Drátové elektroerozivní obrábění

Drátové elektroerozivní obrábění je nekonvenční současná elektrotermická technika, která využívá elektrické jiskry k erozi materiálu z cílového materiálu (Job material). Lze jí řezat do tvaru složitých konstrukčních prototypů a používá se také ke střihání dílů ve velkých objemech s vysokou rozměrovou stabilitou. Malé kontury nebo mikrootvory lze snadno tvarovat pomocí standardního drátového elektroerozivního obráběcího stroje s minimálním opotřebením nástroje. Jedná se o přesnější a preciznější proces než konvenční techniky řezání kovů. Jednou z jeho hlavních vlastností je, že dokáže téměř prorazit jakýkoli vysoce pevný a vodivý materiál a tvarovat složité geometrie bez použití mechanické síly. Tento příspěvek na blogu upozorňuje na obrovský potenciál obrábění pomocí elektroerozivního drátového řezání a pojednává o jejich aplikacích, typech a možnostech stříhání.

Drátové elektroerozivní obrábění: úvod do procesu

V kovozpracujícím průmyslu je elektroerozivní obrábění drátem (EDM) považováno za přesnou a precizní techniku, která používá tenký drát (elektrodu) elektricky nabitý ke střihání kovů. Drát se pohybuje v dielektrické kapalině, která materiál ochlazuje a odstraňuje také erodované částice.

Při elektroerozivním obrábění se materiál neodstraňuje přímým řezáním, ale k erozi materiálu se používá elektrický výboj. Místo řezání jej taví nebo odpařuje, což nástroji dodává velkou přesnost a produkuje velmi málo třísek. Tento proces je výhodný pro výrobu dílů, které je obtížné obrábět běžnými technikami, pokud jsou materiály elektricky vodivé.

Jak funguje elektroerozivní obrábění drátem?

Proces elektroerozivního obrábění je jednoduchý, ale velmi účinný. Začíná ponořením obrobku do dielektrické kapaliny a jeho umístěním do svěráku. Obrobkem pak prochází tenký drát s elektrickým nábojem. Protože je obrobek vodivý, získá opačný náboj než nabíjecí váleček.

Jakmile se drát přiblíží k obrobku, vytvoří se přes mezeru elektrický oblouk, který způsobí vznik tepla, jež roztaví nebo odpaří malé množství kovu. Tyto jiskry fungují jako řezný nástroj a pokračují v oholování obrobku do požadovaného tvaru.

V průběhu celého procesu se používá deionizovaná voda k regulaci prostředí při obrábění a k odstraňování kovových částic, které se při procesu erodují. Toto uspořádání umožňuje dosáhnout velmi jemného a přesného řezání a dokončování dílů, zejména pokud jsou díly složité a vyžadují vysoký stupeň přesnosti.

Části drátových elektroerozivních strojů

Níže jsou uvedeny hlavní díly drátového obráběcího stroje;

1. Nástroje CNC

Drátové elektroerozivní obrábění je automatizováno nástroji CNC, které regulují pořadí dráhy drátu a řezný proces. Tyto nástroje jsou velmi důležité pro přesnost a efektivitu operací, protože úroveň sofistikovanosti těchto nástrojů určuje úroveň chyb a dobu obrábění.

2. Napájení

Napájecí jednotka dodává elektrické impulsy drátové elektrodě i obrobku, které se pohybují v rozmezí 100 až 300 V. Řídí rychlost a velikost těchto nábojů, které jsou rozhodující pro úběr materiálu.

3. Drát

Drát vytváří potenciál elektrického výboje tím, že je elektrodou. Jeho průměr, který se obvykle pohybuje od 0,05 do 0,25 mm, se volí v závislosti na tvaru a tloušťce pracovního materiálu. Při výběru drátu pro řezání je třeba zohlednit odolnost proti lomu, odolnost proti nárazu, vodivost, teplotu odpařování a tvrdost.

Mezi běžné typy vodičů patří:

• Mosazné dráty: Jsou známé svou vynikající vodivostí a vyrábějí se z mědi a zinku v poměru 63%, resp. 37%. Obsah zinku zvyšuje rychlost řezání, ale neměl by být vyšší než 40%, protože způsobuje korozi.
• Pozinkované vodiče: Tyto dráty mají vrstvu čistého zinku nebo oxidu zinečnatého, která zvyšuje rychlost obrábění.
• Difuzně žíhané dráty: Tyto dráty se vyrábějí difúzním žíháním a obsahují více než 40% zinku, což je ideální pro velkovýrobu a řezání různých materiálů.

4. Dielektrické médium

Proces obrábění elektroerozivním drátem probíhá v nádrži s dielektrickou kapalinou, obvykle oleji nebo deionizovanou vodou. Toto médium rovněž snižuje rychlost procesu, zabraňuje tvorbě vrstvy na drátové elektrodě a zajišťuje hladký povrch obrobku.

