Obróbka elektroerozyjna drutem

Obróbka drutowa EDM to niekonwencjonalna współczesna technika elektrotermiczna, która wykorzystuje iskry elektryczne do erozji materiału z materiału docelowego (materiał roboczy). Może ciąć na kształt skomplikowanych prototypów projektowych, a także jest stosowana do ścinania części w dużych objętościach z wysoką stabilnością wymiarową. Małe kontury lub mikrootwory można łatwo kształtować za pomocą standardowej maszyny drutowej EDM przy minimalnym zużyciu narzędzia. Jest to proces bardziej precyzyjny i dokładny niż konwencjonalne techniki cięcia metalu. Jedną z jej głównych cech jest to, że może niemal przebić każdy materiał o wysokiej wytrzymałości i przewodzący oraz kształtować skomplikowane geometrie bez żadnej siły mechanicznej. Ten wpis na blogu podkreśla ogromny potencjał obróbki drutowej EDM, omawiając ich zastosowania, typy i możliwości ścinania.

Obróbka elektroerozyjna drutem: Wprowadzenie do procesu

W przemyśle obróbki metali, Wire Electrical Discharge Machining (Wire EDM) jest uznawana za dokładną i precyzyjną technikę, która wykorzystuje cienki drut (elektrodę) naładowany elektrycznie do ścinanych metali. Drut porusza się w płynie dielektrycznym, który chłodzi materiał i usuwa również erodowane cząstki.

Obróbka drutowa EDM nie usuwa materiału poprzez bezpośrednie cięcie, ale wykorzystuje wyładowanie elektryczne do erozji materiału. Zamiast go ciąć, topi lub odparowuje, co zapewnia narzędziu dużą precyzję i wytwarza bardzo mało wiórów. Proces ten jest korzystny w przypadku wytwarzania części, które są trudne do obróbki konwencjonalnymi technikami, jeśli materiały są przewodzące prąd elektryczny.

Jak działa elektroerozyjna obróbka elektroerozyjna?

Proces Wire EDM jest prosty, ale bardzo wydajny. Zaczyna się od zanurzenia przedmiotu obrabianego w płynie dielektrycznym i umieszczenia go w imadle. Następnie przez przedmiot obrabiany przepuszcza się cienki drut z ładunkiem elektrycznym. Przedmiot obrabiany, będąc przewodzącym, uzyskuje ładunek przeciwny do ładunku rolki ładującej.

Gdy drut zbliża się do przedmiotu obrabianego, łuk elektryczny tworzy się w szczelinie, co powoduje generowanie ciepła, które topi lub odparowuje niewielką ilość metalu. Te iskry działają jak narzędzie tnące i nadal ścinają przedmiot obrabiany do wymaganego kształtu.

W całym procesie do regulacji środowiska obróbki i usuwania cząstek metalu erodowanych przez proces używana jest woda dejonizowana. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest uzyskanie bardzo dokładnego cięcia i wykańczania części, zwłaszcza gdy części są złożone i wymagają wysokiego stopnia dokładności.

Części maszyn do obróbki elektroerozyjnej drutem

Poniżej znajduje się lista głównych części obrabiarek elektroerozyjnych:

1. Narzędzia CNC

Obróbka elektroerozyjna drutem jest zautomatyzowana za pomocą narzędzi CNC, które regulują sekwencję ścieżki drutu i proces cięcia. Narzędzia te są bardzo ważne dla dokładności i wydajności operacji, ponieważ poziom zaawansowania tych narzędzi determinuje poziom błędów i czas obróbki.

2. Zasilacz

Jednostka zasilająca dostarcza impulsy elektryczne zarówno do elektrody drutowej, jak i do przedmiotu obrabianego, których napięcie waha się od 100 V do 300 V. Kontroluje ona szybkość i wielkość tych ładunków, które są kluczowe dla usuwania materiału.

