Wire EDM-bearbejdning er en ikke-konventionel moderne elektrotermisk teknik, der anvender elektriske gnister til at erodere materiale fra et målmateriale (jobmateriale). Den kan skære indviklede designprototyper i form og bruges også til at klippe dele i store mængder med høj dimensionsstabilitet. Små konturer eller mikrohuller kan nemt formes ved hjælp af en standard trådgnistmaskine med minimalt værktøjsslid. Det er en mere præcis og nøjagtig proces end konventionelle metalskæringsteknikker. En af dens kerneegenskaber er, at den næsten kan gennembore ethvert højstyrke- og ledende materiale og forme komplicerede geometrier uden nogen form for mekanisk kraft. Dette blogindlæg fremhæver det enorme potentiale i trådgnistbearbejdning og diskuterer deres anvendelser, typer og klippeevner.

Trådgnistning: En introduktion til processen

I metalbearbejdningsindustrien antages Wire Electrical Discharge Machining (Wire EDM) at være en præcis og nøjagtig teknik, der bruger en tynd tråd (elektrode), der oplades elektrisk for at klippe metaller. Tråden løber i en dielektrisk væske, der afkøler materialet og også fjerner de eroderede partikler.

Wire EDM-bearbejdning fjerner ikke materiale gennem direkte skæring, men bruger snarere en elektrisk udladning til at erodere materialet. I stedet for at skære det, smelter eller fordamper det, hvilket giver værktøjet stor præcision og producerer meget få spåner. Denne proces er fordelagtig til fremstilling af dele, der er vanskelige at bearbejde med konventionelle teknikker, hvis materialerne er elektrisk ledende.

Hvordan fungerer trådgnistning?

Wire EDM-processen er enkel, men meget effektiv. Den begynder med, at arbejdsemnet nedsænkes i en dielektrisk væske og placeres på en skruestik. En tynd tråd med en elektrisk ladning føres derefter gennem emnet. Da emnet er ledende, får det den modsatte ladning af opladningsrullen.

Når tråden nærmer sig emnet, dannes der en elektrisk lysbue på tværs af mellemrummet, og det medfører varmeudvikling, som smelter eller fordamper en lille mængde metal. Disse gnister fungerer som skæreværktøj og fortsætter med at barbere arbejdsemnet til den ønskede form.

Under hele processen bruges deioniseret vand til at regulere bearbejdningsmiljøet og til at fjerne de metalpartikler, der eroderes af processen. Dette arrangement gør det muligt at opnå en meget fin og præcis skæring og efterbehandling af delene, især når delene er komplekse og kræver en høj grad af nøjagtighed.

Dele til trådgnistmaskiner

Her er de vigtigste dele af wire edm-maskinen listet nedenfor;

1. CNC-værktøjer

Trådgnistning automatiseres af CNC-værktøjer, der regulerer rækkefølgen af trådbanen og skæreprocessen. Disse værktøjer er meget vigtige for nøjagtigheden og effektiviteten af operationerne, da niveauet af sofistikering af disse værktøjer bestemmer niveauet af fejl og bearbejdningstid.

2. Strømforsyning

Strømforsyningsenheden giver elektriske impulser til både trådelektroden og arbejdsemnet, som varierer fra 100 V til 300 V. Den styrer hastigheden og størrelsen af disse ladninger, som er afgørende for materialefjernelsen.

3. Tråd

Tråden producerer det elektriske udladningspotentiale ved at gøre den til elektrode. Dens diameter, der normalt varierer fra 0,05 til 0,25 mm, vælges afhængigt af arbejdsmaterialets form og tykkelse. Når du vælger tråd til skæring, skal du overveje brudstyrke, slagstyrke, ledningsevne, fordampningstemperatur og hårdhed.

Almindelige ledningstyper omfatter:

• Messingledninger: Disse er berømte for deres fremragende ledningsevne og er fremstillet af kobber og zink kombineret i et forhold på henholdsvis 63% og 37%. Zinkindholdet øger skærehastigheden, men bør ikke være mere end 40%, da det forårsager korrosion.
• Zinkbelagte tråde: Disse tråde har et lag af ren zink eller zinkoxid, som forbedrer bearbejdningshastigheden.
• Diffusionsudglødede tråde: Disse tråde er fremstillet ved diffusionsglødning og indeholder mere end 40% zink, hvilket gør dem ideelle til produktion i stor skala og til at skære gennem forskellige materialer.

4. Dielektrisk medium

Bearbejdningsprocessen med trådgnist udføres i en tank, der indeholder dielektrisk væske, typisk olie eller deioniseret vand. Dette medium reducerer også proceshastigheden, undgår dannelsen af et lag på trådelektroden og giver en glat overfladefinish på arbejdsemnet.

