Poradnik doboru drutu WEDM

Klienci posiadający wycinarki drutowe często zwracają się do naszej firmy z pytaniami
dotyczącymi wyboru drutu do cięcia swoich detali na wycinarkach drutowych.
Abplanalp, który posiada ponad 30 letnie oświadczenie w tej dziedzinie oferując
kompletne rozwiązania EDM, wychodzi naprzeciw oczekiwaniom naszych klientów
wprowadzając na swojej stronie niniejszy poradnik.
Poradnik doboru drutu do maszyn WEDM
W ostatnich latach rozwoju technologii WEDM stosowany jest powszechnie
następujący podział drutów z uwagi na średnicę drutu.
Podział drutów jaki możemy zastosować w maszynach WEDM ze względu na średnice
drutów.
Średnice drutów używanych na maszynach WEDM w [mm]
0.03
0.05
0.07
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.33
0.36
0.33
0.36
Wymienione powyżej średnice drutów możemy podzielić na:
Druty powszechnie
używane
Druty specjalnego
przeznaczenia
DRUT POWSZECHNIE UŻYWANY
0.03
0.05
0.07
DRUT SPECJALNEGO
PRZEZNACZENIA
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
DRUT SPECJALNEGO
PRZEZNACZENIA
1|Strona
Termin „Druty powszechnie używane”, nie do końca oznacza jednakową powszechność
stosowania a raczej możliwość maszyn, które potrafią wykorzystać w/w średnice drutów (po
wcześniejszym ich przezbrojeniu). Jeżeli weźmiemy pod uwagę nasz kraj to w większości przypadków
stosowany jest drut o średnicy D=0,25mm. W przypadku konieczności wykonania małych promieni
wewnętrznych stosuje się drut o średnicy D=0.1mm.
W przypadku kiedy wzięlibyśmy pod uwagę wszystkie maszyny WEDM pracujące na świecie to
najbardziej rozpowszechnionym drutem jest drut o średnicy D=0.2mm a najmniej drut o średnicy
D=0.3mm. Średnica drutu D=0.15mm stosowana jest sporadycznie i to najczęściej tylko na tych
maszynach które nie potrafią obsłużyć drutu D=0.1mm.
„Druty specjalnego przeznaczenia” średnice od 0.03mm do 0.07mm stosowane głównie w
mikroelektronice.
Średnice drutów specjalnych od 0.33 do 0.36mm stosuje się do bardzo szybkiego cięcia wtedy
gdy nie są wymagane żadne względy co do jakości powierzchni. Duże średnice są również stosowane
w przypadku trudno obrabialnych materiałów.
Pamiętajmy, że zmiana drutu na maszynie wiąże się ze zmianą elementów prowadzących drut
a to zależy w dużej mierze od typu maszyny.
Inny podział drutów wynika z materiału z jakiego drut został wyprodukowany.
Drut mosiężny
Drut mosiężny
ocynkowany
Drut do cięcia super
szybkiego
Oznaczenie
Oznaczenie
Oznaczenie
CuZn37
CuZn37-Zn
V-Power, Typ X
Wytrzymałość
Wytrzymałość
Wytrzymałość
500N/mm2 900N/mm2 500N/mm2
900N/mm2
700N/mm2
Inne
Druty
stalowe,
stalowe w
ocynkowane,
molibdenowe
itp.
1000N/mm2
2|Strona
Drut mosiężny
CuZn37
Podstawowy materiał do produkcji drutów na potrzeby technologii WEDM
to mosiądz o symbolu CuZn37. Druty z tego typu mosiądzu produkowane
są w kilku rodzajach twardości. Najczęściej stosowane to :
- CuZn37 o wytrzymałości 500N/mm2
- CuZn37 o wytrzymałości 900N/mm2.
Stosowanie drutów o większej wytrzymałości 900N/mm2 powoduje, że drut
będzie bardziej naprężony a tym samym będzie podlegał mniejszym siłom
odkształcającym jego położenie od pionu.
Drut mosiężny
ocynkowany
CuZn37 Zn
Drut ocynkowany CuZn37 – Zn , pełna nazwa to drut mosiężny w powłoce
cynku. Warstwa cynku pokrywa powierzchnię rdzenia drutu który jest z
mosiądzu. Warstwa cynku powoduje lepsze oczyszczanie szczeliny
roboczej z urobku a tym samym powoduje zwiększenie prędkości cięcia.
