دستگاه وایرکات CNC ، برش دقیق با قدرت تخلیه الکتریکی
وایرکات CNC (Wire EDM – Electrical Discharge Machining) یک فناوری پیشرفته ماشینکاری است. این دستگاه از تخلیه الکتریکی برای بریدن طیف وسیعی از مواد رسانا و غیر رسانا با دقت بسیار بالا استفاده می کند. در این فرآیند، یک سیم نازک فلزی (معمولاً برنج یا مس) به عنوان الکترود عمل می کند و با کنترل دقیق توسط سیستم CNC ، میتوانداشکال پیچیده و بریدگی های ظریف را روی قطعه کار ایجاد می کند. در این مقاله در مورد دستگاه وایرکات CNC و نحوه عملکرد آن، مزایا و معایب، کاربردها و عوامل موثر بر انتخاب این روش ماشینکاری صحبت میشود.
1. اصول عملکرد وایرکات CNC
فرآیند برش با وایرکات CNC بر اساس پدیده تخلیه الکتریکی (Spark Erosion) صورت می گیرد. در این روش، سیم نازک با قطر معمولاً بین 0.025 تا 0.3 میلی متر، به طور مداوم با یک منبع تغذیه الکتریکی با جریان مستقیم (DC) شارژ می شود. قطعه کار نیز به طور جداگانه به یک منبع تغذیه با قطبیت مخالف (مثبت) متصل می شود.
بین سیم و قطعه کار، مایع دی الکتریک (معمولاً آب مقطر با مواد افزودنی) جریان می یابد. این مایع نقش های مهمی ایفا می کند، از جمله:
1.1. خنک کردن
گرمای شدید ناشی از تخلیه الکتریکی را از ناحیه برش حذف می کند.
1.2. عایق کاری
به عنوان یک عایق بین سیم و قطعه کار عمل می کند و از تماس فیزیکی آنها جلوگیری می کند.
1.3. شستشو
براده های ناشی از برش را از محل خارج می کند.
هنگامی که سیم به اندازه کافی به قطعه کار نزدیک شود، پتانسیل الکتریکی بالا باعث ایجاد جرقه الکتریکی (Spark) بین آنها می شود. این جرقه باعث ذوب شدن و تبخیر شدن موضعی (Localized Evaporation) ماده در محل تخلیه الکتریکی می شود. با حرکت مداوم و کنترلسیم توسط سیستم CNC، فرآیند تخلیه الکتریکی به طور پیوسته در امتداد مسیر برش تکرار می شود و در نتیجه، material removal یا برداشت ماده از قطعه کار صورت می گیرد.
مزیت اصلی وایرکات CNC نسبت به روشهای برش سنتی، عدم وجود تماس فیزیکی بین ابزار و قطعه کار است. این امر سبب میشود تا بتوان برشهای بسیار ظریف و با حداقل براده و اعوجاج را بر روی قطعات حساس و باارزش ایجاد کرد. همچنین، به دلیل ماهیت ترموالکتریکی این فرآیند، امکان برش دادن متریالهای بسیار سخت و ترد نیز با وایر کات سی ان سی وجود دارد.
سیستم کنترل عددی (CNC) نقش حیاتی در هدایت و کنترل دقیق سیم وایرکات را بر عهده دارد. بر اساس یک برنامه از پیش تعریف شده (G-code)، سیستم CNC موقعیت و حرکت سیم را در سه محور (X, Y, Z) کنترل می کند. این برنامه با نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) و نرم افزارهای مخصوص وایرکات تهیه می شود و به دستگاه CNC ارسال می شود.
2. مزایای دستگاه وایرکات CNC
وایرکات CNC به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فرد، در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. برخی از مهم ترین مزایای این روش ماشینکاری عبارتند از:
2.1. دقت بالا
وایرکات CNC قادر به برش قطعات با دقت بسیار بالا (در حد میکرون) است. این امر به دلیل ماهیت فرآیند تخلیه الکتریکی و کنترل دقیق سیستم CNC امکان پذیر می شود.
