Gia công cắt dây là phương pháp phổ biến trong gia công cơ khí đối với các vật liệu có đặc điểm dẻo và dẫn điện. Phương pháp này có nguyên lý hoạt động vô cùng đặc biệt khi không sử dụng nhiệt độ hay tương tác vật lý để loại bỏ phần dư thừa. Để biết được phương pháp gia công cắt dây có nguyên lý hoạt động như thế nào, ứng dụng ra sao thì bạn đọc hãy cùng theo dõi các thông tin dưới đây nhé.
Gia công cắt dây EDM là gì?
Gia công cắt dây là một loại trong các phương pháp gia công cơ khí EDM (Electrical Discharge Machining) và còn được gọi là Wire-cut EDM hay Wire cutting. Bằng cách sử dụng một dây dẫn điện làm điện cực (thường là dây đồng) và kích hoạt dòng điện áp cao, phương pháp này sẽ khiến các phần vật liệu cần loại bỏ bị ion hóa và xói mòn.
Với đặc điểm là không gây nhiệt độ cao, đường cắt chính xác, phương pháp này thường được sử dụng để gia công các vật liệu có độ nhiệt độ nóng chảy thấp, dẻo và dễ dàng biến dạng nếu sử dụng các phương pháp cắt truyền thống.
Một ưu điểm khác của phương pháp gia công cắt dây là không chạm trực tiếp vào bề mặt vật liệu. Bởi phương pháp sử dụng nguyên lý xung điện, khiến cho bề mặt vật liệu tại điểm cắt từ từ mài mòn mà không ảnh hưởng đến các phần xung quanh.
Cơ chế hoạt động của phương pháp gia công cắt dây
Để hiểu về cơ chế mà gia công cắt dây EDM hoạt động, trước tiên, bạn đọc cần hiểu về nguyên lý của phương pháp gia công EDM. Phương pháp gia công EDM được tiến hành dựa trên tương tác điện cực giữa đầu cắt và bề mặt vật liệu. Cụ thể gồm 3 bước sau:
- Tạo điện cực: Đầu tiên, đầu cắt được lựa chọn sẽ là 1 mảng vật liệu dẫn điện để dùng làm điện cực. Đầu cắt và bề mặt vật liệu phải đảm bảo 1 khoảng cách nhất định trong suốt quá trình cắt.
- Tạo xung điện: Sau khi điện áp được truyền vào dây, đầu cắt sẽ trở thành điện cực và phóng ra xung điện trong không khí. Khi không khí giữa đầu cắt và bề mặt vật liệu chịu xung điện sẽ xảy ra hiện tượng ion hoá và tạo thành plasma. Dòng plasma là dòng vật chất đạt trạng thái nhiệt độ cao.
- Xói mòn: Dòng plasma tạo thành giữa khoảng cách của đầu cắt và bề mặt cắt sẽ khiến gây ra hiện tượng xói mòn vật liệu. Từ đó, các phần cần loại bỏ tại bề mặt cắt sẽ dần bị xói mòn và phân tán thành các mảnh vụn nhỏ.
Phương pháp gia công cắt dây cũng được ứng dụng nguyên lý hoạt động của phương pháp EDM như trên. Điểm để nhận biết gia công cắt dây là đầu cắt được sử dụng sẽ là 1 mảnh dây dẫn điện, thường là dây đồng có đường kính chỉ khoảng 0.2 – 0.25 mm.
Phân biệt gia công cắt dây và gia công cắt dây tia lửa điện
Bạn đọc có thể nhầm lẫn phương pháp gia công Wire-cut EDM là một với gia công cắt dây tia lửa điện (Sinker EDM). Tuy nhiên, đây là 2 phương pháp hoàn toàn khác nhau dù chung nguyên lý hoạt động của phương pháp gia công EDM. Cụ thể như sau:
- Gia công cắt dây: Đầu cắt là dây điện cực mảnh giúp dễ dàng di chuyển trên bề mặt vật liệu và đạt độ chính xác cao. Tương tác nhiệt thấp, chỉ giới hạn giữa đầu cắt và điểm cắt giúp hạn chế ảnh hưởng đến bề mặt xung quanh.
- Gia công cắt dây tia lửa điện: Đầu cắt được sử dụng sẽ là mảnh vật liệu có hình dạng tương thích với bề mặt cần cắt. Bên cạnh đó, khi gia công tia lửa điện, vật phẩm cần cắt và đầu cắt đều sẽ được đặt trong dung môi dẫn điện.
Chính vì đặc điểm trên, gia công cắt dây tia lửa điện có thể tiếp xúc đến các bề mặt vật liệu ở sâu bên trong chứ không chỉ ở bề mặt ngoài. Từ đó giúp tạo hình và khuôn mẫu với nhiều chi tiết phức tạp hơn so với gia công cắt dây EDM thông thường. Ngoài ra, gia công cắt dây tia lửa điện cũng có thể áp dụng với các dạng vật liệu có tính chất dẻo hơn so với khi sử dụng phương pháp gia công cắt dây EDM.
Ứng dụng của phương pháp gia công cắt dây
Phương pháp Wire-cut EDM thường được dùng để cắt các vật liệu dẻo, yêu cầu độ chính xác cao và hình dạng tương đối phức tạp. Trong thực tế, phương pháp thường được ứng dụng:
- Gia công khuôn mẫu, đồ công nghiệp với nhiều chi tiết như đồ điện tử, gia dụng.
- Kết hợp với các máy cắt CNC để tự động hoá quy trình cắt, đảm bảo độ chính xác trong quá trình thực hiện.
- Gia công các linh kiện điện tử, vi mạch,… cần độ chuẩn xác cực kỳ cao.
Phương pháp gia công cắt dây là gì và ứng dụng, nguyên lý hoạt động như thế nào đều đã được giải đáp qua bài viết hôm nay. Đây sẽ là 1 phương pháp gia công cơ khí chính xác, hiện đại với ứng dụng thiết thực trên nhiều dạng chất liệu mà phương pháp gia công truyền thống không thể đáp ứng.