Un constantemente suministrado, delgado, El cable cargado eléctricamente se usa como un electrodo para tallar formas en materiales conductores a través de la erosión de chispa controlada en el proceso EDM de alambre. Lazarenko 1943 La investigación EDM basada en circuitos de RC condujo a Engollando electrodos de alambre Para herramientas de acero endurecida en la década de 1960. La integración de CNC permitió diseños con tolerancias estrechas para la década de 1970. EDM de cable corta perfiles 2D sin tensión de material y desgaste de electrodos con su cable renovado, A diferencia de Flewer EDM.
¿Cómo funciona el proceso EDM de cable??
Enhebrar un alambre de cobre de latón o plateado con diámetros de 0.004″ a 0.012″ A través de las guías precisas comienza el proceso de cable EDM. Colocamos el cable cerca de la pieza de trabajo conductor en un medio dieléctrico como el agua desionizada. Próximo, El sistema CNC guía los cables para crear formas 2D o 3D elaboradas con ± 0.0001″ tolerancias. Chispas de descargas eléctricas a 12,000 ° C de vaporización de material a lo largo de la ruta establecida. El fluido dieléctrico elimina el material fundido mientras el cable viaja.
Por eso, Garantiza un corte limpio y evita cortocircuitos. El fluido dieléctrico enfría la zona de corte para disminuir la zona afectada por el calor y proteger la estabilidad térmica. Los sistemas de presión de descarga limitan la deflexión en componentes más gruesos hasta 16 pulgadas. El control del pulso es importante para la duración y la intensidad de descarga precisa. El proceso de cable EDM corta las tapers o perfiles para las cuchillas de la turbina aeroespacial e implantes médicos que exigen precisión precisa y esmalte de superficie.
Materiales compatibles con EDM de alambre
Materiales conductores adecuados para el cable EDM
- Rieles: Aceros de herramientas endurecidas, aleaciones de titanio, ss austenítico, tungsteno, molibdeno, aleaciones de cromo de cobalto, Incomparar, Hastelloy, cobre, latón, aluminio, y carburos.
- No metal: Grafito utilizado en la fabricación de electrodos EDM, así como herramientas particulares de diamantes policristalinos con aditivos conductores).
Consideraciones específicas de material para mecanizado
Los parámetros del proceso EDM de cable deben controlarse para la conductividad del material, dureza, y características térmicas. Para menos desgaste de alambre, Los carburos necesitan cables de latón recubiertos de zinc. Mientras tanto, El titanio exige una configuración de potencia más baja debido a su débil conductividad térmica y reactividad. La fuerte conductividad de Copper limita la brecha de chispa, Renderizar tolerancias difíciles.
Aunque los aceros endurecidos necesitan velocidades de alimentación más lentas, generan acabados superficiales sub 0.8 µm RA. Evite el daño microestructural y garantice la precisión dimensional al tiempo que considera las características específicas del material, incluyendo la temperatura de fusión, resistividad eléctrica, y comportamiento de vaporización.
Aplicaciones de corte de cable EDM
Usos específicos de la industria
- Aeroespacial: hojas de turbina, componentes del motor.
- Automotor: componentes de transmisión, moldes.
- Médico: herramientas quirúrgicas, implantes.
- Electrónica: partes de semiconductores, conectores de precisión.
- Joyas: patrones enrevesados, diseños personalizados.
- Defensa e investigación: prototipos de precisión, sistemas de misiles.
Beneficios para mecanizado de baja resistencia y geometrías complejas
Gracias a su no contacto, Tecnología de erosión de chispa localizada, El proceso de EDM de cable disminuye el estrés mecánico y la deformación térmica. Beneficia a los discos de turbina aeroespacial e implantes médicos de alta precisión que necesitan tensiones internas debajo 50 MPA para operación inquebrantable. Además, La técnica produce esquinas interiores nítidas (hasta un radio de 0.001 pulgadas) y ángulos cónicos de moho para geometrías que la fresación CNC no puede abordar sin tensión.
Beneficios del corte EDM de alambre
- Precisión extrema con tolerancias tan apretadas como 0.0001 pulgadas.
- Cortar formas y patrones difíciles.
- Acabado superficial fino para ignorar el postprocesamiento.
- No ejerce estrés mecánico en la pieza de trabajo.
- MATERIALES MÁQUINOS PREDENDIDOS sin distorsión.
- Puede cortar una variedad de materiales conductores, incluyendo metales duros.
- La zona afectada por el calor insignificante preserva la rectitud del material.
