Wire EDM-maskinering er en ukonvensjonell, moderne elektrotermisk teknikk som bruker elektriske gnister til å erodere materiale fra et målmateriale (jobbmateriale). Teknikken kan skjære til intrikate designprototyper og brukes også til å skjære deler i store volumer med høy dimensjonsstabilitet. Små konturer eller mikrohull kan enkelt formes ved hjelp av en standard wire EDM-maskin med minimal verktøyslitasje. Det er en mer presis og nøyaktig prosess enn konvensjonelle metallskjæringsteknikker. En av de viktigste egenskapene er at den nesten kan stikke hull i alle høyfaste og ledende materialer og forme kompliserte geometrier uten noen mekanisk kraft. Dette blogginnlegget belyser det enorme potensialet som ligger i trådgnistbearbeiding, og diskuterer bruksområder, typer og skjæremuligheter.
Wire EDM: En introduksjon til prosessen
I metallbearbeidingsindustrien er trådgnistbearbeiding (Wire Electrical Discharge Machining, Wire EDM) en nøyaktig og presis teknikk som bruker en tynn tråd (elektrode) som lades elektrisk for å skjære metaller. Tråden løper i en dielektrisk væske som kjøler ned materialet og fjerner de eroderte partiklene.
Ved trådgnistbearbeiding fjernes ikke materialet gjennom direkte skjæring, men ved hjelp av en elektrisk utladning som eroderer materialet. I stedet for å skjære i materialet smeltes eller fordampes det, noe som gir verktøyet stor presisjon og svært lite spon. Denne prosessen er fordelaktig når man skal lage deler som er vanskelige å maskinere med konvensjonelle teknikker, forutsatt at materialene er elektrisk ledende.
Hvordan fungerer wire EDM?
Wire EDM-prosessen er enkel, men svært effektiv. Den begynner med at arbeidsstykket senkes ned i en dielektrisk væske og plasseres på et skrujern. Deretter føres en tynn tråd med en elektrisk ladning gjennom arbeidsstykket. Ettersom arbeidsstykket er ledende, får det motsatt ladning av ladningsvalsen.
Når tråden nærmer seg arbeidsstykket, dannes det en lysbue på tvers av spalten, og dette fører til varmeutvikling som smelter eller fordamper en liten mengde metall. Disse gnistene fungerer som skjæreverktøy og fortsetter å barbere arbeidsstykket til ønsket form.
Gjennom hele prosessen brukes avionisert vann for å regulere bearbeidingsmiljøet og fjerne metallpartiklene som eroderes av prosessen. Dette gjør det mulig å oppnå svært fin og nøyaktig kutting og etterbehandling av delene, spesielt når delene er komplekse og krever en høy grad av nøyaktighet.
Deler til trådgnistmaskiner
Her er de viktigste delene av wire edm-maskinen som er oppført nedenfor;
- CNC-verktøy
Trådgnistingen automatiseres av CNC-verktøy som regulerer rekkefølgen på trådbanen og skjæreprosessen. Disse verktøyene er svært viktige for nøyaktigheten og effektiviteten i operasjonene, siden graden av sofistikering av disse verktøyene avgjør feilnivået og bearbeidingstiden.
- Strømforsyning
Strømforsyningsenheten gir elektriske impulser til både trådelektroden og arbeidsstykket, som varierer fra 100 V til 300 V. Den styrer hastigheten og størrelsen på disse ladningene, som er avgjørende for materialfjerningen.
- Wire
Tråden produserer det elektriske utladningspotensialet ved å gjøre den til elektrode. Diameteren, som vanligvis varierer fra 0,05 til 0,25 mm, velges avhengig av formen og tykkelsen på materialet som skal skjæres. Når du velger tråd for skjæring, bør du vurdere bruddmotstand, slagfasthet, ledningsevne, fordampningstemperatur og hardhet.
Vanlige ledningstyper inkluderer:
- Ledninger av messing: Disse er kjent for sin utmerkede ledningsevne og er produsert av kobber og sink i et forhold på henholdsvis 63% og 37%. Sinkinnholdet øker skjærehastigheten, men bør ikke være mer enn 40%, da det forårsaker korrosjon.
- Sinkbelagte tråder: Disse trådene har et lag med ren sink eller sinkoksid som forbedrer maskineringshastigheten.
- Diffusjonsglødde ledninger: Disse trådene produseres gjennom diffusjonsgløding og inneholder mer enn 40% sink, noe som gjør dem ideelle for storskalaproduksjon og skjæring gjennom ulike materialer.
- Dielektrisk medium
Bearbeidingsprosessen med trådgnist utføres i en tank som inneholder dielektrisk væske, vanligvis olje eller avionisert vann. Dette mediet reduserer også prosesshastigheten, unngår dannelsen av et lag på trådelektroden og gir en jevn overflatefinish på arbeidsstykket.
