Wire EDM Dijelaskan: Cara Kerja dan Mengapa Penting
Saat orang memikirkan pemesinan, bubut dan mesin gerinda mungkin hal pertama yang mereka bayangkan. Masih ada berbagai macam proses pemesinan lain yang mungkin lebih cocok untuk aplikasi tertentu. Salah satu metode tersebut adalah pemesinan listrik discharge (EDM).
Artikel ini akan memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang fungsi dan kemampuan satu jenis pemesinan listrik discharge — wire EDM.
Apa itu Pemesinan Listrik Discharge Wire?
Wire EDM adalah jenis EDM yang menggunakan kabel yang berjalan terus menerus melalui workpiece untuk memotong bentuk kompleks dengan toleransi ketat dan kerf minimal. Proses ini sangat berguna untuk memotong dengan presisi bahan konduktif yang keras dan tebal, dengan beberapa mesin mampu memotong bahan lebih dari 300mm tebal.
Berbagai macam EDM menggunakan prinsip operasi dasar yang sama, seperti yang kita bahas dalam artikel sebelumnya. Pada intinya, elektroda dan fluida dielektrik bekerja bersama untuk menghancurkan potongan mikroskopik dari workpiece konduktif menggunakan listrik. Meskipun setiap percikan listrik, atau spark, mungkin hanya menghilangkan sejumlah materi yang kecil, proses ini terjadi ratusan ribu kali per detik.
Dalam wire EDM, kabel yang sangat tipis bertindak sebagai katoda sementara workpiece konduktif bertindak sebagai anoda. Kabel berjalan di antara dua panduan yang dapat bergerak secara independen untuk menciptakan bentuk unik. Ini memperkenalkan beberapa keterbatasan pada kemampuan proses ini, karena kabel umumnya harus melewati seluruh workpiece.
Seperti jenis EDM lain, katoda dan anoda biasanya tidak membuat kontak fisik. Sebaliknya, perbedaan potensial listrik (tegangan) yang tinggi antara kabel dan workpiece menyebabkan ionisasi dalam fluida dielektrik, membuatnya konduktif secara listrik.
Sederhananya, hasilnya adalah percikan yang meleleh atau menguapkan dan melepas potongan kecil dari elektroda kabel dan workpiece, yang disebut chip EDM. Chip EDM mikroskopik ini kemudian dicuci dan difilter dalam sirkulasi fluida dielektrik.
Bagaimana Cara Kerja Wire EDM?
Contoh “Wire EDM” oleh LaurensvanLieshout
Domain publik, via Wikimedia Commons
Karena elektroda kabel rusak selama percikan, ia perlu terus diumpankan melalui workpiece dan diisi ulang. Demikian juga, fluida dielektrik, biasanya air deionisasi dalam wire EDM, disirkulasikan, difilter, dan diionisasi ulang untuk mencegahnya menyebabkan percikan yang tidak teratur.
Sistem kabel dan fluida dielektrik membentuk dua komponen utama wire EDM, yang harus bekerja sinkron untuk memastikan potongan presisi yang efisien dan finishing permukaan berkualitas tinggi.
Sistem Kabel
Kabel dalam wire EDM biasanya terbuat dari kuningan atau tembaga, terkadang dengan lapisan seng untuk meningkatkan konsistensi dan efisiensi. Kabel sangat tipis, biasanya 0,3mm diameter atau kurang, jadi kerusakan erosi konstan dari percikan mengausinya dengan cepat. Sebagai hasilnya, kabel segar harus terus diumpankan melalui workpiece menggunakan gulungan yang menampung beberapa kilometer kabel. Kabel yang rusak kemudian didaur ulang di akhir proses.
Fluida Dielektrik
Air deionisasi memiliki tiga fungsi utama dalam wire EDM:
- Menyediakan medium untuk membantu mengontrol percikan yang kuat,
- Mencuci chip EDM dari workpiece dan kabel, dan
- Mendinginkan workpiece untuk mencegah stres termal berlebihan.
