Wire EDM چیست؟

Wire EDM چیست؟

1. اصل Wire EDM چیست؟

ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم (Wire EDM) یک فرآیند ماشینکاری غیر سنتی است که بر اساس اصل ماشینکاری تخلیه الکتریکی است. معمولاً برای برش مواد سخت مانند فولاد ابزار سخت شده و کاربید سیمانی استفاده می شود و می تواند قطعات فلزی با اشکال هندسی پیچیده تولید کند.

    اصل کار اولیه Wire EDM را می توان با یک نمودار نشان داد.

    سیم برش [2] از یک قرقره سیم [1] از طریق غلتک های راهنما [3] و یک مجموعه راهنما [4] تغذیه می شود. برای مقاومت در برابر سایش، مجموعه راهنما معمولاً از الماس ساخته شده است. سیم برش در نهایت بر روی یک قرقره جمع آوری [5] جمع آوری می شود یا در حین مصرف به قطعات کوچک بریده می شود. از طریق اتصال منبع تغذیه، سیم برش به عنوان کاتد و قطعه کار به عنوان آند عمل می کند. هنگامی که الکترود (در این مورد، سیم برش) به قطعه کار نزدیک می شود، تخلیه جرقه ای رخ می دهد که باعث حذف مواد از قطعه کار می شود. تخلیه توسط یک سیال دی الکتریک [6] پشتیبانی می شود که به خنک شدن مواد کمک می کند. این فرآیند همچنین می تواند به طور کامل در سیال دی الکتریک غوطه ور شود. شکاف جرقه [7] باعث می شود که پروفیل ماشین کاری شده کمی بزرگتر از قطر سیم [8] باشد. مسیر ماشینکاری معمولاً با حرکت قطعه کار در صفحه افقی کنترل می شود.

    فرآیند Wire EDM را می توان به سه مرحله تقسیم کرد.

    1. تشکیل قوس بین الکترود و قطعه کار: در Wire EDM، یک سیم فلزی نازک و رسانا به عنوان الکترود استفاده می شود. فاصله بین الکترود و قطعه کار بسیار کم است، اما هیچ تماس فیزیکی مستقیمی وجود ندارد. با اعمال یک ولتاژ بالا، تخلیه قوس الکتریکی تشکیل می شود.

    2. Arc ناحیه ای با دمای بالا و فشار بالا ایجاد می کند: انرژی تولید شده توسط تخلیه قوس بسیار زیاد است و باعث می شود که فلز روی سطح قطعه کار به طور آنی تا دمای بالا گرم شود. این منطقه با دمای بالا و فشار بالا تبخیر و خوردگی سطح فلز را امکان پذیر می کند.

    3. خوردگی و حذف فلز: در منطقه با دمای بالا و فشار بالا، فلز شروع به خوردگی و حل شدن می کند. ذرات فلز خورده شده توسط امواج ضربه ای شسته می شوند و در نتیجه باعث حذف مواد از قطعه کار فلز می شود. قوس به طور مداوم بین الکترود و قطعه کار حرکت می کند و به کل فرآیند برش اجازه می دهد تا شکل دلخواه را روی سطح فلز ایجاد کند. حذف مواد در Wire EDM به دلیل تأثیر جرقه بر روی سطح قطعه کار رخ می دهد. این جرقه‌ها یک جریان پیوسته نیستند، بلکه تخلیه‌های الکتریکی کوتاه مدتی هستند که میلیون‌ها بار در ثانیه رخ می‌دهند. هنگام ماشینکاری نواحی محصور، قطعه کار برای دستگاه Wire EDM دارای یک سوراخ به عنوان نقطه شروع برش است و قبل از شروع برش، سیم باید از طریق این سوراخ رزوه شود.

