Žična erozija: postopek, tolerance in izbira

Kako deluje žična erozija?

Pri žični eroziji kot elektroda služi tanka kovinska žica, običajno iz medenine ali prevlečene medenine. Najpogosteje se uporabljajo žice s premerom od približno 0,1 do 0,3 mm.

Med žico in obdelovancem nastajajo električne razelektritve, ki postopoma odstranjujejo material. Obdelava poteka v dielektrični tekočini, najpogosteje deionizirani vodi, ki skrbi za hlajenje, odvajanje odstranjenih delcev in stabilen potek rezanja.

Žica se med obdelavo neprestano pomika, stroj pa jo vodi po vnaprej določeni poti. Na ta način lahko izdelujemo zelo natančne konture, tudi takšne, ki bi jih z običajnim rezkanjem težko dosegli.

Sodobni elektroerozijski stroji omogočajo tudi nagib žice, zato lahko izdelujemo konusne reze in oblike, pri katerih se zgornja in spodnja kontura razlikujeta.

Pomembno je, da je material električno prevoden. Njegova trdota pa praviloma ne predstavlja ovire, zato je postopek primeren tudi za obdelavo kaljenih jekel in drugih trdih materialov.

Kako poteka postopek žične erozije?

Postopek obdelave običajno poteka v več korakih.

1. Priprava programa

Na podlagi tehnične risbe ali 3D-modela pripravimo program za obdelavo. Pri tem določimo pot žice, način rezanja in potrebno število dokončnih rezov. Uporabimo lahko datoteke v formatih DXF, DWG ali STEP.

2. Vpenjanje obdelovanca

Obdelovanec ustrezno vpnemo in poravnamo na stroju. Pravilno vpetje je pomembno za zagotavljanje zahtevane natančnosti in ponovljivosti obdelave.

3. Izdelava začetne izvrtine

Pri rezanju notranjih kontur potrebujemo začetno izvrtino, skozi katero napeljemo žico. Izdelamo jo lahko z elektroerozijskim vrtanjem ali drugim ustreznim postopkom.

4. Glavni rez

Z glavnim rezom odstranimo večino materiala in izdelamo osnovno obliko. Ta rez je praviloma hitrejši, vendar še ne zagotavlja najvišje možne natančnosti in kakovosti površine.

5. Dokončni rezi

Po potrebi sledijo dodatni, tako imenovani dokončni rezi. Ti potekajo z manjšo energijo razelektritev ter izboljšajo dimenzijsko natančnost in kakovost obdelane površine.

6. Kontrola izdelka

Po končani obdelavi preverimo ključne mere in po potrebi opravimo dodatne postopke, preden izdelek pripravimo za dobavo ali nadaljnjo obdelavo.

Kakšne tolerance in kakovost površine omogoča žična erozija?

Ena glavnih prednosti žične erozije je visoka natančnost obdelave.

Dosegljiva natančnost je odvisna od več dejavnikov, predvsem od zmogljivosti stroja, vrste materiala, višine reza, zahtevnosti oblike in števila dokončnih rezov.

Z dodatnimi dokončnimi rezi lahko dosežemo večjo natančnost in bolj gladko površino, vendar se s tem podaljša čas obdelave in poveča strošek izdelave.

Zato priporočamo, da se zelo ozke tolerance določijo predvsem na tistih mestih, kjer so za delovanje izdelka res potrebne.

Katere materiale lahko obdelujemo z žično erozijo?

Žična erozija je primerna za širok nabor električno prevodnih materialov. Njena velika prednost je, da lahko z njo obdelujemo tudi zelo trde materiale, ki jih je z običajnimi rezalnimi orodji težje obdelovati.

Najpogosteje se uporablja za:

• Kaljena orodna jekla – izdelava rezalnih orodij, matric, prebijalnikov in vložkov za orodja.
• Karbidne trdine – izdelava natančnih in obrabno odpornih delov.
• Nerjavna jekla – obdelava zahtevnih kontur in natančnih strojnih delov.
• Titan in titanove zlitine – izdelava zahtevnejših tehničnih komponent.
• Baker, aluminij in njune zlitine – izdelava različnih strojnih in elektrotehničnih delov.