- Corte de cónico y mecanizado de eje múltiple.
- Operación segura y automatizada para una intervención manual más baja.
- Excluye las rebabas y las marcas de herramientas para bordes limpios.
- Funciona igualmente bien en suave, frágil, o materiales duros.
- No hay herramientas especiales para la mayoría de las aplicaciones.
- Puede máquina de componentes extremadamente pequeños y exhaustivos.
Limitaciones y desafíos
- Limitado a los materiales eléctricamente conductores.
- Velocidades de corte más lentas que otros procesos de mecanizado.
- Altos costos de trabajo debido a consumibles y consumo de electricidad.
- El cable no se puede reutilizar, que se suma a los costos de material.
- Mantenimiento constante para el rendimiento de la máquina.
- Puede producir una zona afectada por el calor en algunos casos.
- La capa de refundición de superficie puede necesitar acabado adicional para ciertos materiales.
- La rotura del cable puede activar interrupciones.
- Un mayor consumo de energía que algunos métodos de mecanizado convencionales.
- Incapacidad para máquinas de materiales no conductores sin configuraciones dedicadas.
- Aumento de la configuración y la operación de participación para piezas difíciles.
- Puede ocurrir un recorte para afectar la precisión en algunas aplicaciones.
Precisión, Tolerancia, y capacidades de corte
Para tareas difíciles, El proceso de cable EDM puede lograr una precisión de 0.000004 pulgadas. Sin embargo, tensión de alambre, Calidad del fluido dieléctrico, y el tipo de material afecta las tolerancias. Por ejemplo, El acero de herramienta endurecida exige ajustes de configuración más estrictos que el aluminio. Los artículos industriales fuertes pueden estar a la altura 16 pulgadas de grosor. Las tasas de corte van desde 0.004 a 0.012 pulgadas por minuto, Dependiendo de la conductividad del material y el diámetro del cable. La resistencia al tungsteno y el traje de resistencia térmica mecanizado de superailo. Por otro lado, Los cables de latón son los mejores para el mecanizado de uso general.
Consideraciones clave para el uso de cable EDM
Selección de alambre
Precisión EDM de alambre, velocidad de corte, y los costos están vinculados a la selección de cables. En general, cables de latón con diámetros entre 0.004″ y 0.012″ conducir bien. Los cables recubiertos con zinc o recocido de difusión aceleran y detienen la rotura para cortes suaves. Mecanizado Ultra-Hard Inconel necesita cables de tungsteno. Todavía, sus puntos de fusión más altos limitan la erosión. Los diámetros más pequeños pueden alcanzar 0.0001″ tolerancias para una gran precisión. Los cables más pequeños necesitan menos potencia y control más estricto, alargamiento del mecanizado.
Configuración de potencia
La velocidad del proceso de cable EDM y la precisión dependen de la configuración de potencia. De 100V a 300V, El voltaje afecta la intensidad de la chispa y la profundidad de corte. Modulación actual controla las tasas de eliminación del material. La corriente alta es para cortes rugosos, y la corriente baja es para terminar. El tamaño del cráter depende del pulso a tiempo. Los pulsos de microsegundos dan acabados de superficie más finos. Por ejemplo, La energía de pulso más baja disminuye la zona afectada por el calor en el titanio de grado aeroespacial para retener la calidad del material.
Posicionamiento y estabilidad de la pieza de trabajo
La seguridad de la pieza de trabajo evita la vibración y garantiza la precisión dimensional del proceso de cable EDM. Para tolerancias dentro de ± 0.0002″, Coordinar accesorios con el eje X-Y de la máquina. Para piezas de trabajo altas, Instalar soportes para evitar la deformación a alta presión de flujo dieléctrico. Ajustar el eje U-V disminuye la deriva posicional mientras corta los perfiles cónicos. Un dado de acero de 10 pulgadas de grosor con un cono de 1 ° necesita una configuración para evitar variaciones geométricas por encima de 0.001″.
Importancia de los protocolos de seguridad y el mantenimiento regular
La fiabilidad del proceso de cable EDM se basa en la seguridad y el mantenimiento. Prueba de conductividad dieléctrica del fluido y reemplace los filtros cuando llegue la contaminación 5 PPM. Verifique la tensión del cable y reemplace los carretes fatigados para detener la ruptura de la operación media. Cortar materiales inflamables como dieléctricos a base de aceite exige mecanismos de parada de emergencia. El mantenimiento descuidado puede causar rotura de cables cada 15 minutos. Puede duplicar el tiempo de producción y la menor calidad de la superficie.
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