3. Drut

Drut wytwarza potencjał wyładowania elektrycznego, czyniąc z niego elektrodę. Jego średnica, zwykle wahająca się od 0,05 do 0,25 mm, jest wybierana w zależności od kształtu i grubości materiału roboczego. Wybierając drut do cięcia, należy wziąć pod uwagę odporność na pękanie, odporność na uderzenia, przewodność, temperaturę parowania i twardość.

Do powszechnie stosowanych rodzajów przewodów należą:

• Druty mosiężne: Są znane ze swojej doskonałej przewodności i są produkowane z miedzi i cynku w proporcjach odpowiednio 63% i 37%. Zawartość cynku zwiększa prędkość cięcia, ale nie powinna przekraczać 40%, ponieważ powoduje korozję.
• Druty ocynkowane: Druty te posiadają warstwę czystego cynku lub tlenku cynku, co zwiększa szybkość obróbki.
• Druty wyżarzane dyfuzyjnie: Druty te powstają w procesie wyżarzania dyfuzyjnego i zawierają ponad 40% cynku, co czyni je idealnymi do produkcji na dużą skalę i cięcia różnych materiałów.

4. Medium dielektryczne

Proces obróbki drutem EDM jest przeprowadzany w zbiorniku zawierającym płyn dielektryczny, zazwyczaj oleje lub wodę dejonizowaną. Medium to również zmniejsza szybkość procesu, zapobiega tworzeniu się warstwy na elektrodzie drutowej i zapewnia gładkie wykończenie powierzchni przedmiotu obrabianego.

5. Elektrody

W obróbce drutem EDM narzędzie drutowe działa jako dodatnio naładowana (katoda), podczas gdy przedmiot obrabiany działa jako ujemnie naładowana (anoda) obwodu elektrycznego. Silnik serwo (kontroler) tworzy szczelinę 0,01 do 0,5 mm w drucie, tak aby nie dotykał on obrabianego przedmiotu podczas cięcia, co jest niezwykle istotne dla dokładności i pomaga uniknąć pęknięć w obrabianym przedmiocie.

Jakie materiały można ciąć elektrodrążarką drutową?

Obróbka drutem EDM jest bardzo użyteczna i może ciąć niemal każdy materiał przewodzący prąd elektryczny oraz wytwarzać złożone geometrie i kontury. Oto kilka typowych materiałów, które można skutecznie ciąć za pomocą maszyny drutowej EDM

Aluminium

Aluminium jest jednym z najbardziej wszechstronnych metali, który ma wysoką przewodność cieplną i elektryczną. Obróbka drutowa EDM jest naturalnie miękka, co oznacza, że podczas obróbki mogą gromadzić się gumowate osady; jednak drutowa EDM radzi sobie z tym problemem i zapewnia dokładne cięcia.

Tytan

Obróbka drutowa EDM jest najbardziej odpowiednia dla tytanu, ponieważ jest lepki i generuje długie wióry. Proces ten może skutecznie poradzić sobie z tymi właściwościami. Dejonizowana woda jako medium dielektryczne pomaga zminimalizować wytwarzanie ciepła, dzięki czemu proces cięcia jest płynny i łatwiejszy.

Stal

Drut EDM jest korzystny dla stali, ponieważ jest to mocny metal. Proces ten jest często stosowany zamiast Obróbka CNC dla stali ze względu na jej zdolność do zarządzania twardością materiału. Jednak stal wytwarza dużo ciepła, dlatego też należy podjąć niezbędne środki ostrożności w tym zakresie.

Mosiądz

Ze względu na wysoką wytrzymałość na rozciąganie mosiądz jest stosunkowo łatwy do cięcia za pomocą Wire EDM. Ponieważ jest stosunkowo miękki, prędkość cięcia powinna być stosunkowo niska, aby nie powodować odkształcania się materiału, a tym samym nie wpływać na dokładność cięcia.

Grafit

Grafit jest stosunkowo trudny do obróbki przy użyciu konwencjonalnych narzędzi ze względu na jego kruchość i problem z wyciąganiem cząstek. Drut EDM, z ostrą elektrodą drutową, może wydajnie obrabiać grafit, zapewniając czyste i dokładne cięcia.

