Come configurare l'attrezzatura per la lavorazione a filo EDM per diversi materiali?

Non configurare l’EDM a filo per un nuovo materiale copiando una ricetta universale di corrente, tensione, impulso, tensione meccanica o flusso di fluido di taglio. Prima verificare che il pezzo in lavorazione disponga di un percorso elettrico conduttivo adeguato. Quindi identificare esattamente la tipologia e lo stato del materiale, riprodurre nello stesso spessore produttivo e con la stessa geometria critica un campione rappresentativo, partire da una condizione già approvata per la macchina selezionata e modificare unicamente variabili controllate fino a ottenere un risultato misurabile accettabile.

HarsMarg attuale taglio singolo e macchine per taglio a filo EDM multi-taglio utilizzare filo di molibdeno riutilizzabile avvolto su un rocchetto e trasportato avanti e indietro attraverso la zona di taglio. I consigli redatti per filo monouso in ottone o rivestito non devono essere applicati a questo sistema. Il diametro del filo, il trasporto del filo, la tensione, il fluido di lavoro e le condizioni elettriche devono essere ricavati dal manuale del modello selezionato, dai dati del controllore o da un foglio di processo approvato.

Questo articolo si concentra sulla pianificazione dei test specifica per il materiale. Per la sequenza generale che comprende disegno, attrezzatura, percorso del filo, fluido di lavoro, programma, riferimenti e verifica del primo pezzo, utilizzare il Checklist per la configurazione del filo EDM .

Limite di sicurezza: Solo personale adeguatamente formato deve operare o regolare la macchina. Utilizzare il manuale del modello e le procedure del sito per protezioni, isolamento elettrico, gestione del fluido di lavoro, caricamento e manutenzione. Non modificare parametri protetti del generatore, degli assi o del servizio nel corso di un test informale su materiale.

Cosa cambia quando cambia il materiale del pezzo in lavorazione?

Il nome del materiale è l'inizio del piano di processo, non il piano di processo stesso. La conducibilità elettrica, la composizione, il trattamento termico, il legante, il rivestimento e lo stato della superficie possono influenzare il comportamento di scarica o la superficie finale. Spessore, contorno, variazione dell’altezza del pezzo, accesso per il flusso del liquido di taglio, supporto del fissaggio, condizione del filo e il risultato richiesto dell’ispezione possono essere altrettanto importanti.

La tabella è una guida alla pianificazione, non una dichiarazione secondo cui ogni grado di ciascuna famiglia sia già qualificato su ogni modello HarsMarg. L'idoneità e il processo finale richiedono la verifica del materiale effettivo, del disegno, della configurazione della macchina e dei risultati ottenuti sui campioni.

1. Superare la fase di verifica dell'idoneità del materiale

Il taglio a filo diamantato (Wire EDM) rimuove materiale mediante scariche elettriche tra il filo elettrodo e il pezzo in lavorazione; pertanto, il lavoro richiede un percorso conduttivo sufficientemente efficace. Non approvare un materiale sulla base della durezza soltanto. Registrare la specifica esatta e il grado, il fornitore o il certificato di laminazione (se disponibile), il trattamento termico o la tempra, il rivestimento, il legante e qualsiasi anisotropia, porosità o struttura composita nota.

Confermare dove il collegamento di lavoro della macchina entrerà in contatto con materiale conduttivo pulito. Vernice, ossido, incrostazioni, placcatura, contaminazione, strati adesivi o una fase conduttiva interrotta possono modificare il comportamento del contatto o del processo. Se il pezzo è un composito ceramico, PCD, carburo o un altro materiale sinterizzato, verificare le informazioni sulla conduttività e sul legante anziché presupporre che il nome della famiglia garantisca la compatibilità con il taglio a filo EDM.

Se un materiale o un rivestimento solleva preoccupazioni per la salute, l’incendio, i prodotti chimici, la polvere, le reazioni con fluidi o la gestione dei rifiuti, ottenere i dati di sicurezza aggiornati e seguire i controlli indicati dal fornitore del materiale e dal sito prima di eseguire una prova. Questo articolo non stabilisce un processo sicuro per materiali pericolosi o soggetti a regolamentazione.

