Wire EDM-bearbetning är en icke-konventionell modern elektrotermisk teknik som använder elektriska gnistor för att erodera material från ett riktat material (Job-material). Den kan skära till invecklade designprototyper och används också för att klippa delar i stora volymer med hög dimensionell stabilitet. Små konturer eller mikrohål kan enkelt formas med hjälp av en vanlig trådgnistmaskin med minimalt verktygsslitage. Det är en mer exakt och noggrann process än konventionell skärande bearbetning. En av de viktigaste egenskaperna är att den nästan kan tränga igenom alla höghållfasta och ledande material och forma komplicerade geometrier utan någon mekanisk kraft. Detta blogginlägg belyser den enorma potentialen hos skärande bearbetning med trådgnistning och diskuterar deras tillämpningar, typer och klippningsegenskaper.

Trådgnistning: En introduktion till processen

Inom metallbearbetningsindustrin anses trådgnistning (Wire Electrical Discharge Machining, Wire EDM) vara en exakt och noggrann teknik som använder en tunn tråd (elektrod) som laddas elektriskt för att klippa metaller. Tråden löper i en dielektrisk vätska som kyler materialet och även avlägsnar de eroderade partiklarna.

Vid trådgnistbearbetning avlägsnas inte materialet genom direkt skärning, utan en elektrisk urladdning används för att erodera materialet. Istället för att skära i det smälter eller förångas det, vilket ger verktyget stor precision och mycket lite spån. Denna process är fördelaktig för att tillverka delar som är utmanande att bearbeta med konventionella tekniker om materialen är elektriskt ledande.

Hur fungerar trådgnistning?

Trådgnistningsprocessen är enkel men mycket effektiv. Den börjar med att arbetsstycket sänks ned i en dielektrisk vätska och placeras i ett skruvstycke. En tunn tråd med en elektrisk laddning förs sedan genom arbetsstycket. Eftersom arbetsstycket är ledande får det en laddning som är motsatt den som laddningsrullen har.

När tråden närmar sig arbetsstycket bildas en elektrisk båge över spalten och detta orsakar värmeutveckling som smälter eller förångar en liten mängd metall. Dessa gnistor fungerar som skärverktyg och fortsätter att raka arbetsstycket till önskad form.

Under hela processen används avjoniserat vatten för att reglera bearbetningsmiljön och för att avlägsna de metallpartiklar som eroderas av processen. Detta arrangemang gör det möjligt att uppnå mycket fin och exakt skärning och efterbehandling av detaljerna, särskilt när detaljerna är komplexa och kräver en hög grad av noggrannhet.

Delar till maskiner för trådgnistning

Här är de viktigaste delarna av edm-maskinen listade nedan;

1. CNC-verktyg

Trådgnistning automatiseras med hjälp av CNC-verktyg som reglerar sekvensen för trådbanan och skärprocessen. Dessa verktyg är mycket viktiga för noggrannheten och effektiviteten i bearbetningen eftersom verktygens sofistikeringsgrad avgör felnivån och bearbetningstiden.

2. Strömförsörjning

Strömförsörjningsenheten ger elektriska impulser till både trådelektroden och arbetsstycket, som varierar från 100V till 300V. Den kontrollerar hastigheten och storleken på dessa laddningar, som är avgörande för materialavlägsnande.

3. Tråd

Tråden producerar den elektriska urladdningspotentialen genom att göra den till elektrod. Dess diameter, som vanligtvis varierar från 0,05 till 0,25 mm, väljs beroende på arbetsmaterialets form och tjocklek. När du väljer tråd för skärning bör du beakta brottmotstånd, slagmotstånd, ledningsförmåga, förångningstemperatur och hårdhet.

Vanliga typer av ledningar är

• Trådar av mässing: Dessa är kända för sin utmärkta ledningsförmåga och tillverkas av koppar och zink kombinerat i förhållandet 63% respektive 37%. Zinkhalten höjer skärhastigheten men bör inte vara högre än 40% eftersom det orsakar korrosion.
• Zinkbelagda trådar: Dessa trådar har ett lager av ren zink eller zinkoxid som förbättrar bearbetningshastigheten.
• Diffusionsglödgade trådar: Dessa trådar tillverkas genom diffusionsglödgning och innehåller mer än 40% zink, vilket gör dem idealiska för storskalig produktion och skärning genom olika material.

4. Dielektriskt medium

Bearbetningsprocessen med trådgnistning utförs i en tank som innehåller dielektrisk vätska, vanligtvis oljor eller avjoniserat vatten. Detta medium minskar också processhastigheten, undviker att det bildas ett skikt på trådelektroden och ger en jämn ytfinish på arbetsstycket.

