Nel settore manifatturiero, le macchine utensili a filo si stanno gradualmente diffondendo. Sono note per la loro elevata precisione di taglio. La WEDM è un'apparecchiatura avanzata. Utilizza un sottile filo metallico (filo elettrodo) come elettrodo. Inoltre, fa passare una corrente pulsata tra il filo e il pezzo in lavorazione. Taglia il pezzo sfruttando l'effetto elettrocorrosivo della scarica pulsata. Supera i limiti dei metodi tradizionali, consentendo di lavorare pezzi complessi e precisi.
Questo articolo vi accompagnerà nell'esplorazione del principio di lavorazione delle macchine utensili a filo e delle loro tipologie. Vi spiegherà i tipi di materiali che possono tagliare e le loro caratteristiche. I vantaggi e i limiti del loro utilizzo nella lavorazione dei materiali. Le loro applicazioni e le tecniche di lavorazione per la lavorazione di diversi materiali. Comprendere questi aspetti può aiutarci a vedere le cose più chiaramente. Illustra il ruolo chiave del taglio a filo nella produzione moderna.
Sommario
Che cosa è l'elettroerosione a filo?
L'elettroerosione a filo (WEDM), nota anche come elettroerosione a filo, è una lavorazione speciale. Il suo principio di base consiste nell'utilizzare un sottile filo metallico in movimento (un filo elettrodo) per generare una scarica pulsata sul pezzo in lavorazione. Questo fonde e vaporizza il materiale del pezzo, tagliandolo.
Come funziona l'elettroerosione a filo?
Il principio di funzionamento del WEDM si basa sul fenomeno della scarica di scintille elettriche. Durante il processo, il filo dell'elettrodo e il pezzo in lavorazione si collegano ai poli positivo e negativo dell'alimentatore. Quando si trovano a una certa distanza, si forma un campo elettrico nel fluido di lavoro (solitamente acqua deionizzata o altro liquido isolante). L'intensità del campo elettrico aumenta. Questo provoca la formazione di scintille tra il pezzo in lavorazione e il filo dell'elettrodo alla tensione di scarica. Il calore della scintilla fonde e vaporizza il pezzo in lavorazione. L'esplosione quindi lava via il materiale fuso. Questo processo rimuove il materiale.
Componenti di una macchina per elettroerosione a filo
La macchina è composta da diverse parti che lavorano insieme per dare al materiale la forma desiderata. Di seguito sono riportati i componenti della macchina.
Utensili CNC
Gli utensili CNC controllano l'intero processo di lavorazione tramite elettroerosione a filo. Il controllo dell'intero processo include il controllo della sequenza del percorso del filo e la gestione automatica del processo di taglio. È importante notare che la sofisticatezza dell'utensile CNC determina il livello di errore e il tempo di lavorazione.
Alimentazione elettrica
L'alimentatore è il componente che fornisce impulsi (da 100 V a 300 V) all'elettrodo a filo e al pezzo in lavorazione. Inoltre, controlla la frequenza e l'intensità delle cariche elettriche che attraversano l'elettrodo a filo per interagire con il pezzo in lavorazione. Per fornire la qualità e il tipo di carica necessari durante il processo di taglio a filo, è necessario un alimentatore altamente sviluppato.
Filo
Il filo funge da elettrodo per creare la scarica elettrica. La forma e lo spessore del pezzo in lavorazione influenzano direttamente il diametro del filo. In genere, si possono utilizzare fili con diametri compresi tra 0,05 e 0,25 mm. I principali tipi di fili utilizzati includono:
Fili di ottone
L'ottone è il materiale più comune per i fili EDM grazie alle sue eccellenti proprietà conduttive. È una lega di rame e zinco e, maggiore è il contenuto di zinco, maggiore è la velocità di taglio del filo. Tuttavia, è fondamentale che vi sia un equilibrio. Questo perché un contenuto di zinco superiore a 40% riduce la velocità di corrosione del filo di ottone.
Fili zincati
Come suggerisce il nome, si ottiene applicando un rivestimento di zinco puro o ossido di zinco sulla superficie del filo. I produttori utilizzano fili zincati perché migliorano la velocità di lavorazione.