Drut tego typu zastosowany do takich materiałów jak węglik, wolfram,
molibden itp. Daje lepsze wyniki co do jakości powierzchni.
Druty do cięcia
super szybkiego
( High Speed Wire ). Druty tego typu posiadają jądro z miedzi utwardzonej.
Wprowadzenie rdzenia miedzianego powoduje, że możemy przez określoną
jednostkę powierzchni, przekrój drutu, przepuścić większy prąd. Inaczej
mówiąc, lepsza przewodność miedzi w stosunku do mosiądzu będzie
skutkować szybszym narastaniem amplitudy prądu w jednostce czasu. W
takiej sytuacji do układu dostarczymy większą energię.
Najczęściej stosujemy druty ocynkowane i druty HS w momencie kiedy
zależy nam na szybkości cięcia, kiedy wysokość cięcia jest duża np. 400 a
nawet 600 mm, kiedy mamy do cięcia trudne materiały potrzebujące
wysokich energii.
Inne
Możemy spotkać jeszcze druty molibdenowe stosowane w maszynach z
drutem przewijanym w dwie strony. Druty stalowe w powłoce cynkowej,
lub druty z rdzeniem stalowym w powłoce miedzianej, jednak nie stanowią
one dużego udziału w rynku drutów stosowanych w maszynach WEDM.
3|Strona
Wytyczne do doboru drutu w pytaniach i odpowiedziach
1. Jaki typ drutu
użyć?
Generalnie należy przyjąć zasadę, że pierwszy wybór pada na drut
mosiężny CuZn37 o wytrzymałości 900N/mm2. Za takim wyborem
przemawia ekonomia. Pamiętajmy, że podstawowy koszt pracy maszyn
WEDM stanowi drut. W przypadku kiedy zależy nam na zwiększeniu
szybkości cięcia np. tniemy detal o dużej wysokości cięcia i chcemy
zwiększyć jego prędkość sięgamy po druty ocynkowane CuZn37-Zn lub VPower. Wybór drugi wiąże się z większymi kosztami tak więc wymaga to
kalkulacji ekonomicznej.
2. Jakie są najmniejsze możliwe promienie do wykonania przy danej średnicy drutu?
Dla drutu o średnicy:
Średnica [mm]
rwewnętrzny
[mm]
3. Jaki wpływ
ma rodzaj
ciętego
materiału ma
wybór typu
drutu?
4. Jaką średnicę
drutu wybrać
jako
podstawową?
0.03
0.05
0.07
0.1
0.15
0.2
0.25
0.30
0.33
0.36
Brak
danych
Brak
danych
~.038
~.055
~.085
~.105
~.134
~.160
Brak
danych
Brak
danych
Drut w maszynach WEDM jest przewodnikiem prądu elektrycznego. Czym
przewodnik prądu jest lepszy tym mniejsze straty energii występujące w
samym przewodniku. Wychodząc z tego założenia nie ma znaczenia jaki
materiał tniemy. Jeżeli drut jest lepiej przewodzący prąd uzyskamy
większą prędkość cięcia niż w przypadku stosowania drutu o mniejszej
przewodności.
To pytanie należy do najtrudniejszych. Ulegając trendowi krajowemu
należałoby wybrać drut o średnicy D=0.25mm. Gdy jednak spojrzymy na
to pytanie trochę szerzej to dojdziemy do wniosku, że nie jest ono takie
jednoznaczne i proste. Konieczne jest tutaj odpowiedzenie sobie na
pytania pomocnicze. Jakiej wysokości materiał najczęściej tniemy?, Jakie
są minimalne promienie wewnętrzne?, Ile czasu w ciągu doby obciążamy
maszyny WEDM?
Należy tutaj powiedzieć, że koszt prowadników drutu jest pozycją drugo
planową. Ich koszt jest jednostkowy i wystarcza na długi okres czasu. W
przypadku cięcia cylindrycznego może sięgnąć ok. 7000 godzin pracy.
Natomiast z punktu widzenia ekonomii
• jedna minuta cięcia drutem 0.2mm kosztuje 3.5g drutu CuZn37
• jedna minuta cięcia drutem 0.25mm kosztuje 5.0g drutu CuZn37
• jedna minuta cięcia drutem 0.3mm kosztuje 7.2g drutu CuZn37
Dariusz Tchórzewski
4|Strona