5. Elektroder

Ved trådgnistning fungerer trådværktøjet som en positivt ladet (katode), mens arbejdsemnet fungerer som en negativt ladet (anode) i det elektriske kredsløb. En servomotor (controller) skaber et mellemrum på 0,01 til 0,5 mm i tråden, så den ikke rører arbejdsemnet under skæringen, hvilket er afgørende for nøjagtigheden og hjælper med at undgå brud i det tiltænkte arbejdsemne.

Hvilke materialetyper kan skæres af en trådgnistmaskine?

Wire EDM-bearbejdning er meget nyttig og kan skære i næsten ethvert elektrisk ledende materiale og fremstille komplekse geometrier og konturer. Her er nogle almindelige materialer, der kan skæres effektivt med en wire EDM-maskine

Aluminium

Aluminium er et af de mest alsidige metaller, der har en høj termisk og elektrisk ledningsevne. Wire EDM-bearbejdning er naturligt blød, hvilket betyder, at der under bearbejdningsprocessen kan opbygges gummiagtige aflejringer; Wire EDM kan dog håndtere dette problem og opnå nøjagtige snit.

Titanium

Wire EDM-bearbejdning er bedst egnet til titanium, fordi det er klæbrigt og genererer lange spåner. Processen kan håndtere disse egenskaber effektivt. Deioniseret vand som dielektrisk medium hjælper med at minimere varmeproduktionen og gør dermed skæreprocessen glat og lettere.

Stål

Trådgnistning er en fordel for stål, da det er et stærkt metal. Denne proces bruges ofte i stedet for CNC-bearbejdning for stål på grund af sidstnævntes evne til at styre materialets hårdhed. Men stål producerer meget varme, og derfor skal der tages de nødvendige forholdsregler i den forbindelse.

Messing

På grund af sin høje trækstyrke er messing forholdsvis let at skære med wire EDM. Fordi det er relativt blødt, skal skærehastigheden være relativt lav for ikke at få materialet til at deformere og dermed påvirke skærets nøjagtighed.

Grafit

Grafit er relativt vanskeligt at bearbejde med konventionelle værktøjer på grund af dets iboende skørhed og problemet med udtrækning af partikler. Trådgnistning kan med sin skarpe trådelektrode effektivt bearbejde grafit og give rene og præcise snit.

Disse materialer er nogle af de ledende materialer, som Wire EDM-maskiner kan bearbejde, hvilket gør teknologien anvendelig i flere industrier, der kræver høj præcision og komplicerede designs.

Forskellen mellem trådgnistning og konventionel EDM-bearbejdning

Wire EDM-bearbejdning og konventionel EDM er to forskellige typer af klippeprocesser. Wire EDM og konventionel EDM fungerer efter samme princip, men deres arbejde og anvendelser er ret forskellige. Her er en oversigt over, hvordan de adskiller sig:

Elektrode-type

Wire EDM: Som beskrevet ovenfor bruger den en tynd tråd, der opvarmes for at fungere som en elektrode, og som bevæger sig for at skære og forme den ønskede form og størrelse på delen eller produktet.

Konventionel EDM: Bruger elektroder lavet af meget ledende materialer som grafit eller kobber og kan have forskellige geometrier. Disse elektroder placeres i arbejdsemnet, hvorved der dannes et "negativt" billede af elektrodernes form.

Bearbejdningshastighed

Wire EDM: Den er klar til at gå i gang, så snart tråden er placeret, hvilket gør den mere effektiv og ideel til projekter med korte deadlines.

Konventionel EDM: Elektroderne skal præformes inden bearbejdningsprocessen, hvilket kan tage meget tid, gå til Elektrisk udladningsbearbejdning side for at få mere at vide.

Nøjagtighed

Wire EDM: Giver høj nøjagtighed; den kan skære så tyndt som 0,004 cm. Det gør den velegnet til at skære indviklede mønstre og designs på stoffet.

Konventionel EDM: Selvom den også bruges til komplekse snit, kan den ikke være så præcis som wire EDM, hvilket gør den velegnet til enklere og stivere snit.

Fordele og ulemper ved wire EDM-bearbejdning

Prototypedele til trådgnistning

Fordele

Præcision: Giver perfekte snit, hvilket betyder, at der kun er behov for lidt eller ingen yderligere behandling eller efterbehandling.