Materiały te należą do materiałów przewodzących, które można obrabiać za pomocą obrabiarek drutowych EDM, co sprawia, że technologia ta ma zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w których wymagana jest wysoka precyzja i skomplikowane projekty.

Różnica między obróbką drutową EDM a konwencjonalną obróbką EDM

Obróbka drutem EDM i konwencjonalne EDM to dwa różne rodzaje procesów ścinania. Drut EDM i konwencjonalne EDM działają na tej samej zasadzie, ale ich działanie i zastosowania są zupełnie inne. Oto podział na to, jak się różnią:

Typ elektrody

Obróbka elektroerozyjna drutem: Jak omówiono powyżej, w procesie tym wykorzystuje się cienki drut, który jest podgrzewany i działa jak elektroda. Następnie przesuwa się, aby nadać wymagany kształt i rozmiar części lub produktowi.

Konwencjonalna elektronika: Wykorzystuje elektrody wykonane z bardzo przewodzących materiałów, takich jak grafit lub miedź, i mogą mieć różną geometrię. Elektrody te są umieszczane w obrabianym przedmiocie, tworząc w ten sposób „negatywny” obraz kształtu elektrod.

Prędkość obróbki

Obróbka elektroerozyjna drutem: Można zacząć pracę natychmiast po ułożeniu przewodu, co zwiększa wydajność i sprawia, że jest to rozwiązanie idealne w przypadku projektów z krótkim terminem realizacji.

Konwencjonalna elektronika: Elektrody muszą zostać wstępnie uformowane przed procesem obróbki, co może zająć dużo czasu, przejdź do obróbka elektroerozyjna aby dowiedzieć się więcej.

Dokładność

Obróbka elektroerozyjna drutem: Zapewnia wysoką dokładność; może ciąć tak cienko, jak 0,004 cala. Dzięki temu nadaje się do cięcia skomplikowanych wzorów i projektów na tkaninie.

Konwencjonalna elektronika: Mimo że jest ona wykorzystywana do bardziej skomplikowanych cięć, nie jest tak precyzyjna jak elektroerozyjna obróbka drutowa, przez co nadaje się do prostszych i sztywniejszych cięć.

Zalety i wady obróbki elektroerozyjnej drutem

Części prototypowe do obróbki elektroerozyjnej drutem

Zalety

Precyzja: Zapewnia nieskazitelne cięcia, co oznacza, że nie wymaga dalszej obróbki lub wykańczania.

• Kształty złożone: Konwencjonalna obróbka CNC umożliwia tworzenie skomplikowanych wzorów, które trudno uzyskać tradycyjnymi technikami.
• Małe części: Nadaje się do stosowania podczas pracy na małych i skomplikowanych częściach, trudnych w obsłudze.
• Materiały kruche: Maszyny CNC do obróbki elektroerozyjnej drutowej mają zastosowanie do materiałów, które nie mogą być poddawane naprężeniom i które trudno obrabiać za pomocą konwencjonalnych metod cięcia.
• Czyste cięcia: Nie pozostawia zadziorów ani zniekształceń, co oznacza, że nie ma potrzeby przeprowadzania obróbki końcowej.
• Ciągłe cięcie: Urządzenie może ciąć bez zatrzymywania pracy, a nawet rozpocząć cięcie ponownie, jeśli drut ulegnie zerwaniu.

Wady

Ograniczenia materiałowe: Dotyczy to wyłącznie materiałów przewodzących prąd elektryczny.

Wolniejsze dla grubych materiałów: Nie jest tak skuteczne w przypadku bardzo grubych i sztywnych materiałów, jak konwencjonalne EDM.

Koszt: Maszyny drutowe do obróbki elektroerozyjnej mogą być drogie, szczególnie gdy trzeba uwzględnić początkowy koszt maszyny.

Konserwacja: Należy go często konserwować, aby zachować dokładność i szybkość działania.

Znajomość tych różnic oraz zalet i wad obróbki elektroerozyjnej drutowej może pomóc producentom w określeniu, która technika jest bardziej odpowiednia do ich potrzeb.

