Τι είναι το Wire EDM;

Τι είναι το Wire EDM;

1. Ποια είναι η αρχή του Wire EDM;

Η κατεργασία με σύρμα ηλεκτρικής εκκένωσης (Wire EDM) είναι μια μη παραδοσιακή διαδικασία κατεργασίας που βασίζεται στην αρχή της κατεργασίας ηλεκτρικής εκκένωσης. Χρησιμοποιείται συνήθως για την κοπή σκληρών υλικών, όπως ο σκληρυμένος χάλυβας εργαλείων και το καρβίδιο με τσιμέντο, και μπορεί να παράγει μεταλλικά μέρη με πολύπλοκα γεωμετρικά σχήματα.

    Η βασική αρχή λειτουργίας του Wire EDM μπορεί να απεικονιστεί με ένα διάγραμμα.

    Το σύρμα κοπής [2] τροφοδοτείται από ένα συρμάτινο καρούλι [1] μέσω κυλίνδρων οδήγησης [3] και ενός συγκροτήματος οδηγού [4]. Για να αντισταθεί στη φθορά, το συγκρότημα οδηγών είναι συνήθως κατασκευασμένο από διαμάντι. Το σύρμα κοπής συλλέγεται τελικά σε ένα καρούλι τύλιξης [5] ή κόβεται σε μικρά κομμάτια καθώς καταναλώνεται. Μέσω μιας σύνδεσης τροφοδοσίας, το σύρμα κοπής λειτουργεί ως κάθοδος και το τεμάχιο εργασίας ως άνοδος. Όταν το ηλεκτρόδιο (σε αυτή την περίπτωση, το σύρμα κοπής) φέρεται κοντά στο τεμάχιο εργασίας, εμφανίζεται μια εκκένωση σπινθήρα, προκαλώντας την αφαίρεση υλικού από το τεμάχιο εργασίας. Η εκκένωση υποστηρίζεται από ένα διηλεκτρικό υγρό [6], το οποίο βοηθά στην ψύξη του υλικού. η διαδικασία μπορεί επίσης να βυθιστεί πλήρως στο διηλεκτρικό ρευστό. Το διάκενο σπινθήρα [7] έχει ως αποτέλεσμα το επεξεργασμένο προφίλ να είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από τη διάμετρο του σύρματος [8]. Η διαδρομή κατεργασίας τυπικά ελέγχεται από την κίνηση του τεμαχίου εργασίας στο οριζόντιο επίπεδο.

    Η διαδικασία Wire EDM μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια.

    1. Σχηματισμός τόξου μεταξύ ηλεκτροδίου και τεμαχίου εργασίας: Στο Wire EDM, ένα λεπτό, αγώγιμο μεταλλικό σύρμα χρησιμοποιείται ως ηλεκτρόδιο. Η απόσταση μεταξύ του ηλεκτροδίου και του τεμαχίου εργασίας είναι πολύ μικρή, αλλά δεν υπάρχει άμεση φυσική επαφή. Με την εφαρμογή υψηλής τάσης σχηματίζεται εκκένωση τόξου.

    2. Το τόξο δημιουργεί μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης: Η ενέργεια που παράγεται από την εκκένωση τόξου είναι πολύ υψηλή, με αποτέλεσμα το μέταλλο στην επιφάνεια του τεμαχίου να θερμαίνεται στιγμιαία σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτή η περιοχή υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης επιτρέπει την εξάτμιση και τη διάβρωση της μεταλλικής επιφάνειας.

    3. Διάβρωση και αφαίρεση μετάλλων: Στην περιοχή υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, το μέταλλο αρχίζει να διαβρώνεται και να διαλύεται. Τα διαβρωμένα μεταλλικά σωματίδια ξεπλένονται από κρουστικά κύματα, επιτυγχάνοντας έτσι την αφαίρεση του υλικού από το μεταλλικό τεμάχιο εργασίας. Το τόξο κινείται συνεχώς μεταξύ του ηλεκτροδίου και του τεμαχίου εργασίας, επιτρέποντας σε ολόκληρη τη διαδικασία κοπής να σχηματίσει το επιθυμητό σχήμα στη μεταλλική επιφάνεια. Η αφαίρεση υλικού στο Wire EDM συμβαίνει λόγω της επίδρασης σπινθήρων στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Αυτοί οι σπινθήρες δεν είναι συνεχές ρεύμα αλλά μάλλον βραχύβιες ηλεκτρικές εκκενώσεις που συμβαίνουν εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο. Κατά την κατεργασία κλειστών περιοχών, το τεμάχιο εργασίας για μια μηχανή Wire EDM έχει μια διαμπερή οπή ως σημείο εκκίνησης για την κοπή και το σύρμα πρέπει να περαστεί μέσω αυτής της οπής πριν ξεκινήσει η κοπή.