• Komplekse former: Konventionel CNC-bearbejdning kan hjælpe med at skabe indviklede mønstre, som er vanskelige at skabe med traditionelle teknikker.
• Små dele: Velegnet til arbejde med små og komplicerede dele, som er svære at håndtere.
• Skrøbelige materialer: CNC-trådgnistmaskiner kan anvendes til materialer, der ikke kan udsættes for belastninger, og som er vanskelige at bearbejde ved hjælp af konventionel spåntagende bearbejdning.
• Rene udskæringer: Det efterlader ingen grater eller forvrængning, hvilket betyder, at der ikke er behov for efterbehandling.
• Kontinuerlig skæring: Den kan klippe uden at stoppe arbejdet og endda begynde at klippe igen, hvis ledningen knækker.

Ulemper

Materielle begrænsninger: Det gælder kun for elektrisk ledende materialer.

Langsommere til tykke materialer: Ikke så effektiv på meget tykke eller stive materialer som konventionel EDM.

Omkostninger: Trådgnistmaskiner kan være dyre, især når man skal indregne maskinernes startomkostninger.

Vedligeholdelse: Det skal vedligeholdes ofte for at holde det præcist og hurtigt.

Når man kender disse forskelle og fordelene og ulemperne ved trådgnistning, kan man hjælpe producenterne med at afgøre, hvilken teknik der er bedst egnet til deres anvendelse.

Anvendelser af wire EDM-bearbejdning

Trådgnistning bruges på tværs af bil-, fly- og medicinalindustrien, lige fra produktion af detaljerede prototyper til masseproduktion af dele. Her er en oversigt over nogle af de nøglesektorer, der bruger denne banebrydende teknologi:

Bilindustrien:

I bilindustrien, hvor delene som regel har en kompleks form, og det anvendte materiale er ret kompliceret, bruger man trådgnistning. Denne proces involverer ikke mekanisk kraft og er ideel til at skabe dele som kofangere, instrumentbrætter, døre og mange andre med huller og udsparinger.

Medicinsk industri:

I medicinalindustrien er EDM-maskiner vigtige for at forme indviklede prototypedele, der bruges optimalt i udstyr som optometri og tandpleje. Processen er især effektiv, når den bruges på metaller, der er egnede til produktion af medicinsk udstyr, og styrker strukturerne i emner som tandimplantater og sprøjtedele, samtidig med at der tilføjes komplekse designs.

Luft- og rumfartsindustrien:

Trådgnistning spiller også en vigtig rolle i rumfartsindustrien. Processen bruges til at skabe rumfartsdele, der skal have tætte tolerancer ned til +/-0,005x og en glat overfladebehandling. Den arbejder hånd i hånd med vandstråleskæring til dele, der ikke kan modstå varme og stress fra konventionelle skæreværktøjer. Denne teknologi har i lang tid været meget brugt til fremstilling af motordele, turbineblade, komponenter til landingsstel og mange andre.

Konklusion:

Trådgnistning kan betragtes som en af de mest nøjagtige og fleksible teknologier til skæring, hvilket er meget værdsat i industrier, der kræver komplekse former og høj nøjagtighed. Wire EDM er en særlig værdifuld teknik til cut-to-produce prototyper og masseproducerede komplicerede dele på grund af dens høje nøjagtighed og evne til at opfylde snævrere tolerancer.

Er du på udkig efter et trådgnistfremstillingsprojekt eller trådgnistbearbejdning i nærheden af mig?

? Sincere Tech er en veletableret virksomhed inden for bearbejdning af trådgnistning med erfaring inden for flere CNC-operationer, herunder trådgnistning. Disse funktioner giver os mulighed for at opnå nøjagtige snit på forskellige ledende materialer for at imødekomme behovene hos forskellige dele i flere brancher. Hvis du vil vide mere, kan du kontakte vores EDM-produktionsspecialister for at få flere oplysninger om dine krav og projektdetaljer.

Ofte stillede spørgsmål

Q1: Hvad er nøjagtigheden eller tolerancegrænsen for Wire EDM med hensyn til dimensioner?

Normalt er wire EDM meget nøjagtig, den hurtige wire EDM kan gøre tolerancerne så stramme som ± 0. 1 millimeter. CNC wire EDM-processen kan opfylde 0,05 mm tolerance.

Q2. Hvordan adskiller trådgnistning sig fra laserskæring?

Trådgnistning fungerer ved elektrisk erosion fra en tråd, mens laserskæring bruger en kraftig termisk stråle til at skære gennem materialer, og tolerancen er også anderledes, så trådgnistning vil være mere præcis end laserskæring.

Q4. Hvorfor er deioniseret vand en vigtig ingrediens i trådgnistning?

Wire EDM bruger deioniseret vand som dielektrisk medium, da det har et lavt kulstofindhold. Det fungerer også som et kølelegeme for at sikre, at de dielektriske temperaturer holdes på et optimalt niveau under bearbejdningsprocessen.