5. Elektroder

Vid trådgnistbearbetning fungerar trådverktyget som en positivt laddad (katod), medan arbetsstycket fungerar som en negativt laddad (anod) i den elektriska kretsen. En servomotor (styrenhet) skapar ett mellanrum på 0,01 till 0,5 mm i tråden så att den inte vidrör arbetsstycket under kapningen, vilket är avgörande för noggrannheten och hjälper till att undvika sprickor i det avsedda arbetsstycket.

Vilka materialtyper kan skäras med en trådgnistmaskin?

Trådgnistbearbetning är mycket användbart och kan skära i nästan alla elektriskt ledande material och producera komplexa geometrier och konturer. Här är några vanliga material som effektivt kan skäras med en trådgnistmaskin

Aluminium

Aluminium är en av de mest mångsidiga metallerna som har hög termisk och elektrisk ledningsförmåga. Trådgnistbearbetning är naturligt mjukt, vilket innebär att det kan bildas gummiartade avlagringar under bearbetningsprocessen; trådgnistbearbetning kan dock hantera detta problem och uppnå exakta snitt.

Titan

Trådgnistning är bäst lämpad för titan eftersom det är klibbigt och genererar långa spånor. Processen kan hantera dessa egenskaper på ett effektivt sätt. Avjoniserat vatten som dielektriskt medium hjälper till att minimera värmeproduktionen och gör därmed skärprocessen smidig och enklare.

Stål

Trådgnistning är fördelaktigt för stål eftersom det är en stark metall. Denna process används ofta i stället för CNC-bearbetning för stål på grund av den senares förmåga att hantera materialets hårdhet. Stål producerar dock mycket värme och därför måste nödvändiga försiktighetsåtgärder vidtas i detta avseende.

Mässing

På grund av sin höga draghållfasthet är mässing förhållandevis lätt att skära med trådgnistning. Eftersom det är relativt mjukt bör skärhastigheten vara relativt låg för att inte materialet ska deformeras och därmed påverka skärets noggrannhet.

Grafit

Grafit är relativt svårt att bearbeta med konventionella verktyg på grund av dess inneboende sprödhet och problem med partikelutdragning. Trådgnistning, med sin vassa trådelektrod, kan effektivt bearbeta grafit och ge rena och exakta snitt.

Dessa material är några av de ledande material som trådgnistmaskiner kan bearbeta, vilket gör tekniken användbar i flera branscher som kräver hög precision och komplicerade konstruktioner.

Skillnad mellan trådgnistning och konventionell EDM-bearbetning

Trådgnistbearbetning och konventionell EDM är två olika typer av klippningsprocesser. Wire EDM och konventionell EDM fungerar enligt samma princip men deras arbete och användningsområden är helt olika. Här är en uppdelning av hur de skiljer sig åt:

Typ av elektrod

Trådgnistning: Som nämnts ovan används en tunn tråd som värms upp för att fungera som en elektrod och som sedan flyttas för att skäras till önskad form och storlek på detaljen eller produkten.

Konventionell EDM: Använder elektroder tillverkade av mycket ledande material som grafit eller koppar och kan ha olika geometrier. Dessa elektroder placeras i arbetsstycket, vilket ger en "negativ" bild av elektrodernas form.

Bearbetningshastighet

Trådgnistning: Den är redo att starta så snart kabeln är positionerad, vilket gör den mer effektiv och idealisk för projekt med korta tidsfrister.

Konventionell EDM: Elektroderna måste förformas före bearbetningsprocessen, vilket kan ta mycket tid, gå till elektrisk urladdningsbearbetning sidan för att få veta mer.

Noggrannhet

Trådgnistning: Ger hög noggrannhet; den kan skära så tunt som 0,004 tum. Detta gör den lämplig för att skära komplicerade mönster och designer på tyget.

Konventionell EDM: Även om den också används för komplexa skärningar kan den inte vara lika exakt som trådgnistning, vilket gör den lämplig för enklare och styvare skärningar.

Fördelar och nackdelar med trådgnistbearbetning

Prototypdelar för trådgnistning

Proffs

Precision: Ger perfekta snitt, vilket innebär att ingen eller mycket lite ytterligare bearbetning eller efterbehandling krävs.