    فرآیند قرار دادن سیم از راهنمای بالا به راهنمای پایین را رزوه کاری می گویند. دستگاه های EDM سیم ممکن است دارای سیستم رزوه کاری خودکار باشند یا ممکن است نیاز به تکمیل دستی داشته باشند. علاوه بر این، سیستم به طور کلی دارای یک سنسور برای تشخیص شکستگی سیم در طول فرآیند برش سیم EDM است.

چه موادی برای Wire EDM مناسب هستند؟

Wire EDM برای ماشینکاری مواد سخت و شکننده مانند فولاد ابزار، فولاد ابزار سخت شده، کاربید سیمانی، Inconel و سایر موادی که ماشینکاری با روش های سنتی دشوار است، بسیار کاربردی است. همچنین برای ماشینکاری قطعات با خطوط پیچیده در صنایع هوافضا یا پزشکی استفاده می شود.

علاوه بر اینها، Wire EDM همچنین می تواند برای برش هر ماده رسانا از جمله مس، برنج، آلومینیوم، هاستلو و غیره استفاده شود.

آیا می توان گرافیت را با سیم EDM برش داد؟

بله، دستگاه های Wire EDM می توانند گرافیت را برش دهند. با این حال، گرافیت شکننده است و نیاز به رسیدگی دقیق دارد و سرعت برش بسیار پایین است. علاوه بر این، بهترین کار این است که گرافیت را به صورت متعارف از طریق آسیاب، با استفاده از Wire EDM برای خطوط پیچیده، ماشین کاری کنید. به این ترتیب می توان فرآیند را اقتصادی تر و سریع تر کرد. پس از EDM، گرافیت باید خشک شود تا رطوبت از بین برود.

آیا تیتانیوم را می توان با EDM ماشینکاری کرد؟

بله، دستگاه های Wire EDM می توانند آلیاژهای تیتانیوم را برش دهند. سیم برنجی با روکش روی (الکترود) را می توان برای دستیابی به سرعت و سطح بهتر استفاده کرد. علاوه بر این، شکستگی سیم می تواند در طول فرآیند برش مشکلی ایجاد کند که می توان با تنظیم مقدار جریان و طول "زمان خاموشی پالس" به حداقل رساند.

مزایا، معایب و محدودیت های Wire EDM

مزایا: سیم EDM یک فرآیند برش دقیق است که می تواند برای برش پروفیل های دشوار با تلرانس های تنگ و حتی قطعات کار با اندازه کوچک که با فرآیندهای ماشینکاری سنتی قابل برش نیستند استفاده شود. به راحتی می تواند فلزات نرم مانند برنج و مس، مواد شکننده مانند گرافیت و مواد سخت مانند کاربید سیمانی و اینکونل را برش دهد. Wire EDM می تواند قطعات کار را با ارتفاع تا 300 میلی متر یا وزن تا 1000 کیلوگرم برش دهد. می توان از آن برای برش گوشه های تیز (با شعاع ناچیز) بدون بر جای گذاشتن بریدگی یا اثر ابزار استفاده کرد. الکترود یک سیم ساده در دستگاه Wire EDM است، بنابراین هزینه ابزار نسبتاً پایین است.

معایب و محدودیت ها: سیم EDM را فقط می توان برای برش مواد رسانا استفاده کرد. سرعت برش یا سرعت حذف مواد Wire EDM کم و غیراقتصادی است، بنابراین اغلب برای ماشینکاری مواد بسیار سخت یا پروفیل های ماشینکاری سخت استفاده می شود. سیم EDM ممکن است یک لایه باز ریخته‌شده روی سطح قطعه کار باقی بگذارد که برداشتن آن به عملیات ثانویه مانند پرداخت نیاز دارد. شکستگی سیم یک مشکل در Wire EDM است که منجر به از دست دادن زمان و مقداری مواد سیم می شود. سیم (الکترود) در Wire EDM قابل استفاده مجدد نیست و پس از یک بار استفاده دور انداخته می شود که باعث افزایش هزینه ها می شود.