图1  群星伴太阳式的部件外形原先要采用电火花线切割（wire EDM）加工方法用4个单独刀具进行制造，而如今只是采用精密电解加工（PEM）方法制造的单一精密冲压件的一个组成部分而已。值得注意的是围绕切削的整个处理过程

作为电解加工或电化学加工（ECM）技术的一种进步，精密电解加工是一种为传统切屑产生型机加工工艺提供了替代方案的非接触式加工技术，适用于那些涉及到复杂精细的几何形状、高加工难度材质或严格表面光洁度要求的加工任务。

自20世纪60年代开发该技术以来，电解加工或电化学加工（ECM）在那些涉及到复杂几何形状、高加工难度材质或严格表面光洁度要求的任务中找到了合适的定位。但是，这种非接触式的机加工工艺一直在本质上受到电流流量这个材质去除催化剂的限制。一项最近推出的技术承诺对此做出改变，它为制造工业中实质上任何领域的加工厂所面临的艰巨工作提供了一种传统切屑碎屑型加工技术的新替代技术。

这项精密电解加工（PEM）技术在德国开发成功并在IMTS 2010展会上向北美市场推出，据说这项技术采用了将更高能量的电流更直接地集中于工件上的方式，显著提升了加工精度和表面光洁度。据开发方PEM Technologies（位于新泽西州Ridgefield）表示，PEM能够在各类硬化材质上切割出各种精密复杂的形状，表面光洁度可以光滑到1微英寸Ra并且将误差控制到0.0002英寸之内——这些全部可在单次作业中实现，其中不会消耗任何刀具，也不会将任何应力施加于工件之上。

图2  工件和刀具分别成为了电解池的阳极和阴极。ECM的特点通常被描述为“逆向电镀”。经过水解过程，电解液内的水溶入了氢阳离子（H+）和氢氧阴离子（OH-）。OH-会附着在溶液内的金属微粒上并中和其电荷，使得这些微粒可以被溶液冲走，而不会镀到刀具上

PEM的基本工作原理与传统ECM相同，用电流诱发化学反应，从而在原子级别上做到去除材料的效果。充上负电荷的电极（阴极）拥有所想要加工出来的几何形状的镜像形状，阴极将前进至离充上正电荷的工件（阳极）不足千分之一英寸的地方。而导电性电解溶液在这个间隙间流过，构成了完整的电路。随着电流的流动，充正电荷的工件的原子会脱落下来并在受吸引移向充负电荷的电极，这种状况与电镀过程中发生的情况类似。但是，在这种情况下，电解液的硝酸钠和水成份形成了一种能够中和金属颗粒电荷的化学反应，使得这些颗粒被水流带走而不会电镀到刀具上。

PEM与传统ECM之间的差异是前一种工艺采用了脉冲电流和振荡刀具。更为具体地说，传统ECM保持着一种恒定不变的间隙尺寸和电荷，而PEM让刀具前进至距部件近得多的距离－达到了约10微米以内－并且释放出受控但更为强劲的电脉冲，然后缩回。“在间隙更短的情况下，因为电化学电阻更低，我们就能形成非常大的电流，但是只能在较短的时间段内存在，以避免导致电解液沸腾以致此工艺效果变差，”PEM Technologies公司副总裁Don Risko这样解释道。“这样就使得电极的形状更为精确地体现在工件之上并形成更为光洁的表面。”

Risko先生表示，电解加工用于制造那些通过传统工艺很难或不可能制造的外形，此项技术对于所有导电性材质都同样有效，而不论材质的硬度或其它特性如何。作为一种区域性加工工艺，PEM可以同时采用多个电极来同时制造大量的部件。而且，由于电极与工件之间不存在接触，所以这种技术消除了部件上出现机械变形的风险。这样就让用户可以在无需二次作业的情况下达成精细而无毛刺的表面光洁度。与类似地涉及到用于去除材料的电极的电火花机加工（EDM）工艺不同，PEM工艺中的电极和电解液都不会在加工过程中劣化和降解，Risko先生补充说，PEM的加工速度能够比EDM快5~10倍。

虽然这些优点可能在宽广的工业类别中都有用途，但Risko先生强调说，PEM只是一种小适用范围的工艺。“他说明道，这取决于经济性以及所考虑的具体应用。”例如，尽管这种工艺比传统机加工工艺要求投入更大的先期投资，但PEM设备在整个生命周期内的维护、工具和其它成本在典型情况下都更低。

Risko先生大力鼓励用户与其公司联系，安排进行一次应用评估并获得演示原型或PEM机加工中心的估价。这家公司还为那些想要利用这一工艺却不想自已拥有设备的制造商提供了合同加工服务。

这家公司的PEM机加工中心由4个主要部件构成：设备本身，采用花岗石和不锈钢制造以获得良好刚性；一台PEMPower单元，用于提供精密脉冲电源所需要的模块化和动态直接电流；PEMAqua电解液系统，提供了微过滤功能及可变电流、受控的pH度、导电率和温度控制；以及PEMControl系统，一台基于PC的数据中心（CNC）装置，附带触摸屏界面和图形化状态显示。所有这些部件均为模块化组件，提供了多种多样的配置备选方案，可适合任何设施布局。