فرایند وایرکات(wire cut)

ماشینکاری وایرکات، فرآیند براده‌ برداری است که در آن از یک منبع با انرژی ترموالکتریکی به‌منظور براده‌برداری استفاده می‌شود. فرآیند برشکاری به‌وسیله جرقه‌های متناوب و کنترل شده‌ای است که بین الکترود یعنی سیم و قطعه کار زده می‌شود. الکترود سیم نازکی است که از قرقره باز شده و از درون قطعه کار عبور کرده و از سمت دیگر توسط مکانیزم مربوطه خارج می‌شود. بین سیم و قطعه کار فاصله کوچکی به نام گپ وجود دارد که در حین انجام ماشینکاری مایع دی‌الکتریک آن را دربر می‌گیرد و در ولتاژ مناسب تخلیه الکتریکی بین سیم و قطعه کار اتفاق می‌افتد یعنی قطعه کار بار منفی والکترود بار مثبت میگیرد واز نزدیک شدن این دو به هم وایجاد جرقه ،قطعه کار خورده شده و ماشینکاری میشودو مایع دی‌الکتریک آنها را از محل شستشو می‌دهد و فرآیند براده‌برداری انجام می‌گیرد.( دی‌الکتریک موجب ایجاد تخلیه الکتریکی بین الکترود و قطعه کار می‌گردد.)کنترل دقیق دما صورت می گیرد ومسیر چندبار طی می شود هربار قدرت الکتریکی جرقه ها کاهش می یابد تا پرداخت سطح افزایش یابد.

ماشینکاری وایرکات با ماشینکاری تخلیه الکتریکی متفاوت است، زیرا در این فرآیند یک سیم نازک با قطر (3/0-05/ میلیمتر 0012/0-002/0 ا ینچ) نقش الکترود را ایفا می‌کند. همانطور که در شکل نشان داده شده است، سیستم از قرقره باز می‌شود و به درون قطعه کار تغذیه می‌شود و توسط قرقره ثانویه دریافت می‌شود. یک منبع تغذیه مستقیم، با فرکانس بالا نیز وظیفه تـولید پـالسهـای فـرکـانس بـالا بین سیم و قطعه کار را بر عهده دارد. فضای بین قطعه کار و سیم (گپ) توسط آب دی‌یونیزه پر می‌شود، که این آب نقش دی‌الکتریک را در فرآیند دارد

آب دی‌یونیزه به 4 دلیل در این فرآیند استفاده می‌شود: ویسکوزیته پائین،ایجاد بهترین حالت قوس بین سیم وقطعه کار، خاصیت خنک‌کاری بالا، نرخ بالای براده‌برداری و نداشتن خطرات آتش‌سوزی.

این ماشین ها نیاز به برنامه نویسی دارند و CNC هستند.به طوری که شکل هندسی مورد نظر ازطریق فایل اتوکد به ماشین داده می شود و دستگاه برنامه را به صورت خط، قوس، منحنی و… روی قطعه کار اجرا می کند.

اگرچه فرآیند وایرکات یک فرآیند براده‌برداری کند است، اما این قابلیت را داراست که کارهایی که نیاز به تعداد زیادی اپراتور ماهر دارند را بدون اینکه بخواهند هزینه چندین اپراتور را بپردازند انجام دهد. توانایی این ماشین برای انجام کار بدون نظارت پیوسته نیز بر قابلیت و کارایی آن افزوده است.

معایب

دستگاه های وایر کات قیمت های بالایی دارند.

سرعت خطی برشکاری با وایرکات پائین است و معمولاً کمتر از 100 ملیمتر بر ساعت برای فولاد با ضخامت 25 میلی مترمی باشد. بنابراین سرعت سیستم (سی ان سی)در این فرایند از اهمیت چندان بالائی نسبت به سایر روشهای سرعت بالا بر خوردار نیست.

.قطعاتي كه با اين دستگاه قابل ماشين كاري هستند بايد از جنس رساناي الكتريسيته باشند و قادر به ماشين كاري قطعات نارسانا نيستند.

اساس كار ماشين هاي واير كات تخليه الكتريكي مي باشد كه با عبور جريان الكتريكي از سيم و تماس آن با قطعه كار باعث ايجاد گرما شده كه اين گرما قطعه مورد نظر را ماشين كاري خواهد كرد. با اين تفاسير به علت رسانا بودن قطعه ماشين كاري شونده پي برديم چرا كه اگر قطعه رسانا نباشد هيچ واكنشي بين سيم برشي و قطعه اتفاق نخواهد افتاد و در نتيجه ماشين كاري در كار نخواهد بود.

براي شروع كار با اين دستگاه، نياز به يك ماشين ديگر به نام super drill داريم. كار اين دستگاه ايجاد يك سوراخ بسيار كوچك در داخل قطعه مي باشد كه محل عبور سيم برشي است ،چرا كه يكي از ضروريات شروع به كار ماشين عبور سيم برشي از داخل قطعه است. براي درك بهتر موضوع شكل هايي در ادامه آمده است.

سیم

پركاربردترين سيم سيم برنجي است. سيم برنجي داراي مشخصاتي مثل استحكام كشش و هدايت الكتريكي بالا است. قابليت كشش و فرم دهي آن نيز زياد است. تمايل به استفاده از سيم هاي روكش دار با مواد مختلف وجود دارد. مثل سيم فولادي داراي استحكام كشش كه يك لايه روكش مسي براي افزايش هدايت الكتريكي و يك لايه سطحي گرافيت براي افزايش سرعت ماشين كاري دارد. لايه خارجي را مي توان با توجه به نوع كار انتخاب كرد. اين سيم ها گرچه گران ترند ولي سرعت برش كاري آن ها از سيم برنجي بيشتر است بنابراين ممكن است كم هزينه تر باشند.سیم ها معمولا یکبار مصرف اند چرا که ضخامت کمی دارند وپس ازعبور از قطعه کار مقاومتشان کاهش می یابد وقابل استفاده نیستند.نکته قابل توجه این است که سیم باید کشش ثابتی داشته باشد.نه انقدر زیاد باشد که سیم راببرد ونه آنقدر کم که سیم در داخل قطعه کار مستقیم نباشد.

مزایای وایرکات

1-عدم نیاز به ساختن ابزار

2-کاهش قیمت قالب بین 30-70%

3- عدم وجود نیروهای ماشینکاری

4-ایجاد تنش کم تر در قطعه کار

5-انجام عملیات ماشین کاری در هنگامی که اپراتور حضور ندارد

6-کیفیت سطح ایجاد شده بسیار بالاست

7-وایرکات معمولی تا ضخامت 150میلی متر ولی برخی از آنها تا ضخامت 420میلی متر را هم برش می زنند.