WEDM czy frezowanie CNC – którą metodę wybrać przy wąskich szczelinach i precyzyjnych konturach?

Wąska szczelina, mały promień naroża i rozbudowany kontur mogą sprawić, że standardowe frezowanie stanie się trudne albo niepotrzebnie czasochłonne. W takich zadaniach często rozważa się WEDM, czyli elektrodrążenie drutowe. Obie technologie pozwalają uzyskać wysoką dokładność, ale usuwają materiał w zupełnie inny sposób. Wybór zależy od geometrii detalu, materiału, rodzaju powierzchni oraz wymaganej wydajności.

W elektrodrążeniu drutowym cienki drut pełni funkcję elektrody, a serię kontrolowanych wyładowań elektrycznych wykorzystuje się do miejscowego usuwania materiału. Drut nie naciska mechanicznie na detal. Dzięki temu proces ogranicza ryzyko ugięcia smukłych fragmentów i pozwala obrabiać materiały po hartowaniu bez typowego dla frezowania zużycia ostrza.

Metoda ma jednak wyraźne ograniczenie. Materiał musi przewodzić prąd. WEDM służy przede wszystkim do wycinania konturów przelotowych, ponieważ drut musi przejść przez cały przekrój detalu. Przy zamkniętych konturach wewnętrznych trzeba także wykonać otwór startowy, przez który maszyna przeprowadzi drut.

Podczas frezowania szerokość szczeliny ogranicza średnica narzędzia. Bardzo mały frez staje się mniej sztywny, zwłaszcza przy dużej głębokości obróbki. Rośnie wtedy ryzyko jego ugięcia, drgań i złamania. Trzeba też skutecznie usuwać wióry z wąskiego kanału.

W WEDM szerokość cięcia zależy przede wszystkim od średnicy drutu oraz szczeliny wyładowczej. Pozwala to wykonywać wąskie i głębokie przecięcia bez stosowania smukłego frezu. Z tego powodu obróbka WEDM i EDM sprawdza się m.in. przy częściach narzędziowych, matrycach, wykrojnikach oraz detalach wymagających dokładnych wycięć.

Przed wyborem technologii trzeba sprawdzić:

• czy szczelina jest przelotowa,
• jaką ma szerokość i głębokość,
• czy materiał przewodzi prąd,
• jaki promień dopuszcza projekt w narożach,
• czy detal może uginać się pod wpływem sił skrawania,
• jak dużą objętość materiału trzeba usunąć.

Frez ma określoną średnicę, dlatego w wewnętrznym narożu pozostawia promień wynikający z geometrii narzędzia. Im mniejszego promienia wymaga projekt, tym mniejszego frezu trzeba użyć. Przy głębokich kieszeniach może to utrudnić obróbkę i wydłużyć czas wykonania części.

WEDM pozwala uzyskać znacznie mniejsze promienie, ponieważ ogranicza je średnica drutu oraz szczelina wyładowcza. Nie oznacza to jednak naroża idealnie ostrego. Elektrodrążenie także pozostawia niewielki promień. Konstruktor powinien więc określić dopuszczalną wartość zamiast zakładać geometryczne zero.

Przy WEDM trzeba uwzględnić grubość przecinanego materiału. Drut pozostaje napięty między prowadnicami, ale podczas cięcia może nieznacznie odchylać się pod wpływem wyładowań. Ma to znaczenie szczególnie przy grubych detalach i gwałtownych zmianach kierunku konturu. Przy wysokich wymaganiach dokładności stosuje się kolejne przejścia wykańczające, które korygują kształt i poprawiają powierzchnię.

Frezowanie również wymaga przejść wykańczających, gdy projekt określa małe tolerancje lub niską chropowatość. Sama nazwa technologii nie przesądza więc o dokładności gotowej części.

WEDM oferuje wysoką dokładność, lecz usuwa materiał wolniej niż typowe skrawanie. Gdy trzeba wykonać rozległą kieszeń, stopień, płaszczyznę lub przestrzenną powierzchnię 3D, frezowanie CNC zwykle pozwala szybciej uzyskać wymagany kształt.

Frezowanie daje też większą swobodę przy detalach nieprzelotowych. Narzędzie może wykonywać kieszenie, otwory, powierzchnie pochylone i formy przestrzenne. WEDM nie zastąpi więc frezowania przy każdej skomplikowanej geometrii.

Przy frezowaniu twardych stali rośnie obciążenie narzędzia i znaczenie parametrów skrawania. W przypadku WEDM twardość materiału ma mniejszy wpływ na możliwość wykonania konturu, o ile materiał przewodzi prąd. Dlatego elektrodrążenie często wykorzystuje się po hartowaniu, gdy część wymaga dokładnego profilu.

Nie zawsze trzeba ograniczać proces do jednej technologii. Najpierw można usunąć większą ilość materiału frezowaniem, a następnie wykonać precyzyjne szczeliny i kontury metodą WEDM. Pozwala to wykorzystać zalety obu sposobów obróbki.

Wąska szczelina sama nie przesądza o wyborze WEDM. Trzeba uwzględnić jej głębokość, przebieg, materiał, wymagany promień, tolerancję oraz liczbę części. Frezowanie CNC lepiej nadaje się do szybkiego kształtowania bryły i powierzchni 3D, natomiast WEDM daje większe możliwości przy przelotowych konturach, małych promieniach i twardych materiałach przewodzących.

Jeśli zlecasz detal, którego geometria wymaga połączenia dokładnego frezowania z elektrodrążeniem, zapoznaj się z ofertą TOOLE. Firma wykonuje frezowanie CNC oraz WEDM i EDM, dzięki czemu może zaplanować kolejność operacji zgodnie z konstrukcją części i wymaganiami wymiarowymi.