Postopek se pogosto uporablja v orodjarstvu, pri izdelavi sestavnih delov strojev, prototipov ter manjših serij.

Materialov, ki niso električno prevodni, na primer običajne plastike, stekla in večine keramik, z žično erozijo ni mogoče obdelovati.

Kdaj je žična erozija prava izbira?

Žična erozija je posebej uporabna pri izdelkih, kjer so pomembni natančnost, zahtevna oblika ali trdota materiala.

Za žično erozijo se običajno odločimo, kadar:

• obdelujemo kaljeno jeklo ali druge zelo trde materiale,
• potrebujemo natančnost na stotinko milimetra ali manj,
• izdelujemo ozke reže, majhne notranje radije ali tanke stene,
• z običajnimi postopki težko dosežemo zahtevano obliko,
• izdelujemo prototipe, posamezne kose ali manjše serije,
• moramo zagotoviti natančno prileganje dveh sestavnih delov, na primer matrice in prebijalnika.

Ker pri obdelavi ni običajnih rezalnih sil, je postopek primeren tudi za občutljivejše oblike, pri katerih bi mehanska obdelava lahko povzročila deformacije.

Kdaj je primernejši drug način obdelave?

Žična erozija ni vedno najhitrejša ali najcenejša rešitev.

Pri večjih serijah enostavnih izdelkov se priporoča laserski razrez, štancanje ali CNC-obdelava.

Prav tako žična erozija ni primerna za izdelavo slepih žepov in drugih oblik, ki ne potekajo skozi celotno debelino materiala. Za takšne primere je lahko ustreznejša potopna elektroerozija ali rezkanje.

Pri izbiri postopka je zato smiselno upoštevati zahtevano natančnost, obliko izdelka, material, količino in strošek izdelave.

Na kaj je treba paziti pri konstruiranju?

Da bo izdelava potekala čim bolj učinkovito in brez nepotrebnih stroškov, je dobro že pri načrtovanju izdelka upoštevati nekaj posebnosti žične erozije.

Notranji radiji

Ker ima erozijska žica določen premer, popolnoma ostrih notranjih kotov ni mogoče izdelati. Najmanjši možni notranji radij je odvisen od polmera žice in razelektritvene reže.

Pri žici premera 0,25 mm je lahko najmanjši notranji radij približno 0,15 mm, odvisno od pogojev obdelave.

Tolerance

Zelo ozke tolerance podaljšajo čas izdelave, saj običajno zahtevajo dodatne dokončne reze. Priporočljivo jih je določiti samo na površinah in merah, kjer so funkcionalno potrebne.

Toplotna obdelava materiala

Ena od prednosti žične erozije je možnost obdelave že kaljenih materialov. Tako lahko zahtevane konture izdelamo po končani toplotni obdelavi.

Kljub temu lahko med odstranjevanjem materiala pride do sproščanja notranjih napetosti in manjših deformacij. Pri zahtevnejših izdelkih je zato priporočljivo način obdelave predvideti že v fazi konstruiranja.

Višina reza

Debelina obdelovanca vpliva na čas obdelave in dosegljivo natančnost. Debelejši material običajno zahteva daljši čas rezanja in skrbnejšo nastavitev postopka.

Kakovost površine

Pri elektroeroziji na obdelani površini nastane zelo tanka, toplotno spremenjena oziroma ponovno strjena plast materiala.

Kadar so pomembne lastnosti površine, na primer pri dinamično obremenjenih delih, je treba to upoštevati že pri naročilu. Po potrebi se lahko predvidijo dodatni dokončni rezi ali druga površinska obdelava.

Pogosta vprašanja o žični eroziji

Za obdelavo svojega izdelka izpolnite spodnji obrazec. Podrobnosti o naročilu in potrebni dokumentaciji najdete na strani žična erozija po načrtu.