Fili ricotti per diffusione
Il processo di ricottura per diffusione consente di creare fili con un contenuto di zinco più elevato (superiore a 40%). Consiste nel rivestire i fili con strati di zinco puro. Questi fili sono ideali per la produzione in serie e possono essere lavorati su molti materiali.
Mezzo dielettrico
Il processo di elettroerosione a filo deve essere eseguito in una vasca riempita con fluido dielettrico. Questo liquido impedisce alle minuscole particelle del pezzo in lavorazione di attaccarsi all'elettrodo a filo. Il fluido più comune è l'acqua deionizzata, poiché raffredda il processo e conferisce al pezzo una buona finitura superficiale.
Elettrodi
Gli elettrodi nella macchina sono il filo (catodo) e il pezzo da lavorare (anodo). Il servomotore controlla l'elettrodo a filo, assicurando che non entri in contatto con il pezzo in lavorazione in nessun momento del processo di taglio con elettroerosione a filo.
Tipi di macchine WEDM
Per comprendere i tipi di macchine WEDM, è necessario innanzitutto sapere che possono essere classificate in base a diversi criteri, ad esempio in base al tipo di carrello, al campo di utilizzo o alla forma costruttiva. Di seguito sono riportati alcuni tipi comuni di macchine WEDM:
Classificazione per tipo di trasportatore di filo
Una macchina per il taglio a filo ad alta velocità è una macchina in cui il filo dell'elettrodo scorre a una velocità maggiore. Solitamente utilizza filo di molibdeno come filo dell'elettrodo. La sua precisione di lavorazione e la qualità superficiale sono relativamente basse, ma anche i costi di lavorazione sono bassi, ed è adatta alla lavorazione di componenti che non richiedono una precisione eccessiva. Una macchina per il taglio a filo ad avanzamento lento è relativamente lenta nel far scorrere il filo dell'elettrodo, solitamente utilizzando filo di rame. La precisione di lavorazione è elevata, la qualità superficiale è buona, ma i costi di lavorazione sono più elevati, comunemente utilizzata nella lavorazione ad alta precisione. parti di forma complessa.
Diviso per campo di applicazione
Una normale macchina per il taglio a filo utilizza la tradizionale elettroerosione a filo. Solitamente, utilizza la tecnologia a filo rapido. Si applica anche alla lavorazione di componenti industriali generici, come parti meccaniche, stampi e così via. È diversa dalle macchine utensili per il taglio a filo di precisione. Inoltre, utilizza un'elettroerosione avanzata. Offre elevata stabilità e precisione di controllo. Solitamente utilizza la tecnologia a filo lento.
Diviso per forma strutturale
In base alla struttura, le macchine utensili per il taglio a filo possono essere suddivise in verticali e con camera di lavoro. Le prime hanno principalmente il mandrino perpendicolare al tavolo di lavoro e il pezzo da lavorare è posizionato orizzontalmente. Sono adatte alla lavorazione di pezzi di piccole e medie dimensioni, facili da osservare e utilizzare. Le seconde hanno il mandrino parallelo alla superficie del tavolo e il pezzo da lavorare è posizionato orizzontalmente o inclinato. Sono adatte principalmente alla lavorazione di pezzi di grandi dimensioni e pezzi sagomati.
Quali sono i materiali adatti alla tecnologia WEDM?
Uno dei fattori più critici nell'utilizzo dell'elettroerosione a filo è la conduttività elettrica del materiale. Una buona conduttività garantisce un flusso di corrente fluido. Ciò si traduce in un impulso di scarica stabile che rimuove il materiale in modo efficiente e preciso. Solo se il materiale lavorato ha una buona conduttività elettrica i pezzi possono essere lavorati con l'elettroerosione a filo. La scelta del materiale corretto per l'elettroerosione a filo è quindi fondamentale per la qualità del pezzo finale.
Materiali metallici
I materiali metallici in generale hanno una buona conduttività elettrica e sono ampiamente utilizzati nel campo dell'ingegneria meccanica. Pertanto, l'elettroerosione a filo è più adatta alla lavorazione di materiali metallici. Ad esempio, acciaio (incluso acciaio al carbonio, acciaio legato, ecc.), acciaio inossidabile, carburo, titanio e leghe di titanio e altri materiali metallici. Acciaio al tungsteno e carburo di tungsteno in carburo cementato. Questi materiali sono duri e resistenti all'usura. Sono ideali per la realizzazione di stampi e utensili ad alta precisione con l'elettroerosione a filo. Le leghe resistenti alle alte temperature sono comuni nei motori e nelle turbine aeronautiche. Mantengono una buona resistenza alle alte temperature. I seguenti sono i materiali metallici più comuni che possono essere lavorati:
Alluminio
L'alluminio ha eccellenti proprietà di conduttività termica ed elettrica. Tuttavia, è naturalmente morbido e può essere difficile da tagliare con questo processo. Questo perché l'alluminio può produrre un accumulo di materiale appiccicoso dopo la lavorazione.