2. Progettare un taglio su campione rappresentativo

Utilizzare il materiale di produzione proveniente dallo stesso lotto, quando possibile. In caso contrario, documentare il motivo per cui il campione è un sostituto valido. Riprodurre lo stato di trattamento termico o la tempra del pezzo in produzione, le condizioni superficiali rilevanti e il percorso reale della corrente. Un campione realizzato partendo da materiale ricotto non convalida un pezzo in produzione sottoposto a trattamento termico, qualora tale trattamento rappresenti una delle differenze non controllate.

Riprodurre lo spessore massimo o critico del pezzo, comprese le sezioni gradinate o interrotte. Includere la geometria che mette alla prova il rischio effettivo: un segmento rettilineo per verificare dimensione e linearità, il raggio d’angolo richiesto, un ingresso/uscita o un foro di avvio, ove applicabile, un listello sottile qualora previsto dal disegno tecnico e un metodo controllato di rilascio del truciolo. Utilizzare il sistema di fissaggio e l’accesso del fluido previsti per la produzione, anziché testare un campione piano facilmente accessibile, qualora nel processo produttivo il flusso del fluido risulti limitato.

Definire l’accettazione prima del taglio. Specificare le dimensioni richieste della caratteristica, la tolleranza di profilo o posizione, la rettilineità/inclinazione, gli angoli, il kerf o lo spostamento e la rugosità superficiale, qualora specificate. Se l’integrità superficiale è rilevante, indicare l’esame richiesto e il limite corrispondente; l’espressione «superficie buona» non costituisce un criterio misurabile.

3. Controllare e registrare le variabili

4. Costruire la prova intorno alla famiglia di materiali

Acciaio conduttivo e acciaio per utensili

Registrare esattamente la qualità dell'acciaio e lo stato del trattamento termico. Il taglio a filo EDM può essere valutato per acciai induriti conduttivi, ma la dicitura «acciaio indurito» non definisce una sola condizione elettrica né un solo risultato. Calamina, rivestimenti, strati decarburati e tensioni residue possono inoltre differenziare il campione dal pezzo prodotto.

Ispezionare la caratteristica prima e dopo il rilascio del truciolo quando esiste il rischio di deformazione. Per un percorso con più tagli, misurare il risultato finale soltanto dopo l'intera sequenza approvata di rifinitura. Se il pezzo presenta requisiti di resistenza alla corrosione o di integrità superficiale, specificare lo stato consentito e la pulizia post-taglio invece di assumere che una finitura visiva standard sia sufficiente.

Di rame e ottone

Identificare la lega e il trattamento termico invece di utilizzare termini generici come «rame» o «ottone» per descrivere completamente il materiale. Verificare la superficie di contatto elettrico e rappresentare correttamente elementi sottili, scanalature strette o sezioni flessibili nel campione. Non presupporre che un’elevata conducibilità richieda automaticamente una determinata corrente o direzione dell’impulso; convalidare le condizioni del controller selezionato sulla sezione effettiva.

Registrare dimensioni, profilo, condizione di angoli e bordi, nonché lo scostamento del filo che ha prodotto il risultato. Se un elemento sottile può spostarsi al rilascio del truciolo, includere nel test un piano di supporto e rilascio.

Leghe di alluminio

Registrare la lega di alluminio, il trattamento termico, lo stato del rivestimento o dell’ossido e lo spessore di produzione. Stabilire una connessione elettrica pulita e affidabile e utilizzare un dispositivo di fissaggio che sostenga pareti flessibili senza deformarle. Confermare che il fluido di lavoro e la procedura di pulizia post-taglio siano idonei per la specifica lega e per i requisiti del cliente.

Ispezionare le variazioni dimensionali, la planarità o il profilo dopo che il pezzo è stato rimosso dalla fixture. Esaminare inoltre la superficie pulita dopo il tempo di attesa concordato, qualora sussista il rischio di macchie o corrosione. Non pubblicare né approvare un generico "parametro alluminio"; conservare la condizione qualificata insieme alle relative prove campione.

Leghe a base di titanio e nichel

Utilizzare esattamente la stessa lega e il medesimo trattamento termico. Specificare se il pezzo è un componente industriale generico oppure se è soggetto a una specifica aerospaziale, medica o di altro tipo regolamentata. La semplice capacità di taglio con filo elettricamente conduttivo (Wire EDM) non garantisce da sola la conformità per un pezzo regolamentato.