• Komplexa former: Konventionell CNC-bearbetning kan hjälpa till att skapa intrikata mönster som är svåra att skapa med traditionella tekniker.
• Små delar: Lämplig för arbete med små och invecklade delar som är svåra att hantera.
• Bräckliga material: CNC Wire EDM-maskiner är tillämpliga på material som inte kan utsättas för påfrestningar och som är svåra att bearbeta genom konventionella skärande bearbetningar.
• Rena nedskärningar: Den lämnar inte efter sig några grader eller distorsioner, vilket innebär att det inte finns något behov av efterbehandling.
• Kontinuerlig skärning: Den kan klippa utan att stoppa operationen och till och med börja klippa igen om tråden bryts av.

Nackdelar

Materiella begränsningar: Den är endast tillämplig på elektriskt ledande material.

Långsammare för tjocka material: Inte lika effektiv på mycket tjocka eller styva material som konventionell EDM.

Kostnad: Trådgnistmaskiner kan vara dyra, särskilt när man måste räkna in den initiala kostnaden för maskinerna.

Underhåll: Den måste underhållas ofta för att hålla den korrekt och snabb.

Genom att känna till dessa skillnader samt för- och nackdelarna med trådgnistning kan tillverkarna lättare avgöra vilken teknik som är lämpligast för deras applikationer.

Tillämpningar av trådgnistbearbetning

Trådgnistning används inom fordons-, flyg- och medicinindustrin, allt från att tillverka detaljerade prototyper till delar för massproduktion. Här är en sammanfattning av några viktiga sektorer som använder denna banbrytande teknik:

Fordonsindustrin:

Inom fordonsindustrin, där delarna ofta har komplexa former och där materialet är komplicerat, används trådgnistning. Denna process kräver ingen mekanisk kraft och är idealisk för att skapa delar som stötfångare, instrumentbrädor, dörrar och många andra med hål och urtag.

Medicinsk industri:

Inom sjukvårdsindustrin är EDM-maskiner viktiga för att forma invecklade prototypdelar som används optimalt i utrustning som optometri och tandvård. Processen är särskilt effektiv när den används på metaller som lämpar sig för tillverkning av medicintekniska produkter och förstärker strukturerna på föremål som tandimplantat och sprutdelar samtidigt som komplexa mönster läggs till.

Flyg- och rymdindustrin:

Trådgnistning spelar också en viktig roll inom flygindustrin. Processen används för att skapa flygplansdelar som måste ha snäva toleranser ned till +/-0,005x och jämn ytfinish. Den går hand i hand med vattenskärning för delar som inte tål värme och påfrestningar från konventionella skärverktyg. Denna teknik har länge använts vid tillverkning av motordelar, turbinblad, komponenter till landningsställ och mycket annat.

Slutsats:

Trådgnistning kan betraktas som en av de mest exakta och flexibla teknikerna för skärning, vilket är mycket uppskattat i branscher som kräver komplexa former och hög noggrannhet. Trådgnistning är en särskilt värdefull teknik för skärande bearbetning av prototyper och massproducerade komplicerade delar tack vare dess höga noggrannhet och förmåga att uppfylla snävare toleranser.

Letar du efter ett tillverkningsprojekt för trådgnistning eller bearbetning av trådgnistning nära mig

? Sincere Tech är ett väletablerat tillverkningsföretag för trådbearbetningstjänster med erfarenhet av flera CNC-operationer, inklusive tråd EDM. Dessa funktioner gör det möjligt för oss att uppnå exakta skärningar på olika ledande material för att möta behoven hos olika delar i flera branscher. Om du vill veta mer, vänligen kontakta våra EDM-tillverkningsspecialister för mer information om dina krav och projektdetaljer.

Vanliga frågor och svar

F1: Vad är noggrannheten eller toleransgränsen för Wire EDM när det gäller dimensioner?

Normalt är Wire EDM mycket exakt, den snabba tråd EDM kan göra toleranserna så snäva som ± 0. 1 millimeter. CNC-tråd EDM-processen kan uppfylla 0.05mm tolerans.

Q2. Hur skiljer sig trådgnistning från laserskärning?

Tråd EDM fungerar genom elektrisk erosion från en tråd, medan laserskärning använder en högeffektiv termisk stråle för att skära igenom material, och toleransen är också annorlunda, tråd EDM kommer att vara mer prcision än laserskärning.

Q4. Varför är avjoniserat vatten en viktig ingrediens i trådgnistning?

Wire EDM använder avjoniserat vatten som dielektriskt medium eftersom det har låg kolhalt. Det fungerar också som en kylfläns för att säkerställa att de dielektriska temperaturerna hålls på en optimal nivå under bearbetningsprocessen.