5. Elektrody

Při elektroerozivním obrábění drátem působí nástroj jako kladně nabitá (katoda), zatímco obrobek jako záporně nabitá (anoda) elektrického obvodu. Servomotor (řídicí jednotka) vytváří mezeru 0,01 až 0,5 mm v drátu, aby se během řezání nedotýkal obrobku, což je rozhodující pro přesnost a pomáhá zabránit vzniku trhlin v zamýšleném obrobku.

Jaké typy materiálů lze řezat elektroerozivním drátem?

Drátové elektroerozivní obrábění je velmi užitečné a lze jím řezat téměř jakýkoli elektricky vodivý materiál a vytvářet složité geometrie a kontury. Zde jsou některé běžné materiály, které lze efektivně řezat pomocí elektroerozivního obrábění drátem

Hliník

Hliník je jedním z nejuniverzálnějších kovů, který má vysokou tepelnou a elektrickou vodivost. Drátové elektroerozivní obrábění je přirozeně měkké, což znamená, že během procesu obrábění se mohou tvořit gumovité usazeniny; drátové elektroerozivní obrábění si však s tímto problémem dokáže poradit a dosáhnout přesných řezů.

Titan

Drátové elektroerozivní obrábění je pro titan nejvhodnější, protože je lepivý a vytváří dlouhé třísky. Tento proces si s těmito vlastnostmi dokáže účinně poradit. Deionizovaná voda jako dielektrické médium napomáhá minimalizovat produkci tepla, a tím usnadňuje a usnadňuje proces řezání.

Ocel

Drátové elektroerozivní obrábění je pro ocel výhodné, protože se jedná o pevný kov. Tento proces se často používá přednostně před CNC obrábění pro ocel, protože ta je schopna zvládnout tvrdost materiálu. Ocel však produkuje velké množství tepla, a proto je třeba v tomto ohledu přijmout nezbytná opatření.

Mosazné

Vzhledem k vysoké pevnosti v tahu se mosaz poměrně snadno řeže drátovým elektroerozivním obráběním. Protože je poměrně měkká, měla by být řezná rychlost relativně nízká, aby nedošlo k deformaci materiálu a tím k ovlivnění přesnosti řezu.

Grafit

Grafit se poměrně obtížně obrábí běžnými nástroji, protože je mu vlastní křehkost a problém s vytahováním částic. Drátové elektroerozivní obrábění s ostrou drátovou elektrodou dokáže grafit účinně obrábět a poskytuje čisté a přesné řezy.

Tyto materiály patří k vodivým materiálům, které mohou drátové elektroerozivní obráběcí stroje zpracovávat, a proto je tato technologie použitelná v několika průmyslových odvětvích, která vyžadují vysokou přesnost a složité konstrukce.

Rozdíl mezi elektroerozivním obráběním a konvenčním elektroerozivním obráběním

Drátové elektroerozivní obrábění a konvenční elektroerozivní obrábění jsou dva odlišné typy střižných procesů. Drátové a konvenční elektroerozivní obrábění pracuje na stejném principu, ale jejich fungování a použití se značně liší. Zde je rozpis toho, jak se liší:

Typ elektrody

Drátové elektroerozivní obrábění: Jak bylo uvedeno výše, používá se tenký drát, který je zahřátý a slouží jako elektroda a který se pohybuje, aby se vyřízl do požadovaného tvaru a velikosti dílu nebo výrobku.

Konvenční EDM: Používá elektrody z velmi vodivých materiálů, jako je grafit nebo měď, a může mít různou geometrii. Tyto elektrody se umístí do obrobku, čímž se vytvoří "negativní" obraz tvaru elektrod.

Rychlost obrábění

Drátové elektroerozivní obrábění: Ta je připravena ke spuštění ihned po umístění drátu, což ji činí efektivnější a ideální pro projekty s krátkými termíny.

Konvenční EDM: Elektrody musí být před procesem obrábění předtvarovány, což může zabrat mnoho času. elektroerozivní obrábění a dozvíte se více.

Přesnost

Drátové elektroerozivní obrábění: Poskytuje vysokou přesnost; může řezat až do tloušťky 0,004 palce. Díky tomu je vhodný pro řezání složitých vzorů a vzorů na látce.

Konvenční EDM: Přestože se používá i pro složité řezy, nemůže být tak přesné jako elektroerozivní obrábění, a proto je vhodné pro jednodušší a tužší řezy.

Výhody a nevýhody obrábění elektroerozivním drátem

Prototypové díly pro elektroerozivní obrábění

Klady

Přesnost: Poskytuje dokonalé řezy, což znamená, že není nutné žádné další zpracování nebo úprava.

