وایر کات چیست؟

وایرکات (Electrical discharge machining)‏
دستگاهی است که بوسیله ی یک سیم نازک (عمدتاً 25 میکرون) که در داخل مایع دی الکتریک (آب مقطر) قرار گرفته، روی قطعه کار برش ایجاد می کند. انرژی ترمو الکتریک با ایجاد یک جرقه ی سریع بین قطعه کار و سیم باعث ذوب لحظه ای “Burning Away” این نقطه می شود.عمل ذوب داخل یک مایع دی الکتریک انجام می گیرد. نقش دی الکتریک خنک کاری، شستشو و عمود نگهداشتن سیم است. جنس قطعه کار می تواند نرم مثل آلومینیوم، مس و برنج تا فولاد های سخت و حتی تنگستن کارباید (الماس) باشد.

این جرقه قابل دیدن بوده و زمانی که آب تمیز است کنده شدن براده های میکرونی به وضوح دیده می شود.
همین ویژگی است که وایرکات را منحصر بفرد می کند زیرا هیچ تماس فیزیکی بین سیم و قطعه کار وجود ندارد و همیشه یک فاصله (GAP) بین سیم و قطعه وجود دارد. بنابراین خطای ابزاری کم و در نتیجه دقت زیاد می شود.

سیم وایرکات

نقش سیم وایرکات انتقال جرقه است و باید رسانایی خوب واستحکام کافی داشته باشد.
بطورکلی دونوع سیم مصرف شونده و رفت-برگشتی وجود دارد. سیم های مصرفی در وایرکات از جنس مسی یا برنجی با پوشش های متفاوت روی و اکسید روی می باشند. اخیراً کشور های کره، تایوان و چین محصولات خوبی ارائه کرده اند. این سیم ها با کشش های متفاوت معمولاً <500-900> نیوتن برمتر مصرفی بوده و بدلیل فرسودگی با جرقه و افت سایز، فقط یکبار مصرف می شوند. سیم های رفت و برگشتی عمدتاً ترکیبات مولیبدن و تنگستن است و معمولاً در ماشین های چینی کاربرد دارند.

ترسیم هندسه قطعه

هندسه قطعه ای که باید بریده شود معمولاً در یک مقطع غالباً در AutoCAD و یا Corel Draw ترسیم می شود. این ترسیم با فرمت (DWG) و یا (DXF) ضبط می شود. این فایل در نرم افزار ESPIRIT باز شده و بر حسب خطوط، کمان و دایره بصورت یک مسیر مداری چپ یا راست به فایل NC یا ISO تبدیل می شود. این فایل متنی بوده و اساس کار این فایل با G-Code است که شکل های موجود را به خط و آرک (قوس) تبدیل می کند و این همان زبان ماشین است.

سه دستور اصلی، مبنای این زبان است:

  • دستور حرکت خط راست(G01 X… ,Y…) (G02 X…,Y…,I…,J…)…)
  • دستور حرکت کمان راستگرد با مختصات انتهای X…,Y…, و مرکزیت I…,J…(G03 X…,Y….I…,J …)
  • دستور حرکت کمان چپگرد با مختصات انتهای X…,Y…, و مرکزیت I…,J…

و این حرکتها با توجه به دستور سنبه {(قطعه میانی لازم) با آفست از بیرون} و یا ماتریس {(قطعه بیرونی لازم) با آفست از تو} بطور خودکار با احتساب قطر سیم و گپ جرقه انجام می شود.

عمود بودن سیم در ماشین کاریِ با وایرکات اهمیت زیادی دارد و این کار در ماشینه ای مدرن CHARMILLES بصورت خودکار و با روش هندسی ساده و جالبی انجام می گیرد و با بدست آوردن مرکز چشمی در ارتفاع مختلف گاید بالا و پایین را کاملاً در یک راستا قرار می دهد. برای ایجاد زاویه دو محور X-axis و Y-axis به کله گی بالا افزوده شده که با تغییر مقادیر این محور ها زاویه ی دلخواه بدست می آید.

وایرکات در آسیا، اروپا و ایران

از مهمترین کشور های سازنده ی این دستگاه می توان به سوییس، ژاپن و اسپانیا و اخیراً به تایوان و چین اشاره کرد. گرچه وایرکات های ژاپنی همچون Mitsubishi, Sodic, Fanuc در نوع خود خوب و از ابتکارات جالبی استفاده می کنند ولی در ایران از اقبال زیادی برخوردار نبوده اند و علت آن هم استقبال صنعتگران ایرانی از وایرکات های ساخت سوییس خصوصاً CHARMILLES است.