Titanio
Il taglio con elettroerosione a filo è perfetto per il titanio. Il processo, infatti, è in grado di resistere all'appiccicosità di questa lega e di rompere i trucioli lunghi. Tuttavia, è necessario utilizzare acqua deionizzata come mezzo dielettrico per controllare la generazione di calore durante la lavorazione.
Acciaio
L'acciaio è un metallo molto resistente. Di conseguenza, molti produttori preferiscono utilizzare una macchina per elettroerosione a filo rispetto a una macchina CNC. Tuttavia, il materiale genera molto calore, quindi è necessario prendere le dovute precauzioni.
Ottone
L'ottone è facile da tagliare a macchina grazie all'elevata resistenza alla trazione. Tuttavia, la velocità di taglio deve essere lenta, essendo un metallo tenero.
Grafite
Potrebbe essere difficile tagliare la grafite con utensili da taglio convenzionali. Tuttavia, il processo di elettroerosione a filo è appropriato perché il filo è affilato, impedendo la fuoriuscita di particelle.
Materiali non metallici
L'elettroerosione a filo lavora principalmente materiali conduttivi. Grazie a tecniche speciali, può lavorare anche materiali non metallici come grafite e ceramica. La grafite stessa è elettricamente conduttiva e può quindi essere lavorata direttamente con l'elettroerosione a filo. I materiali ceramici, tuttavia, di solito non lo sono e il processo è quindi leggermente più complesso. Prima della lavorazione, la superficie ceramica viene rivestita con un sottile strato di materiale elettricamente conduttivo, come rame o argento. In alternativa, è possibile utilizzare speciali dispositivi conduttivi. Questi trattengono e sostengono il pezzo ceramico. Garantiscono il passaggio di corrente durante la lavorazione. È anche possibile immergere la ceramica in un fluido di lavoro con particelle conduttive. Questo le conferisce proprietà conduttive temporanee. Questi dispositivi possono essere utilizzati con fili per elettrodi adatti al processo di taglio di materiali ceramici.
Materiali speciali
Alcuni nuovi materiali compositi possono essere lavorati anche mediante taglio a filo. Tra questi, i compositi a matrice metallica e quelli in fibra di carbonio. Tuttavia, questo è possibile solo in condizioni particolari. Il metallo nel composito a matrice metallica deve essere ben distribuito. Deve anche avere una buona conduttività elettrica. In questo caso, è possibile procedere con il taglio a filo. La lavorabilità dei compositi a matrice metallica dipende principalmente dalla loro microstruttura e dalla natura delle fasi costituenti. Anche i compositi rinforzati con fibra di carbonio possono essere lavorati mediante scarica a filo, ma generalmente non viene utilizzata, preferendo solitamente altri metodi di lavorazione più adatti, come la lavorazione meccanica, la lavorazione laser e così via.
Vantaggi della lavorazione tramite elettroerosione a filo
Rispetto ad altri metodi di lavorazione, l'elettroerosione a filo presenta i seguenti vantaggi:
- Alta precisione: La lavorazione tramite elettroerosione a filo può raggiungere un'elevata precisione di lavorazione, soprattutto per forme complesse e parti di piccole dimensioni, il che presenta vantaggi significativi. Può anche garantire un'ottima finitura superficiale. Per ottenere migliore finitura superficiale nell'EDM, È necessario prestare attenzione all'ottimizzazione dei parametri elettrici, alla selezione dei materiali degli elettrodi, alla scelta del fluido di lavorazione, alla tecnologia delle vibrazioni ad alta frequenza, al servocontrollo di precisione e all'appropriato post-trattamento superficiale. Grazie all'applicazione di queste tecnologie, la finitura superficiale può essere significativamente migliorata per soddisfare i requisiti di lavorazione di componenti ad alta precisione.
