Draadvonken Bewerking

De Wire EDM-bewerking is een niet-conventionele hedendaagse elektrothermische techniek die elektrische vonken gebruikt om materiaal van een gericht materiaal (Job-materiaal) te eroderen. Het kan ingewikkelde ontwerpprototypes snijden en wordt ook gebruikt om onderdelen in grote volumes te knippen met een hoge dimensionale stabiliteit. Kleine contouren of microgaten kunnen eenvoudig worden gevormd met een standaard draadvonkmachine met minimale gereedschapsslijtage. Het is een nauwkeuriger en preciezer proces dan conventionele metaalsnijtechnieken. Een van de belangrijkste kenmerken is dat het bijna elk materiaal met hoge sterkte en geleidbaarheid kan doorboren en ingewikkelde geometrieën kan vormen zonder enige mechanische kracht. Deze blogpost benadrukt het enorme potentieel van draadvonkbewerking en bespreekt hun toepassingen, typen en knipmogelijkheden.

Draadvonken: een introductie tot het proces

In de metaalbewerkingsindustrie wordt Wire Electrical Discharge Machining (Wire EDM) verondersteld een exacte en nauwkeurige techniek te zijn die gebruikmaakt van een dunne draad (elektrode) die elektrisch geladen is om metalen te scheren. De draad loopt in een diëlektrische vloeistof die het materiaal koelt en ook de geërodeerde deeltjes verwijdert.

Bij draadvonken wordt materiaal niet verwijderd door direct snijden, maar wordt er een elektrische ontlading gebruikt om het materiaal te eroderen. In plaats van het te snijden, smelt of verdampt het, wat het gereedschap een grote precisie geeft en zeer weinig schaafsel produceert. Dit proces is gunstig voor het maken van onderdelen die moeilijk te bewerken zijn met conventionele technieken als de materialen elektrisch geleidend zijn.

Hoe werkt draadvonken?

Het Wire EDM-proces is eenvoudig maar zeer efficiënt. Het begint met het onderdompelen van het werkstuk in een diëlektrische vloeistof en het plaatsen ervan op een bankschroef. Een dunne draad met een elektrische lading wordt vervolgens door het werkstuk geleid. Omdat het werkstuk geleidend is, krijgt het de tegengestelde lading van die van de laadrol.

Als de draad het werkstuk nadert, wordt er een elektrische boog gevormd over de opening en dit veroorzaakt de generatie van hitte die een kleine hoeveelheid metaal smelt of verdampt. Deze vonken werken als het snijgereedschap en blijven het werkstuk in de gewenste vorm scheren.

Gedurende het gehele proces wordt gedeïoniseerd water gebruikt om de bewerkingsomgeving te reguleren en de door het proces geërodeerde metaaldeeltjes te verwijderen. Deze opstelling maakt het mogelijk om zeer fijn en nauwkeurig te snijden en af te werken van de onderdelen, vooral wanneer de onderdelen complex zijn en een hoge mate van nauwkeurigheid vereisen.

Onderdelen voor draadvonkmachines

Hieronder vindt u de belangrijkste onderdelen van draadvonkmachines;

1. CNC-gereedschappen

Wire EDM wordt geautomatiseerd door CNC-gereedschappen die de volgorde van het draadpad en het snijproces regelen. Deze gereedschappen zijn erg belangrijk voor de nauwkeurigheid en efficiëntie van de bewerkingen, aangezien het niveau van verfijning van deze gereedschappen het niveau van fouten en bewerkingstijd bepaalt.

2. Stroomvoorziening

De voedingseenheid levert elektrische impulsen aan zowel de draadelektrode als het werkstuk, die variëren van 100V tot 300V. Het regelt de snelheid en omvang van deze ladingen, die cruciaal zijn voor het verwijderen van materiaal.

3. Draad

De draad produceert het elektrische ontladingspotentieel door het de elektrode te maken. De diameter, meestal variërend van 0,05 tot 0,25 mm, wordt geselecteerd afhankelijk van de vorm en dikte van het materiaal van de klus. Houd bij het kiezen van de draad voor het snijden rekening met breukweerstand, slagvastheid, geleidbaarheid, verdampingstemperatuur en hardheid.

Veel voorkomende draadtypes zijn:

• Messingdraden: Deze staan bekend om hun uitstekende geleidbaarheid en worden geproduceerd uit koper en zink gecombineerd in een verhouding van respectievelijk 63% en 37%. Zinkgehalte verhoogt de snijsnelheid, maar mag niet meer zijn dan 40% omdat het corrosie veroorzaakt.
• Verzinkte draden: Deze draden hebben een laag zuiver zink of zinkoxide, waardoor de bewerkingssnelheid wordt verbeterd.
• Diffusiegegloeide draden: Deze draden worden geproduceerd door middel van diffusie-gloeien en bevatten meer dan 40% zink, waardoor ze ideaal zijn voor grootschalige productie en het snijden van verschillende materialen.

4. Diëlektrisch medium

Het draadvonkbewerkingsproces wordt uitgevoerd in een tank met diëlektrische vloeistof, meestal oliën of gedeïoniseerd water. Dit medium verlaagt ook de snelheid van het proces, voorkomt de vorming van een laag op de draadelektrode en zorgt voor een gladde oppervlakteafwerking op het werkstuk.