Zastosowania obróbki elektroerozyjnej drutem

Wire EDM jest stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym i medycznym, od produkcji szczegółowych prototypów po części produkowane masowo. Oto zestawienie niektórych kluczowych sektorów, które wykorzystują tę najnowocześniejszą technologię:

Przemysł motoryzacyjny:

W przemyśle motoryzacyjnym, gdzie części są zazwyczaj skomplikowane pod względem kształtu, a użyty materiał jest dość skomplikowany, stosuje się drutową obróbkę elektroerozyjną. Proces ten nie wymaga użycia siły mechanicznej i jest idealny do tworzenia części, takich jak zderzaki, deski rozdzielcze, drzwi i wiele innych z otworami i wgłębieniami.

Branża medyczna:

W branży medycznej maszyny EDM są istotne w kształtowaniu skomplikowanych części prototypowych, optymalnie wykorzystywanych w sprzęcie takim jak optometria i stomatologia. Proces ten jest szczególnie skuteczny, gdy jest stosowany na metalach nadających się do produkcji wyrobów medycznych, wzmacniając struktury przedmiotów, takich jak implanty dentystyczne i części strzykawek, jednocześnie dodając złożone projekty.

Przemysł lotniczo-kosmiczny:

Drut EDM odgrywa również istotną rolę w przemyśle lotniczym. Proces ten jest stosowany do tworzenia części lotniczych, które muszą mieć ścisłe tolerancje do +/-0,005x i gładkie wykończenie powierzchni. Współpracuje z cięciem strumieniem wody w przypadku części, które nie są w stanie wytrzymać ciepła i naprężeń spowodowanych przez konwencjonalne narzędzia tnące. Technologia ta jest szeroko stosowana w produkcji części silników, łopatek turbin, elementów podwozi i wielu innych od dawna.

Wniosek:

Wire EDM można uznać za jedną z najdokładniejszych i najbardziej elastycznych technologii cięcia, która jest wysoko ceniona w branżach wymagających skomplikowanych kształtów i wysokiej dokładności. Wire EDM jest szczególnie cenną techniką do prototypowania metodą cięcia w celu produkcji i masowej produkcji skomplikowanych części ze względu na jej wysoką dokładność i zdolność do spełniania węższych tolerancji.

Szukasz projektu produkcji EDM drutem lub obróbki EDM drutem w pobliżu?

? Sincere Tech to dobrze prosperująca firma zajmująca się obróbką elektroerozyjną drutem, która ma doświadczenie w wielu operacjach CNC, w tym w obróbce elektroerozyjnej drutem. Te funkcje pozwalają nam wykonywać dokładne cięcia różnych materiałów przewodzących, aby sprostać potrzebom różnych części w wielu branżach. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z naszymi specjalistami ds. produkcji EDM, aby uzyskać więcej informacji na temat swoich wymagań i szczegółów projektu.

Najczęściej zadawane pytania

P1: Jaka jest dokładność lub granica tolerancji wymiarów obróbki elektroerozyjnej drutowej?

Zazwyczaj drutowe EDM jest bardzo dokładne. Szybkie drutowe EDM może zapewnić tolerancję rzędu ±0,1 milimetra. Proces drutowego EDM CNC może zapewnić tolerancję rzędu 0,05 mm.

P2. Czym różni się obróbka elektroerozyjna drutem od cięcia laserowego?

Obróbka elektroerozyjna drutem polega na elektroerozji drutu, podczas gdy cięcie laserowe wykorzystuje wiązkę termiczną dużej mocy do przecinania materiałów. Inna jest również tolerancja, więc elektroerozyjna drutówka jest dokładniejsza niż cięcie laserowe.

P4. Dlaczego woda dejonizowana jest kluczowym składnikiem obróbki elektroerozyjnej drutem?

Wire EDM wykorzystuje wodę dejonizowaną jako medium dielektryczne, ponieważ ma niską zawartość węgla. Służy również jako radiator, aby zapewnić, że temperatury dielektryczne są utrzymywane na optymalnym poziomie podczas procesu obróbki.