- Elektroder
Ved trådgnistbearbeiding fungerer trådverktøyet som en positivt ladet (katode), mens arbeidsstykket fungerer som en negativt ladet (anode) i den elektriske kretsen. En servomotor (styreenhet) skaper et gap på 0,01 til 0,5 mm i tråden slik at den ikke berører arbeidsstykket under kapping, noe som er avgjørende for nøyaktigheten og bidrar til å unngå brudd i det tiltenkte arbeidsstykket.
Hvilke materialtyper kan kappes med en wire EDM-maskin?
Trådgnistbearbeiding er svært nyttig og kan skjære i nesten alle elektrisk ledende materialer og produsere komplekse geometrier og konturer. Her er noen vanlige materialer som kan skjæres effektivt ved hjelp av en wire EDM-maskin
Aluminium
Aluminium er et av de mest allsidige metallene som har høy termisk og elektrisk ledningsevne. Wire EDM-maskinering er naturlig mykt, noe som betyr at det kan bygge seg opp gummiaktige avleiringer i løpet av maskineringsprosessen, men Wire EDM kan håndtere dette problemet og oppnå nøyaktige kutt.
Titan
Trådgnistbearbeiding egner seg best for titan fordi det er klebrig og genererer lange spon. Prosessen kan håndtere disse egenskapene effektivt. Avionisert vann som dielektrisk medium bidrar til å minimere varmeproduksjonen og gjør dermed skjæreprosessen smidigere og enklere.
Stål
Trådgnist er fordelaktig for stål, siden det er et sterkt metall. Denne prosessen brukes ofte i stedet for CNC-maskinering for stål på grunn av sistnevntes evne til å håndtere materialets hardhet. Stål produserer imidlertid mye varme, og derfor må det tas nødvendige forholdsregler i denne forbindelse.
Messing
På grunn av sin høye strekkfasthet er messing forholdsvis lett å skjære med wire EDM. Fordi det er relativt mykt, bør skjærehastigheten være relativt lav for å unngå at materialet deformeres og dermed påvirker nøyaktigheten av kuttet.
Grafitt
Grafitt er relativt vanskelig å bearbeide med konvensjonelle verktøy på grunn av sin iboende sprøhet og problemet med partikkeluttrekk. Trådgnistverktøyet, med sin skarpe trådelektrode, kan effektivt bearbeide grafitt, noe som gir rene og nøyaktige kutt.
Disse materialene er noen av de ledende materialene som trådgnistmaskiner kan bearbeide, noe som gjør teknologien anvendelig i flere bransjer som krever høy presisjon og intrikate konstruksjoner.
Forskjellen mellom trådgnist og konvensjonell EDM-bearbeiding
Wire EDM-maskinering og konvensjonell EDM er to forskjellige typer skjæreprosesser. Wire EDM og konvensjonell EDM fungerer etter samme prinsipp, men de fungerer og brukes ganske forskjellig. Her er en oversikt over hvordan de skiller seg fra hverandre:
Elektrodetype
Wire EDM: Som beskrevet ovenfor bruker den en tynn tråd som varmes opp for å fungere som en elektrode, og som beveger seg for å skjære til den ønskede formen og størrelsen på delen eller produktet.
Konvensjonell EDM: Bruker elektroder laget av svært ledende materialer som grafitt eller kobber, og kan ha ulike geometrier. Disse elektrodene plasseres i arbeidsstykket, slik at man får et "negativt" bilde av elektrodenes form.
Maskineringshastighet
Wire EDM: Den er klar til å starte så snart ledningen er plassert, noe som gjør den mer effektiv og ideell for prosjekter med korte tidsfrister.
Konvensjonell EDM: Elektrodene må forhåndsformes før maskineringsprosessen, noe som kan ta mye tid, gå til elektrisk utladningsmaskinering siden for å få vite mer.
Nøyaktighet
Wire EDM: Gir høy nøyaktighet; den kan skjære så tynt som 0,004 tommer. Dette gjør den egnet til å skjære intrikate mønstre og design på stoffet.
Konvensjonell EDM: Selv om den også brukes til komplekse kutt, kan den ikke være like presis som wire EDM, noe som gjør den egnet for enklere og stivere kutt.
Fordeler og ulemper ved trådgnistbearbeiding
Prototypedeler med trådgnist
Fordeler
Presisjon: Gir ulastelige kutt, noe som betyr at det kreves lite eller ingen videre bearbeiding eller etterbehandling.
- Komplekse former: Konvensjonell CNC-maskinering kan bidra til å skape intrikate mønstre som er vanskelige å lage med tradisjonelle teknikker.
- Små deler: Egnet for arbeid med små og kompliserte deler som er vanskelige å håndtere.