    Η διαδικασία εισαγωγής του σύρματος από τον επάνω οδηγό στον κάτω οδηγό ονομάζεται σπείρωμα. Οι μηχανές EDM με σύρμα μπορεί να διαθέτουν σύστημα αυτόματου σπειρώματος ή μπορεί να απαιτούν χειροκίνητη συμπλήρωση. Επιπλέον, το σύστημα έχει γενικά έναν αισθητήρα για την ανίχνευση θραύσης σύρματος κατά τη διαδικασία κοπής σύρματος EDM.

Ποια υλικά είναι κατάλληλα για το Wire EDM;

Το Wire EDM είναι πολύ πρακτικό για την κατεργασία σκληρών και εύθραυστων υλικών, όπως χάλυβας εργαλείων, σκληρυμένο χάλυβα εργαλείων, καρβίδιο με τσιμέντο, Inconel και άλλα υλικά που είναι δύσκολο να επεξεργαστούν με παραδοσιακές μεθόδους. Χρησιμοποιείται επίσης για την κατεργασία εξαρτημάτων με πολύπλοκα περιγράμματα στην αεροδιαστημική ή την ιατρική βιομηχανία.

Εκτός από αυτά, το Wire EDM μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κοπή οποιουδήποτε αγώγιμου υλικού, συμπεριλαμβανομένου του χαλκού, του ορείχαλκου, του αλουμινίου, του Hastelloy κ.λπ.

Μπορεί να κοπεί ο γραφίτης με Wire EDM;

Ναι, οι μηχανές Wire EDM μπορούν να κόψουν γραφίτη. Ωστόσο, ο γραφίτης είναι εύθραυστος και απαιτεί προσεκτικό χειρισμό και η ταχύτητα κοπής είναι πολύ αργή. Επιπλέον, είναι καλύτερο να επεξεργαστείτε γραφίτη συμβατικά μέσω φρεζαρίσματος, χρησιμοποιώντας Wire EDM για πολύπλοκα περιγράμματα. Με αυτόν τον τρόπο, η διαδικασία μπορεί να γίνει πιο οικονομική και πιο γρήγορη. Μετά το EDM, ο γραφίτης πρέπει να στεγνώσει για να αφαιρεθεί η υγρασία.

Μπορεί το τιτάνιο να κατεργαστεί με EDM;

Ναι, οι μηχανές Wire EDM μπορούν να κόψουν κράματα τιτανίου. Το σύρμα κοπής ορείχαλκου με επίστρωση ψευδαργύρου (ηλεκτρόδιο) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιτευχθεί καλύτερη ταχύτητα και φινίρισμα επιφάνειας. Επιπλέον, η θραύση του σύρματος μπορεί να είναι ένα πρόβλημα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής, το οποίο μπορεί να ελαχιστοποιηθεί ρυθμίζοντας την τρέχουσα τιμή και το μήκος του "χρόνου απενεργοποίησης παλμού".

Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και περιορισμοί του Wire EDM

Πλεονεκτήματα: Το Wire EDM είναι μια ακριβής διαδικασία κοπής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοπή δύσκολων προφίλ με στενές ανοχές, ακόμη και μικρού μεγέθους τεμαχίων που δεν μπορούν να κοπούν με παραδοσιακές διαδικασίες κατεργασίας. Μπορεί εύκολα να κόψει μαλακά μέταλλα όπως ορείχαλκο και χαλκό, εύθραυστα υλικά όπως γραφίτης και σκληρά υλικά όπως καρβίδιο με τσιμέντο και Inconel. Το Wire EDM μπορεί να κόψει τεμάχια με ύψος έως 300 mm ή βάρος έως 1000 κιλά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοπή αιχμηρών γωνιών (με αμελητέα ακτίνα) χωρίς να αφήνει γρέζια ή σημάδια από εργαλεία. Το ηλεκτρόδιο είναι ένα απλό καλώδιο στη μηχανή Wire EDM, επομένως το κόστος του εργαλείου είναι σχετικά χαμηλό.

Μειονεκτήματα και περιορισμοί: Το σύρμα EDM μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την κοπή αγώγιμων υλικών. Η ταχύτητα κοπής ή ο ρυθμός αφαίρεσης υλικού του Wire EDM είναι χαμηλή και αντιοικονομική, επομένως χρησιμοποιείται συχνά για την κατεργασία πολύ σκληρών υλικών ή δύσκολα στη μηχανή προφίλ. Το σύρμα EDM μπορεί να αφήσει ένα στρώμα ανακατασκευής στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, το οποίο απαιτεί δευτερεύουσες λειτουργίες όπως το γυάλισμα για να αφαιρεθεί. Η θραύση του σύρματος είναι ένα πρόβλημα στο Wire EDM, με αποτέλεσμα την απώλεια χρόνου και κάποιου υλικού καλωδίων. Το καλώδιο (ηλεκτρόδιο) στο Wire EDM δεν μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί και απορρίπτεται μετά από μία χρήση, γεγονός που αυξάνει το κόστος.