Qualora il disegno tecnico o la specifica del cliente definisca i requisiti relativi allo strato di ricristallizzazione, allo stato della zona termicamente influenzata, alle microfessurazioni, alla contaminazione o ad altre caratteristiche di integrità superficiale, includere l’esame metallurgico richiesto nel piano campione. Il superamento del controllo dimensionale non costituisce prova del soddisfacimento di un requisito distinto relativo all’integrità superficiale.

Carburo conduttivo e materiale sinterizzato

Confermare esattamente la qualità, la fase conduttiva e la composizione/il contenuto del legante. L'esposizione all'acqua può rappresentare un problema per l'integrità del materiale in alcuni carburi WC-Co, poiché il legante a base di cobalto potrebbe essere impoverito. Non si deve presupporre che una condizione qualificata su acciaio per utensili sia adatta ai carburi, né affermare che ogni carburo conduttivo sia approvato.

Concordare le modalità di ispezione per scheggiature del bordo, crepe, dimensioni, rugosità e condizione del legante/superficie. Qualora il limite del cliente non possa essere verificato mediante strumenti di misura normalmente disponibili in officina, concordare in anticipo il metodo specialistico o di laboratorio richiesto prima della messa in produzione.

5. Convalidare i lavori a taglio singolo e quelli a taglio multiplo in modo diverso

Per una panoramica del processo, vedere Taglio singolo vs taglio multiplo con EDM a filo . Entrambe le strutture HarsMarg utilizzano filo di molibdeno oscillante, ma le relative prove di rilascio non sono identiche.

6. Eseguire una prova controllata e bloccare il processo approvato

1. Selezionare un valore di riferimento limitato. Utilizzare una condizione fornita per il modello/controller HarsMarg esatto oppure un lavoro precedente documentato con materiale e sezione comparabili. Registrare il motivo della sua pertinenza.
2. Tagliare il campione rappresentativo. Osservare la stabilità della scarica, il comportamento di spurgo/dei detriti, il trasporto del filo oscillante, i rumori anomali e le rotture del filo. Arrestare l’operazione ed eseguire un’indagine sul comportamento anomalo seguendo la procedura approvata per la macchina.
3. Misurare le uscite definite. Registrare i risultati grezzi relativi alle dimensioni e alla superficie, anziché limitarsi a indicare "approvato" o "respinto". Eseguire l’ispezione dopo aver completato l’intera sequenza di passaggi e aver effettuato la pulizia/condizionamento richiesti.
4. Modificare un solo fattore controllato. Se il risultato non raggiunge l’obiettivo, regolare soltanto una variabile consentita dalla documentazione del modello/o del controller, in modo che l’effetto possa essere interpretato. Non mascherare problemi relativi a dispositivi di fissaggio, fluidi o percorso del filo mediante modifiche elettriche.
5. Ripetere l’operazione quando il rischio lo richiede. Un singolo campione può dimostrare la fattibilità, ma non la ripetibilità produttiva. Determinare la quantità di campioni in base alla variabilità del materiale, al valore del componente, alle tolleranze, al rischio di ispezione e al volume produttivo.
6. Rilasciare un foglio di processo tracciabile. Bloccare il materiale approvato, la macchina, il filo, il fluido, il dispositivo di fissaggio, il programma, gli scostamenti, la sequenza di passaggi e il piano di ispezione sotto controllo delle revisioni.

7. Misurare più del tempo di taglio

Il tempo di ciclo è importante, ma non può essere l'unico risultato della prova. Misurare le caratteristiche definite dal disegno utilizzando strumenti tarati e un riferimento documentato. Quando il pezzo è sensibile allo spessore, eseguire campionamenti nella parte superiore, centrale e inferiore oppure utilizzare un altro metodo in grado di rilevare rettilineità/inclinazione. Quando è specificata la rugosità, registrare lo strumento utilizzato, il parametro, il cutoff/filtro e la direzione/localizzazione del campionamento, affinché il valore possa essere riprodotto.

Ispezionare la superficie pulita e lo stato del bordo. Un componente soggetto a regolamentazione o critico per la fatica potrebbe richiedere metallografia, valutazione dello strato ricostituito, microdurezza, ispezione per cricche, analisi di contaminazione o un altro test definito dal cliente. Utilizzare il metodo specificato e il limite di accettazione; non dedurre tali risultati dall’accuratezza dimensionale o da un’ispezione visiva.