Saat bekerja dengan benar, air deionisasi harus bertindak seperti isolator antara elektroda kabel dan workpiece hingga ada perbedaan muatan listrik yang cukup tinggi di antara keduanya. Ini memungkinkan semacam kekacaan terkontrol di mana percikan di titik-titik yang berbeda akan memiliki “kekuatan” yang serupa, menciptakan potongan yang halus dan merata di sekitar kedekatan segera kabel. Kontaminan berlebihan dapat melemahkan properti isolasi air, memungkinkan percikan yang lebih tidak teratur dan tidak konsisten.
Ini juga mengapa fluida dielektrik harus terus dibuang untuk mencegah penumpukan chip EDM dan ion dalam air. Agar ini terjadi secara efektif, workpiece harus direndam dan memiliki aliran air deionisasi yang stabil secara langsung melalui area pemotongan.
Fluid yang mengalir juga menarik panas dari area potong untuk mencegah panas berlebihan yang dapat menginduksi stres termal pada workpiece. Khususnya dalam bahan yang sangat tebal, aliran fluida harus dikontrol dengan hati-hati untuk mengelola zona terpengaruh panas (HAZ) pada workpiece. Stres termal berlebihan dapat menyebabkan retak mikro dan perubahan properti bahan di dekat permukaan potong.
Wire EDM: Manfaat dan Keterbatasan
Dengan pemahaman yang lebih baik tentang cara kerja proses manufaktur ini, layak untuk membuat ringkasan kekuatan dan kelemahan utamanya.
Manfaat utama menggunakan wire EDM adalah bahwa:
- Salah satu metode yang disukai untuk memotong bahan yang sangat keras, terutama ketika sudut potong tidak tegak lurus terhadap permukaan kerja.
- Capeble untuk mencapai toleransi yang sangat ketat (dalam ±0,012mm), dengan kerf minimal, dan tanpa taper sepanjang potong.
- Cocok untuk bahan yang sangat tipis dan sangat tebal tanpa mempengaruhi kualitas potong secara signifikan atau menyebabkan distorsi bagian.
- Sangat baik untuk menciptakan finishing permukaan berkualitas sangat tinggi, terutama setelah lepas skimming telah digunakan untuk meratakan potong kasar awal yang cepat.
- Proses CNC penuh, yang berarti operator biasanya hanya diperlukan untuk memuat dan mengosongkan konsumtif & bagian. Oleh karena itu proses ini dapat menghemat tenaga kerja.
Keterbatasan dan kelemahan utama wire EDM adalah bahwa:
- Hanya kompatibel dengan bahan konduktif.
- Secara umum tidak efisien untuk digunakan dengan bahan heterogen, seperti polimer serat karbon, dan bahan kotor, seperti baja perkakas murah dengan inklusi besar.
- Kadang lebih waktu yang dibandingkan proses lain yang cocok, tergantung pada kondisi.
- Tidak mampu membuat lubang, yang mungkin harus dimulai oleh proses lain, seperti hole popping EDM, jika diperlukan oleh desain.
- Potensial lebih mahal dari alternatif seperti potong airjet, terutama ketika datang ke penggunaan konsumtif.
Pertimbangan lain mungkin bahwa mungkin wire EDM untuk memperkenalkan stres termal ke dalam workpiece, mengubah properti bahan atau menginduksi retak mikro. Di sisi lain, namun, ia tidak memberikan gaya pemotongan mekanis apa pun ke workpiece.
Apakah Wire EDM Proses yang Tepat untuk Anda?
Jika keterbatasan potensial yang disebutkan di atas tidak berlaku untuk proyek Anda, wire EDM terbukti menjadi metode luar biasa untuk memotong bahan keras dengan ketebalan tinggi. Proses ini identik dengan presisi, akurasi, konsistensi, dan kualitas tinggi.
Ini berarti wire EDM secara teratur diterapkan untuk bagian dengan geometri kompleks dan toleransi ketat, terutama saat menggunakan bahan tingkat lanjut. Komponen alat medis yang rapuh, bagian presisi penerbangan angkasa, dan perkakas terbuat dari bahan keras khususnya titanium adalah aplikasi yang bagus untuk proses manufaktur ini.
Jika Anda ingin mengetahui bagaimana wire EDM dapat menghasilkan bagian presisi Anda, lihat halaman layanan wire EDM kami untuk melihat apa yang ditawarkan Gensun.