2.2. برش اشکال پیچیده
با استفاده از وایر کات سی ان سی می توان اشکال هندسی بسیار پیچیده و غیر متقارن را روی قطعه کار ایجاد کرد. این قابلیت برای ساخت قطعات با ویژگی های خاص مانند قالب های صنعتی، ابزارهای برش و قطعات هوافضا بسیار با اهمیت است.
2.3. برش انواع مواد
وایرکات CNC قادر به برش طیف گسترده ای از مواد رسانا و غیر رسانا است. این مواد شامل فولاد، آلومینیوم، تیتانیوم، سوپرآلیاژها، مواد نسوز، لاستیک و حتی برخی از انواع سرامیک می شود. قابلیت برش مواد سخت و شکننده که با روش های سنتی ماشینکاری مشکل است، از مزایای قابل توجه وایرکات به شمار می رود.
2.4. ایجاد سطح نهایی صاف
فرآیند وایرکات CNC برخلاف برخی از روش های ماشینکاری، تنش حرارتی کمی به قطعه وارد می کند و در نتیجه، سطح نهایی صاف و با کیفیت بالا ایجاد می شود. این امر نیاز به عملیات تکمیلی برای صاف کردن سطح را کاهش می دهد.
2.5. اتلاف کم مواد
ضخامت کم سیم وایرکات (معمولاً در حد چند صدم میلی متر) باعث می شود اتلاف مواد در حین برش به حداقل برسد. این ویژگی برای مواد گران قیمت و کمیاب
3. کاربردهای دستگاه وایرکات CNC
وایرکات CNC (Computer Numerical Control) یکی از پیشرفتهترین روشهای برش در صنعت ماشینکاری است. این دستگاه با استفاده از تخلیه الکتریکی (EDM) قادر است برشهای بسیار دقیق و پیچیدهای را بر روی انواع متریالهای فلزی و غیرفلزی ایجاد کند. کنترل عددی (CNC) نیز به این معناست که فرآیند برش با استفاده از برنامههای کامپیوتری کنترل میشود و دقت و تکرارپذیری بالایی را به همراه دارد.
با توجه به مزایای ذکر شده، وایرکات CNC کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف پیدا کرده است. در ادامه به برخی از مهمترین این کاربردها اشاره میکنیم:
3.1. صنایع هوافضا
در این صنعت از وایر کات سی ان سی برای ساخت قطعات موتور هواپیما، توربین، سیستمهای سوخترسانی، و سایر اجزای حساس و با دقت بالا استفاده میشود.
3.2. صنایع پزشکی
برای ساخت ابزارهای جراحی، ایمپلنتهای دندانی و ارتوپدی و سایر قطعات پزشکی با اشکال هندسی سخت از وایرکات CNC استفاده میگردد.
3.3. صنایع قالبسازی
دقت و انعطافپذیری بالای وایرکات CNC، آن را به گزینهای ایدهآل برای ساخت انواع قالبهای تزریق پلاستیک، قالبهای دایکاست، و سایر قالبهای صنعتی تبدیل کرده است.
3.4. صنایع الکترونیک
برای ساخت قطعات الکترونیکی حساس و با دقت بالا، مانند الکترودها، صفحات مدار چاپی (PCB)، و هیتسینکها از وایرکات CNC استفاده میشود.
3.5. صنایع ساعتسازی
در این صنعت از وایرکات CNC برای ساخت قطعات ظریف و با جزئیات دقیق ساعتهای مچی و سایر ابزارهای اندازهگیری دقیق استفاده میشود.
3.6. صنایع خودروسازی
برای ساخت قطعات موتور خودرو، گیربکس، سیستمهای تعلیق، و سایر اجزای خودرو از وایرکات CNC استفاده میگردد.
3.7. صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
در این صنایع از دستگاه وایرکات CNC برای ساخت قطعات فیلتر، شیرآلات صنعتی، و سایر تجهیزات پالایشگاهی استفاده میشود.
3.8. صنایع انرژی
برای ساخت اجزای توربینهای بادی و آبی مورد استفاده قرار میگیرد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.