• Složité tvary: Konvenční CNC obrábění může pomoci vytvořit složité vzory, které je obtížné vytvořit tradičními technikami.
• Malé díly: Vhodné pro použití při práci s malými a složitými díly, se kterými se obtížně manipuluje.
• Křehké materiály: Drátové elektroerozivní obráběcí stroje CNC jsou použitelné pro materiály, které nelze namáhat a které se obtížně obrábějí běžnými řeznými stroji.
• Čisté řezy: Nezanechává žádné otřepy ani zkreslení, což znamená, že není třeba následného zpracování.
• Průběžné řezání: Může stříhat bez přerušení operace a dokonce znovu začít stříhat, pokud se drát přetrhne.

Nevýhody

Omezení materiálu: Je použitelný pouze pro elektricky vodivé materiály.

Pomalejší pro silné materiály: Není tak efektivní u velmi silných nebo tuhých materiálů jako konvenční elektroerozivní obrábění.

Náklady: Drátové elektroerozivní obráběcí stroje mohou být drahé, zvláště když je třeba vzít v úvahu počáteční náklady na stroje.

Údržba: Je třeba ji často udržovat, aby byla přesná a rychlá.

Znalost těchto rozdílů a výhod a nevýhod elektroerozivního obrábění může výrobcům pomoci určit, která technika je pro jejich aplikaci vhodnější.

Aplikace obrábění elektroerozivním drátem

Drátové elektroerozivní obrábění se používá v automobilovém, leteckém a zdravotnickém průmyslu, a to od výroby detailních prototypů až po sériovou výrobu dílů. Zde je přehled některých klíčových odvětví, která tuto špičkovou technologii využívají:

Automobilový průmysl:

V automobilovém průmyslu, kde mají díly obvykle složitý tvar a použitý materiál je poměrně komplikovaný, se používá elektroerozivní obrábění. Tento proces nevyžaduje použití mechanické síly a je ideální pro vytváření dílů, jako jsou nárazníky, palubní desky, dveře a mnoho dalších dílů s otvory a vybráním.

Zdravotnický průmysl:

V lékařském průmyslu jsou EDM stroje důležité pro tvarování složitých prototypových dílů, které se optimálně používají v zařízeních, jako je optika a stomatologie. Tento proces je obzvláště účinný při použití na kovech vhodných pro výrobu lékařských přístrojů, kdy zpevňuje struktury předmětů, jako jsou zubní implantáty a součásti injekčních stříkaček, a zároveň přidává složité vzory.

Letecký a kosmický průmysl:

Drátové elektroerozivní obrábění hraje důležitou roli také v leteckém průmyslu. Tento proces se používá při výrobě leteckých dílů, které musí mít těsné tolerance až +/-0,005x a hladkou povrchovou úpravu. Pracuje ruku v ruce s řezáním vodním paprskem pro díly, které nemohou odolat teplu a namáhání běžnými řeznými nástroji. Tato technologie se již dlouhou dobu hojně využívá při výrobě součástí motorů, lopatek turbín, součástí podvozků a mnoha dalších.

Závěr:

Drátové elektroerozivní obrábění lze považovat za jednu z nejpřesnějších a nejflexibilnějších technologií řezání, která je vysoce ceněna v průmyslových odvětvích vyžadujících složité tvary a vysokou přesnost. Drátové elektroerozivní obrábění je díky své vysoké přesnosti a schopnosti dodržet přísnější tolerance obzvláště cennou technikou pro výrobu prototypů a hromadně vyráběných složitých dílů.

Hledáte projekt výroby elektroerozivním drátem nebo obrábění elektroerozivním drátem v mém okolí?

? Sincere Tech je dobře zavedená výrobní společnost poskytující služby v oblasti obrábění drátem se zkušenostmi s mnoha CNC operacemi, včetně elektroerozivního obrábění drátem. Tyto vlastnosti nám umožňují dosáhnout přesných řezů na různých vodivých materiálech, abychom vyhověli potřebám různých dílů v různých průmyslových odvětvích. Pokud se chcete dozvědět více, obraťte se na naše specialisty na výrobu elektroerozivním obráběním, kteří vám poskytnou více informací o vašich požadavcích a podrobnostech projektu.

Často kladené otázky

Otázka 1: Jaká je přesnost nebo mezní tolerance drátového elektroerozivního obrábění z hlediska rozměrů?

Obvykle je elektroerozivní obrábění drátem velmi přesné, rychlé elektroerozivní obrábění drátem může mít tolerance až ±0,1 milimetru.Proces CNC elektroerozivního obrábění drátem může splňovat toleranci 0,05 mm.

Q2. Jak se liší drátové elektroerozivní obrábění od laserového řezání?

Drátové elektroerozivní obrábění funguje na základě elektrické eroze drátu, zatímco laserové řezání používá k řezání materiálů vysoce výkonný tepelný paprsek a také tolerance je jiná, drátové elektroerozivní obrábění bude přesnější než laserové řezání.

Q4. Proč je deionizovaná voda důležitou součástí elektroerozivního obrábění?

Drátové elektroerozivní obrábění používá jako dielektrické médium deionizovanou vodu, protože má nízký obsah uhlíku. Slouží také jako chladič, který zajišťuje udržení optimální teploty dielektrika během procesu obrábění.