- Skjøre materialer: CNC Wire EDM-maskiner kan brukes til materialer som ikke kan utsettes for påkjenninger og som er vanskelige å bearbeide gjennom konvensjonelle skjæremaskiner.
- Clean Cuts: Den etterlater ingen grader eller forvrengning, noe som betyr at det ikke er behov for etterbehandling.
- Kontinuerlig skjæring: Den kan klippe uten å stoppe operasjonen og til og med begynne å klippe på nytt hvis wiren brekker.
Ulemper
Materielle begrensninger: Den kan bare brukes på elektrisk ledende materialer.
Langsommere for tykke materialer: Ikke like effektiv på svært tykke eller stive materialer som konvensjonell EDM.
Kostnad: Trådgnistmaskiner kan være kostbare, spesielt når man må ta hensyn til anskaffelseskostnaden for maskinene.
Vedlikehold: Den må vedlikeholdes ofte for å holde den nøyaktig og rask.
Når produsentene kjenner til disse forskjellene og fordelene og ulempene med trådgnist, kan de lettere avgjøre hvilken teknikk som passer best for deres bruksområde.
Bruksområder for trådgnistmaskinering
Trådgnistfresing brukes i bil-, fly- og medisinindustrien, og brukes til alt fra produksjon av detaljerte prototyper til masseproduksjon av deler. Her er en oversikt over noen av de viktigste sektorene som bruker denne banebrytende teknologien:
Bilindustrien:
I bilindustrien, der delene vanligvis har en kompleks form og materialet som brukes, er ganske komplisert, brukes wire EDM. Denne prosessen involverer ikke mekanisk kraft og er ideell for å lage deler som støtfangere, dashbord, dører og mange andre deler med hull og utsparinger.
Medisinsk industri:
I medisinindustrien er EDM-maskiner viktige for å forme intrikate prototypdeler som brukes optimalt i utstyr som optometri og tannbehandling. Prosessen er spesielt effektiv når den brukes på metaller som egner seg for produksjon av medisinsk utstyr, og styrker strukturene til gjenstander som tannimplantater og sprøytedeler samtidig som den tilfører komplekse design.
Luft- og romfartsindustrien:
Trådgnistfresing spiller også en viktig rolle i luftfartsindustrien. Prosessen brukes til å lage romfartsdeler som må ha små toleranser ned til +/-0,005x og en jevn overflatebehandling. Den fungerer hånd i hånd med vannstråleskjæring for deler som ikke tåler varme og stress fra konvensjonelle skjæreverktøy. Denne teknologien har lenge vært mye brukt i produksjonen av motordeler, turbinblader, komponenter til landingsstell og mye annet.
Konklusjon
Trådgnist kan betraktes som en av de mest nøyaktige og fleksible skjæreteknologiene, noe som er svært verdsatt i bransjer som krever komplekse former og høy nøyaktighet. Trådgnist er en spesielt verdifull teknikk for produksjon av prototyper og masseproduserte, kompliserte deler på grunn av sin høye nøyaktighet og evne til å oppfylle strengere toleranser.
Ønsker du å finne et prosjekt for produksjon av wire EDM eller wire edm-bearbeiding i nærheten av meg
? Sincere Tech er et veletablert selskap som tilbyr tjenester innen trådgnistbearbeiding med erfaring fra flere CNC-operasjoner, inkludert trådgnistbearbeiding. Disse funksjonene gjør det mulig for oss å oppnå nøyaktige kutt på ulike ledende materialer for å møte behovene til forskjellige deler i flere bransjer. Hvis du vil vite mer, kan du kontakte våre EDM-produksjonsspesialister for mer informasjon om dine krav og prosjektdetaljer.
Vanlige spørsmål
Spm. 1: Hva er nøyaktigheten eller toleransegrensen for Wire EDM når det gjelder dimensjoner?
Normalt er Wire EDM veldig nøyaktig, den raske wire EDM kan gjøre toleransene så stramme som ± 0. 1 millimeter. CNC wire EDM-prosessen kan oppfylle 0.05mm toleranse.
Q2. Hvordan er Wire EDM forskjellig fra laserskjæring?
Wire EDM fungerer ved elektrisk erosjon fra en ledning, mens laserskjæring bruker en termisk stråle med høy effekt for å kutte gjennom materialer, og toleransen er også forskjellig, wire EDM vil være mer presisjon enn laserskjæring.
Q4. Hvorfor er avionisert vann en viktig ingrediens i trådgnistmaskinen?
Ved trådgnistbearbeiding brukes avionisert vann som dielektrisk medium, siden det har lavt karboninnhold. Vannet fungerer også som et kjøleribbe for å sikre at den dielektriske temperaturen holdes på et optimalt nivå under maskineringsprosessen.