden op gasdistributiestations. Daarnaast wordt bankwerker genoemd in combinatie met de functie constructie flensmonteur. Op verschillende vacatures in de petrochemie wordt de functie “constructie flensmonteur/ bankwerker” weergegeven.

Met de term bankwerker wordt binnen de (petro)chemische industrie een werktuigbouwkundige bedoelt die flenzen aansluit en leidingen legt aan de hand van tekeningen. Daarnaast worden door bankwerkers in de procesindustrie ook kleppen en kranen geplaatst aan leidingsystemen. Deze systemen moet zeer nauwkeurig worden gemonteerd omdat er brandbare gassen en vloeistoffen onder hoge druk door de leidingen worden getransporteerd. Bankwerkers in de procesindustrie moeten aan hoge veiligheidseisen voldoen. Hiervoor krijgen deze bankwerkers speciale instructiefilmpjes, trainingen en opleidingen. Ook het gereedschap en de hijssystemen die deze bankwerkers gebruiken voldoet aan hoge kwaliteitseisen en veiligheidseisen. Een bankwerker in de procestechniek is een gespecialiseerd technicus die regelmatig bijgeschoold moet worden om aan de nieuwste veiligheidsrichtlijnen te voldoen.

Wat is een elektrode en hoe worden elektrodes gebruikt in de techniek?

Elektrodes worden in verschillende technieken. Een aantal voorbeelden van technieken waarbij elektrodes worden gebruikt is verspanen doormiddel van vonken zoals draadvonken en zinkvonken. Bij deze vormen van eroderen wordt gebruik gemaakt van elektrodes om doormiddel van vonken deeltjes van een werkstuk te verwijderen. Daarnaast wordt ook bij Electro Chemical Machining (ECM) gebruik gemaakt van elektrodes. Elektrodes worden niet alleen gebruikt bij het verspanen en vonken van werkstukken. Onderdelen van werkstukken kunnen ook mede door het gebruik van elektrodes aan elkaar worden verbonden doormiddel van (elektrode) lassen. Daarnaast wordt over elektrodes en kathodes gesproken in de kathodische bescherming van metalen. Elektrodes worden veelvuldig toegepast in de techniek. Daarom wordt hieronder informatie weergegeven over wat een elektrode precies is.

Wat is een elektrode?
Michael Faraday bedacht de term elektrode door twee Griekse woorden met elkaar te verbinden. Hiervoor gebruikte hij het Griekse woord voor barnsteen, dit is het woord ‘elektron’. Daarnaast gebruikte hij het Griekse woord voor weg, dit is het woord ‘hodos’. Zo ontstond het woord elektrode. Elektrodes zijn geleiders. Ze worden gebruikt voor het maken van contact met een niet metaal deel van een circuit. Ook kunnen elektrodes worden gebruikt voor het maken van contact met een deel van een elektrisch circuit dat die als vast onderdeel van het circuit kan worden beschouwd.

Elektrodes die gebruikt worden bij lassen
Wanneer gelast wordt met elektrodes wordt één elektrode met een klem verbonden aan het werkstuk. Met de andere elektrode wordt gelast. De elektrode kan hierbij afsmelten zoals bij elektrode lassen gebeurd. Bij deze lastechniek is de elektrode positief en het werkstuk negatief. Hierdoor smelt de elektrode. Bij deze vorm van lassen moeten regelmatig nieuwe elektrodes worden toegevoegd.

Er zijn ook niet afsmeltende laselektrodes zoals bijvoorbeeld worden gebruikt bij het TIG-lassen. Hierbij is de laselektrode negatief geladen en het werkstuk positief geladen. Daarom wordt hierbij meestal gebruik gemaakt van toevoegmateriaal dat door de lasser met de hand in het smeltbad moet worden aangebracht.

Elektrodes die worden gebruikt bij eroderen
Ook bij eroderen wordt gebruik gemaakt van twee elektrodes. Hierbij is het werkstuk één elektrode en wordt er daarnaast een andere elektrode toegevoegd. Dit kan bijvoorbeeld een staaf zijn zoals bij zinkvonken of een messing draad zoals bij draadvonken. Hierbij zorgen de twee elektrodes er voor dat er vonken ontstaan die een werkstuk (elektrode) de gewenste vorm geven. Hierbij is het werkstuk positief geladen en de elektrode negatief. Hierdoor wordt het werkstuk het meeste ‘aangetast’ tijdens het erodeerproces. Ook bij Electro Chemical Machining (ECM) wordt voor een groot deel met hetzelfde proces van twee elektrodes gewerkt. Hierbij wordt het werkstuk ook in de gewenste vorm gebracht doordat het werkstuk positief gepoold is ten opzichte van de elektrode van de machine. Alleen wordt bij eroderen gebruik gemaakt van een  olie die als diëlektricum dient. Bij Electro Chemical Machining (ECM) wordt juist gebruik gemaakt van elektrolyt, dit geleid juist elektriciteit waardoor een verbinding ontstaat tussen twee polen.

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.