این وایرکات ها که در دهه 90 میلادی با مدل های سری 100 وارد ایران شده اند. بخاطر دقت خوب، سادگی کار و کارایی زیاد، راحتی تعمیر و در دسترس بودن قطعات و سرویس کارهای خوب و ماهر، مورد توجه قرار گرفته اند. گرچه سری های جدید این کارخانه یکی از شاهکار های صنعت و طراحی اروپا است ولی در داخل ایران، به دلایلی از جمله قیمت بالا کمتر دسترس قرار دارند.

ویژگی وایرکات:

یکی از مزایای اختصاصی وایرکات اساس کار به صورت تخلیه الکتریکی است.
با این روش، اسپارک مانند فشاری روی قطعه کار و محور های دستگاه نیست و این دستگاه به صورت میکرون به میکرون حرکت می کند و مادامی که از کامپیوتر خود فرمان می گیرد، بدون هیچ خطایی در مسیر خود حرکت می کند. با این مزیت می توان انواع قطعات دقیق و قالب های مرحله ای سنبه و ماتریس و پلاستیک را طراحی و اجرا کرد. به عنوان مثال در قالب های مرحله ای نمی توان قابلیت وایرکات را با بقیه دستگاه ها حتی فرز CNC مقایسه کرد، چون در تمام طول و ارتفاع بصورت یکسان براده برداری می کند. این توانایی را در هیچ یک از دستگاه های فرز یا تراش CNC نمی توان مشاهده کرد.

محدودیت وایرکات :

پیچیدگی و زیاد بودن سیستم های وایرکات ضمن گران نمودن هزینه های سرمایه گذاری باعث ایجاد حساسیت در کار این دستگاه شده و هزینه نگهداری بالایی را موجب می شود. بطوریکه تمامی سیستم های زیر باید دائماً کنترل و سرویس واحیاناً تعویض شوند. کوچکترین اهمال باعث دردسر های بزرگ بعدی خواهد شد.

  • مهارت اپراتوری:

    اپراتور ضمن استفاده از توانایی های وایرکات باید بر قطعه مسلط باشد و بر کنترلر دستگاه تسلط داشته باشد.
    غفلت از کوچکترین نکته، باعث ضایع شدن قطعه و خسارت می شود. این ویژگی اپراتور هوشمند، دقیق، ریزبین، باحوصله و آموزش دیده را طلب می کند.

  • فیلترینگ آب:

    برش ذرات ریز میکرونی باعث رسوب دایمی در کلیه مخازن و خوردگی محورهای حرکتی دستگاه می شود.
    گرچه با فیلتر کردن آب این ذرات از مسیر جریان آب گرفته و در حفره های فیلتر جمع می شود امابسته به دستگاه همواره مقداری ذرات در نقاط مختلف رسوب کرده و باعث دردسر میشوند.

  • عدم مشاهده قطعه:

    بدلیل انتقال فشار آب در کانال برش و سرعت ماشین کاری بیشتر گاید و نازل بالا را باید نزدیک قطعه کنیم، پس هیچ دید مستقیم روی قطعه نداریم. بنابراین برای اجتناب از بروز خطاهای احتمالی از کنترل مستقیم محروم هستیم.

  • جریان پر فشار:

    و دایمی آب باعث گرفتگی کانال ها، رسوب سنگی، نشت و گرفتگی لوله ها و حفره های چمفر ها شده و باید حتماً در زمان های معین، چک و سرویس بازبینی و احیاناً تعویض شوند.

  • دیونایزینگ آب:

    رسانایی الکتریکی Electro Conductivity=E.C که در اثر آزاد شدن یون های فلزی معلق در آبِ دستگاه مرتباً افزایش می یابد (ابتدا آب مقطر C=0 تا حوالی مجاز (E.C=35 گرچه برای کاهش یون ها از رزین میکس (مخلوط کاتیونی و آنیونی ) استفاده میشود. اما این رزین، مصرفی و گران بوده و مرتباً باید تعویض شود. در صورت بالا رفتن E.C ضمن زنگ زدگی قطعات، سرعت برش پایین آمده و فرسودگی بسیاری از قطعات را باعث می شود.

  • قیمت نسبتا بالای کنترلر و سروو موتور های دستگاه وایرکات.

  • افتادن قطعه در پایان کار

  • سرعت کم :

    دیگر عیب دستگاه، سرعت کم ماشینکاری آن  می باشد که نمی تواند با فرز CNC یا لیزر و واترجت رقابت کند.
    اگرچه دستگاه های مدرن امروزی پر سرعت تر شده اند، ولی بدلیل قیمت بالا از رقابت اقتصادی محدودی برخوردارند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.