- Elaborazione di un'ampia gamma di materiali conduttivi: Purché il materiale conduttivo possa essere lavorato, indipendentemente da spessore, dimensioni e durezza. È adatto a tutti i tipi di materiali duri, inclusi carburo cementato, ceramica, metalli, ecc., e presenta un'elevata adattabilità.
- Adatto per la lavorazione di pezzi con forme complesse: La lavorazione a filo può elaborare curve CNC complesse. Può gestire forme flessibili, come un mix di linee rette e archi. Può persino gestire la conicità spostando le linee superiori e inferiori.
- Non produce stress meccanico: La lavorazione meccanica non richiede sforzi di taglio. Ha un impatto e un calore inferiori sul pezzo in lavorazione. È indicata per componenti con pareti sottili e materiali fragili. Riduce la deformazione e le sollecitazioni del pezzo in lavorazione.
Limitazioni della lavorazione a filo
Sebbene vi siano molti vantaggi di lavorazione della lavorazione con taglio a filo, essa presenta anche alcune limitazioniGli svantaggi sono i seguenti:
- La velocità di lavorazione è relativamente bassa. Il taglio a filo è veloce. Tuttavia, per materiali spessi e duri, è più lento rispetto ad altri metodi. È adatto per lavorazioni meccaniche di precisione e produzioni di piccoli lotti, ma non per lavorazioni meccaniche rapide di grandi volumi.
- La gamma di lavorazione è limitata. Il taglio a filo può lavorare solo materiali conduttivi, mentre materiali non conduttivi come plastica, gomma, ecc. non possono essere lavorati.
- Sostituzione frequente del filo dell'elettrodo. Il filo dell'elettrodo durante la lavorazione continuerà a consumarsi, a causa della corrosione continua causata dalla scintilla elettrica, e si romperà facilmente. Pertanto, la necessità di una frequente sostituzione del filo dell'elettrodo aumenta. costo di elaborazione.
Applicazioni comuni della lavorazione a filo
La lavorazione tramite filo è ampiamente utilizzata in molti settori industriali grazie alle caratteristiche dei materiali, quali l'elevata precisione e la capacità di elaborare forme complesse.
Produzione di stampi
Poiché gli stampi richiedono elevata precisione e molti stampi vengono lavorati con metallo come materia prima con elevata accuratezza e capacità di elaborare forme complesse, la lavorazione a filo è ampiamente utilizzata nel campo della produzione di stampi, come stampi a iniezione, stampi per stampaggio, stampi per pressofusione e stampi per estrusione. Può elaborare accuratamente Cavità complesse, anime e strutture sagomate per garantire la precisione e la qualità degli stampi. Per la produzione di stampi, l'elettroerosione a filo è uno dei migliori metodi di lavorazione.
Campo aerospaziale
I componenti utilizzati nei settori aeronautico e aerospaziale richiedono elevata precisione, affidabilità e sicurezza, poiché un difetto di lavorazione di piccole dimensioni può causare gravi disastri. Pertanto, l'uso dell'elettroerosione a filo può massimizzare i requisiti di progettazione e migliorare l'elevata precisione. Utilizzata per la lavorazione di pale di motori aeronautici, componenti di veicoli spaziali, ecc., l'elettroerosione a filo può soddisfare i requisiti di elevata precisione e complessità delle forme.
Fabbricazione di prodotti elettronici
Al giorno d'oggi, la società si sta evolvendo rapidamente. I prodotti elettronici stanno diventando sempre più popolari. I requisiti in termini di funzionalità e prestazioni stanno diventando sempre più elevati. Nell'industria elettronica, il taglio a filo può elaborare tutti i tipi di connettori elettronici, connettori e altri componenti di precisione.
Produzione di apparecchiature mediche
Nella produzione di dispositivi medici, la lavorazione tramite elettroerosione a filo viene utilizzata per realizzare strumenti chirurgici ad alta precisione, impianti, utensili odontoiatrici e così via.
Produzione automobilistica
Nel campo della produzione automobilistica, la lavorazione tramite elettroerosione a filo viene utilizzata principalmente per la lavorazione di stampi per automobili, parti di motori, parti di sistemi di trasmissione e così via.
