線切割放電加工機
又稱慢走絲加工機。不同於中走絲與快走絲,慢走絲主要用於切割精度較高的工件,且有切割速度快、無塵及耗材可回收的特性。
線切割放電加工機,於中國地區又稱為慢走絲加工機(Wire Electrical Discharge Machining,以下簡稱Wire EDM)是一種精密且高技術性的金屬加工技術。
Wire EDM主要的種類有兩種,浸水式與沖水式。
浸水式:因在水中可穩定切割溫度,且可有效過濾切割後的鐵屑及雜質,故為切割高精度工件的泛用機種。
沖水式:為經濟型機種,於一定條件下其切割效果與浸水式相同。條件外的加工需依材料厚度、種類…等的不同放慢切割速度來避免頻繁斷線。
有別於傳統車洗床的加工方式,線切割放電加工機(慢走Wire EDM)有數項特點。首先,Wire EDM能夠實現非常高的加工精度,通常在微米級別。這使其特別適用於製造需要極高精度的零部件,例如,手錶齒輪及沖壓模具。
與傳統切削方法不同, Wire EDM不受工件硬度的限制。它可以利用銅線輕易切割高硬度的材料,如鋼、鈦合金…等。
另外,Wire EDM為5軸同動(加工時為4軸)可以實現對複雜形狀的高效切割如錐度或是上下異形,且不需要使用特殊的刀具,利用銅線即可完成。
其次Wire EDM有加工低副作用特性,由於切割過程中不直接接觸工作物料,因此不存在傳統切削中可能引起的刀具磨損或振動的問題。
線切割放電加工機工作原理:
- 電極:Wire EDM的電極相當於傳統加工機的刀具,使用一條非常細的銅線作為導電(切割)媒介。這條線的直徑非常細,通常在0.1mm到0.3mm之間。
- 放電過程:工作物料和電極之間存在一個微小的間隙。通過在此間隙內施加電壓,產生電火花放電。這些電火花將從電極(銅線)傳導到工作物料上,從而將材料局部加熱至高溫。
- 材料去除:高溫使工作物料局部熔化及氧化,形成微小的孔洞。電極(銅線)穿過這些孔洞,同時工作物料和電極(銅線)之間的間隙保持穩定,以確保連續的放電過程。這樣電極(銅線)可以逐漸切割出所需的形狀。
- 工作檔案:切割過程的控制是通過數控(CNC)系統實現的。工程師可以使用CAD(電腦輔助設計)軟體創建零件的3D模型,然後將這些模型轉換為CNC指令,指導Wire EDM機器完成切割。