5. Elektroden

Bij draadvonkbewerking fungeert het draadgereedschap als een positief geladen (kathode), terwijl het werkstuk fungeert als een negatief geladen (anode) van het elektrische circuit. Een servomotor (controller) creëert een opening van 0,01 tot 0,5 mm in de draad, zodat deze het werkstuk niet raakt tijdens het snijden. Dit is van cruciaal belang voor de nauwkeurigheid en helpt breuken in het beoogde werkstuk te voorkomen.

 

Welke materiaalsoorten kunnen met een draadvonkmachine worden gesneden?

Wire EDM-bewerking is erg handig en kan bijna elk elektrisch geleidend materiaal snijden en complexe geometrieën en contouren produceren. Hier zijn enkele veelvoorkomende materialen die effectief kunnen worden gesneden met een Wire EDM-machine

Aluminium

Aluminium is een van de meest veelzijdige metalen met een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid. Draadvonken is van nature zacht, wat betekent dat er tijdens het bewerkingsproces gomachtige afzettingen kunnen ontstaan. Draadvonken kan dit probleem echter aanpakken en exacte sneden bereiken.

Titanium

Draadvonkbewerking is het meest geschikt voor titanium omdat het plakkerig is en lange spanen genereert. Het proces kan deze eigenschappen effectief verwerken. Gedeïoniseerd water als diëlektrisch medium helpt bij het minimaliseren van warmteproductie en maakt het snijproces dus soepeler en gemakkelijker.

Staal

Draadvonken is voordelig voor staal omdat het een sterk metaal is. Dit proces wordt vaak gebruikt in plaats van CNC-bewerking voor staal vanwege het vermogen van laatstgenoemde om de hardheid van het materiaal te beheren. Staal produceert echter veel warmte en daarom moeten er in dit opzicht de nodige voorzorgsmaatregelen worden genomen.

Messing

Vanwege de hoge treksterkte is messing relatief eenvoudig te snijden met Wire EDM. Omdat het relatief zacht is, moet de snijsnelheid relatief laag zijn om te voorkomen dat het materiaal vervormt en zo de nauwkeurigheid van de snede beïnvloedt.

Grafiet

Grafiet is relatief moeilijk te bewerken met conventionele gereedschappen vanwege de inherente brosheid en het probleem van deeltjesuittrekking. Draadvonken, met zijn scherpe draadelektrode, kan grafiet efficiënt bewerken, wat schone en nauwkeurige sneden oplevert.

Deze materialen behoren tot de geleidende materialen die draadvonkmachines kunnen verwerken, waardoor de technologie toepasbaar is in diverse sectoren waar hoge precisie en complexe ontwerpen vereist zijn.

Verschil tussen draadvonken en conventionele vonkbewerking

Wire EDM-bewerking en conventionele EDM zijn twee verschillende soorten knipprocessen. Wire EDM en conventionele EDM werken volgens hetzelfde principe, maar hun werking en toepassingen zijn behoorlijk verschillend. Hier is een overzicht van hoe ze verschillen:

Elektrode type

Draadvonken: Zoals hierboven besproken, wordt hierbij gebruikgemaakt van een dunne draadstreng die wordt verhit en als elektrode fungeert. Deze draad beweegt om het onderdeel of product in de gewenste vorm en grootte te snijden.

Conventionele EDM: Maakt gebruik van elektroden die zijn gemaakt van zeer geleidende materialen zoals grafiet of koper en kunnen verschillende geometrieën hebben. Deze elektroden worden in het werkstuk geplaatst, waardoor het 'negatieve' beeld van de vorm van de elektroden ontstaat.

Bewerkingssnelheid

Draadvonken: Deze is klaar voor gebruik zodra de draad is gepositioneerd, wat het efficiënter maakt en ideaal voor projecten met krappe deadlines.

Conventionele EDM: De elektroden moeten voor het bewerkingsproces worden voorgevormd, wat veel tijd in beslag kan nemen. Ga naar elektrische ontladingsbewerking pagina voor meer informatie.

Nauwkeurigheid

Draadvonken: Biedt hoge nauwkeurigheid; het kan zo dun als 0,004 inch snijden. Dit maakt het geschikt voor het snijden van ingewikkelde patronen en ontwerpen op de stof.

Conventionele EDM: Hoewel het ook voor complexe sneden wordt gebruikt, is het niet zo nauwkeurig als draadvonken. Daarom is het geschikt voor eenvoudigere en stijvere sneden.

Voordelen en nadelen van draadvonken

Draadvonk prototype onderdelen

Voordelen

Precisie: Zorgt voor onberispelijke sneden, wat betekent dat er weinig tot geen verdere bewerking of afwerking nodig is.