Registrare le interruzioni del processo, le rotture del filo, gli indizi di arco anomalo/cortocircuito, le limitazioni del flusso di fluido di taglio e le distorsioni post-taglio. Queste osservazioni aiutano a stabilire se un risultato è sufficientemente robusto per la produzione, anziché essere semplicemente ottenibile una sola volta.

Cosa inviare per una revisione specifica del materiale mediante Wire EDM

Per una revisione tecnica o una discussione su un taglio campione, inviare le seguenti informazioni tramite il Modulo di richiesta HarsMarg :

• nome del materiale del pezzo in lavorazione, norma e grado esatto, oltre a un certificato o alla composizione chimica, se disponibili;
• trattamento termico, tempera, durezza e rivestimento/condizione superficiale, ove rilevanti;
• disegno 2D/3D con dimensioni complessive, variazione di spessore, riferimenti (datum) e caratteristiche da tagliare con filo;
• peso del pezzo e del dispositivo di fissaggio, orientamento previsto, informazioni sul foro di partenza/taglio aperto e restrizioni di accesso;
• tolleranze richieste, profilo/posizione, conicità, raggio minimo interno, larghezza del taglio (kerf/slot) e rugosità superficiale;
• requisiti relativi all’integrità superficiale, strato ri-fuso (recast layer), fessurazioni, contaminazioni, corrosione o settori regolamentati;
• quantità, tempo ciclo obiettivo, se applicabile, e disponibilità di materiale campione rappresentativo;
• paese di destinazione, alimentazione elettrica e qualsiasi requisito relativo al caricamento, all’automazione o all’ispezione.

HarsMarg può quindi confrontare il lavoro con l’attuale Gamma Wire EDM e identificare quali capacità della macchina e quali prove preliminari debbano essere confermate. Un preventivo non deve promettere velocità, precisione o finitura prima che il materiale effettivo, la geometria e il risultato richiesto siano stati esaminati.

FAQ

È possibile utilizzare gli stessi parametri Wire EDM per ogni grado appartenente a una stessa famiglia di materiali?

No. Il grado, la composizione, il trattamento termico, lo spessore, la geometria, il fluido di lavoro, il raffreddamento, lo stato del filo, il piano di passaggi e il risultato obiettivo possono tutti modificare il processo qualificato. Riutilizzare una condizione solo quando la sua applicabilità sia documentata e verificarla con un primo pezzo controllato o con un campione.

Il Wire EDM è in grado di tagliare tutti i materiali duri?

No. La durezza da sola non determina l'idoneità. Il pezzo in lavorazione richiede un percorso elettricamente conduttivo adeguato, e occorre esaminare attentamente la specifica lega, il rivestimento, il legante e i requisiti relativi all'integrità della superficie. Non si deve promettere l'uso di una ceramica o di un composito non conduttivo senza aver prima dimostrato un processo conduttivo efficace.

Bisogna scegliere filo di ottone o filo rivestito per un lavoro HarsMarg particolarmente difficile?

Non applicare tale indicazione alla gamma attuale di macchine HarsMarg a filo alternato. Queste macchine utilizzano filo di molibdeno riutilizzabile. Selezionare la specifica e il diametro del filo di molibdeno approvati per il modello effettivo e convalidarli con il pezzo in lavorazione e il piano di passaggi.

La famiglia di materiale determina la pressione di spurgo?

No. Il materiale è soltanto uno degli input. Altri fattori che influenzano la rimozione dei detriti e la stabilità sono: l’altezza del pezzo, la variazione della sezione trasversale, il contorno, le condizioni di ingresso/uscita, gli ostacoli causati dal fissaggio, l’accessibilità della testina, le condizioni del fluido di lavoro e il comportamento del filo. Utilizzare la procedura approvata dal modello e convalidare la geometria effettiva, anziché pubblicare un’unica pressione in base al materiale.

Cosa va modificato per primo quando un risultato campione è scadente?

Innanzitutto escludere un programma errato, un offset scorretto, un riferimento improprio, un fissaggio non adeguato, un contatto elettrico difettoso, un percorso del filo non corretto, un filo usurato o danneggiato, condizioni non ottimali del fluido di lavoro e ostruzioni nel sistema di lavaggio. Successivamente confrontare il risultato ottenuto con il valore di riferimento approvato e modificare un solo parametro di processo ammesso alla volta. Registrare ogni modifica e ogni misurazione.