Strumenti e attrezzature di precisione
Per molti strumenti di precisione, i requisiti di tolleranza sono relativamente rigidi e le dimensioni delle parti non sono particolarmente grandi, quindi la lavorazione tramite elettroerosione a filo nella produzione di strumenti di precisione e parti di apparecchiature svolge un ruolo importante, come strumenti ottici, apparecchiature mediche, strumenti di misura, ecc., esiste un'ampia gamma di applicazioni, è possibile elaborare parti minuscole e componenti ad alta precisione e fornire una buona finitura superficiale.
Suggerimenti per l'utilizzo della lavorazione a filo
La tecnologia WEDM è un metodo di lavorazione ad alta precisione, adatto alla produzione di componenti con forme complesse e materiali ad elevata durezza. Yonglihao Machinery vanta molti anni di esperienza e competenze professionali nella tecnologia WEDM, e presenta alcune tecniche di lavorazione applicabili, come illustrato di seguito:
Selezione del filo elettrodico adatto
Il materiale del filo dell'elettrodo (come molibdeno o tungsteno) e il diametro dipendono dalle esigenze di precisione e dalle condizioni di lavorazione dei materiali. Un filo dell'elettrodo più sottile può migliorare la precisione, ma è facile da rompere e viene utilizzato per lavorazioni di precisione. Un filo dell'elettrodo più spesso è più stabile ma leggermente meno preciso. È adatto per pezzi di grandi dimensioni e per tagli rapidi.
Ottimizza i parametri di elaborazione e il percorso
Da un lato, l'ottimizzazione include la durata dell'impulso, l'intervallo di impulsi, la corrente di scarica, la velocità di taglio e altri parametri di lavorazione. Attraverso la sperimentazione e l'esperienza, è possibile individuare i parametri migliori per la lavorazione di materiali e forme dei componenti. Ciò migliorerà l'efficienza e la qualità superficiale. D'altro canto, il punto di partenza e il percorso di taglio sono opportunamente predisposti per evitare manovre frequenti e tagli ripetitivi, riducendo così i tempi di lavorazione e la perdita di filo dell'elettrodo.
Utilizzare un refrigerante efficiente
Utilizzare un refrigerante ad alta efficienza (ad esempio acqua deionizzata) per il raffreddamento e il risciacquo per ridurre l'influenza termica e impedire l'accumulo di prodotti di scarica sulla superficie del filo dell'elettrodo e del pezzo in lavorazione.
Manutenzione ordinaria delle attrezzature
Calibrare regolarmente l'attrezzatura per il taglio a filo per garantire precisione e stabilità di lavorazione. Sostituire tempestivamente le parti usurate o vecchie.
Conclusione
Questo articolo introduce innanzitutto la definizione e il principio dell'elettroerosione a filo. In seguito, introduce le tipologie di macchine utensili. Infine, tratta i materiali adatti all'elettroerosione a filo (WEDM). Esamina inoltre i pro e i contro del processo. Infine, discute gli utilizzi più comuni. Condivide tecniche di lavorazione per aiutarvi a comprendere l'elettroerosione a filo (WEDM). Se avete ancora domande su altri aspetti dell'elettroerosione a filo, potete contattarci e continueremo a rispondervi. Se avete domande correlate elettroerosione a filo Per qualsiasi esigenza o progetto, non esitate a contattarci. Vi forniremo preventivi preliminari e assistenza professionale. Non vediamo l'ora di sentirvi.
Domande frequenti
La tecnologia WEDM può tagliare materiali non metallici?
Generalmente, la saldatura WEDM è adatta solo per materiali conduttivi. Materiali non metallici come plastica e ceramica non possono essere lavorati con questo processo. Tuttavia, in alcuni casi, materiali non metallici con trattamenti speciali o l'aggiunta di parti conduttive possono essere lavorati con la saldatura WEDM. Tuttavia, si tratta di casi rari.
Qual è la precisione della lavorazione WEDM?
La tecnologia WEDM può raggiungere un'altissima precisione. Può mantenere tolleranze fino a 0,0001 pollici. Questo la rende ideale per applicazioni di precisione.
La tecnologia WEDM è conveniente per la produzione di grandi volumi?
La tecnologia WEDM è generalmente più economica per produzioni di piccoli e medi volumi. È adatta anche per applicazioni che richiedono elevata precisione. Per la produzione di massa, altri metodi potrebbero essere più economici.