• Complexe vormen: Met conventionele CNC-bewerking kunt u ingewikkelde patronen maken die met traditionele technieken moeilijk te creëren zijn.
• Kleine onderdelen: Geschikt voor gebruik bij het werken aan kleine en ingewikkelde onderdelen die moeilijk te hanteren zijn.
• Breekbare materialen: CNC-draadvonkmachines zijn geschikt voor materialen die niet aan spanningen kunnen worden blootgesteld en die moeilijk te bewerken zijn met conventionele snijbewerkingen.
• Schone sneden: Er blijven geen bramen of vervormingen achter, wat betekent dat er geen nabewerking nodig is.
• Continu snijden: Het apparaat kan knippen zonder dat de machine hoeft te stoppen met knippen en kan zelfs opnieuw beginnen met knippen als de draad breekt.

Nadelen

Materiële beperkingen: Het is alleen van toepassing op elektrisch geleidende materialen.

Langzamer voor dikke materialen: Niet zo effectief op zeer dikke of stijve materialen als conventionele EDM.

Kosten: Draadvonkmachines kunnen duur zijn, vooral als je de initiële kosten van de machine meerekent.

Onderhoud: Om het nauwkeurig en snel te houden, moet het regelmatig worden onderhouden.

Kennis van deze verschillen en de voor- en nadelen van draadvonken kan fabrikanten helpen bepalen welke techniek het meest geschikt is voor hun toepassing.

Toepassingen van draadvonkbewerking

Wire EDM wordt gebruikt in de automobiel-, vliegtuig- en medische industrie, variërend van het produceren van gedetailleerde prototypes tot massaproductieonderdelen. Hier is een overzicht van enkele belangrijke sectoren die deze geavanceerde technologie gebruiken:

Automobielindustrie:

In de automobielindustrie, waar de onderdelen meestal complex van vorm zijn en het gebruikte materiaal vrij ingewikkeld is, wordt draadvonken gebruikt. Dit proces vereist geen mechanische kracht en is ideaal voor het maken van onderdelen zoals bumpers, dashboards, deuren en vele andere met gaten en uitsparingen.

Medische industrie:

In de medicare-industrie zijn EDM-machines belangrijk voor het vormen van ingewikkelde prototypeonderdelen die optimaal worden gebruikt in apparatuur zoals optometrie en tandheelkunde. Het proces is vooral effectief wanneer het wordt gebruikt op metalen die geschikt zijn voor de productie van medische apparatuur, waarbij de structuren van items zoals tandheelkundige implantaten en spuitonderdelen worden versterkt en complexe ontwerpen worden toegevoegd.

Lucht- en ruimtevaartindustrie:

Wire EDM speelt ook een belangrijke rol in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het proces dat wordt gebruikt voor het maken van lucht- en ruimtevaartonderdelen die nauwe toleranties tot +/-0,005x nodig hebben en een gladde oppervlakteafwerking. Het werkt hand in hand met waterstraalsnijden voor onderdelen die niet bestand zijn tegen hitte en stress van conventionele snijgereedschappen. Deze technologie wordt al lange tijd veel gebruikt bij de productie van motoronderdelen, turbinebladen, landingsgestelcomponenten en vele andere.

Conclusie:

Wire EDM kan worden beschouwd als een van de meest nauwkeurige en flexibele technologieën voor snijden, die zeer gewaardeerd wordt in industrieën die complexe vormen en hoge nauwkeurigheid vereisen. Wire EDM is een bijzonder waardevolle techniek voor cut-to-produce prototyping en massaal geproduceerde ingewikkelde onderdelen vanwege de hoge nauwkeurigheid en het vermogen om aan nauwere toleranties te voldoen.

Bent u op zoek naar een draadvonkproductieproject of draadvonkbewerking bij mij in de buurt?

? Sincere Tech is een gerenommeerd bedrijf voor draadvonkbewerkingsdiensten met ervaring in meerdere CNC-bewerkingen, waaronder draadvonken. Deze functies stellen ons in staat om nauwkeurige sneden te maken op verschillende geleidende materialen om te voldoen aan de behoeften van verschillende onderdelen in meerdere industrieën. Als u meer wilt weten, neem dan contact op met onze EDM-productiespecialisten voor meer informatie over uw vereisten en projectdetails.

Veelgestelde vragen

Vraag 1: Wat is de nauwkeurigheid of de tolerantiegrens van draadvonken in termen van afmetingen?

Normaal gesproken is draadvonken zeer nauwkeurig. De snelle draadvonkmachine kan toleranties aan die zo klein zijn als ±0,1 millimeter. Het CNC-draadvonkproces kan een tolerantie van 0,05 mm aan.

Vraag 2: Waarin verschilt draadvonken van lasersnijden?

Draadvonken werkt door elektrische erosie van een draad, terwijl bij lasersnijden een krachtige thermische straal wordt gebruikt om door materialen te snijden. Ook de tolerantie is anders, maar draadvonken is nauwkeuriger dan lasersnijden.

Vraag 4. Waarom is gedemineraliseerd water een essentieel ingrediënt in draadvonken?

Wire EDM gebruikt gedeïoniseerd water als diëlektrisch medium omdat het een laag koolstofgehalte heeft. Het dient ook als een koellichaam om ervoor te zorgen dat de diëlektrische temperaturen op een optimaal niveau worden gehouden tijdens het bewerkingsproces.