Come scegliere il diametro del filo di molibdeno per la propria macchina HS-WEDM o MS-WEDM?

Un filo di molibdeno spesso taglia più velocemente e lascia un solco più largo. Un filo sottile mantiene un angolo più vivo ma si rompe più facilmente. Il diametro deve essere scelto in base allo spessore del pezzo e alla precisione richiesta.

Il diametro del filo di molibdeno per macchine HS-WEDM o MS-WEDM viene scelto in base allo spessore del pezzo e alla precisione necessaria. Le dimensioni comuni sono 0,12–0,20 mm. Per un primo taglio si usa spesso 0,18 mm. Per un taglio di finitura si usa 0,15 mm o inferiore. Superare i 0,23 mm su una macchina a filo veloce causa accumuli.

Un filo da 0,18 mm e uno da 0,12 mm non tagliano la stessa asola. Il filo più spesso crea un solco più ampio e procede più velocemente. Il filo più sottile lascia un raggio minore negli angoli interni. Lo spessore del pezzo e il disegno dell'angolo determinano quale diametro deve essere utilizzato sulla macchina.

Che ruolo ha il diametro del filo nella larghezza del solco, nell'angolo interno e nella velocità di taglio?

Un unico diametro non può soddisfare contemporaneamente le esigenze di solco, angolo e velocità. Il risultato sarà un'asola troppo larga, un angolo smussato o un taglio lento. I tre effetti devono essere considerati insieme.

Il diametro del filo determina la larghezza del solco, il raggio lasciato in un angolo interno e la velocità di taglio. Un filo più spesso allarga il solco e taglia più velocemente, ma lascia un arco d'angolo maggiore. Un filo più sottile restringe il solco e permette di avvicinarsi a un angolo più vivo.

Larghezza del solco

La larghezza del solco corrisponde al diametro del filo di molibdeno più lo scarico di scarica su entrambi i lati¹. Un filo più spesso crea un'asola più larga. Un filo più sottile crea un'asola più stretta. La compensazione del programma è pari al raggio del filo più lo scarico su un lato. Il filo si usura diventando più sottile durante il lavoro, quindi la larghezza del solco e la dimensione finale variano. Il diametro dovrebbe essere misurato secondo una pianificazione prestabilita e il valore di compensazione aggiornato di conseguenza.

Angolo interno

Un filo più spesso lascia un arco maggiore in un angolo interno, rendendo difficile ottenere un angolo vivo. Un filo più sottile lascia un arrotondamento minore, permettendo al percorso di avvicinarsi di più a un angolo netto. Gli stampi piccoli con angoli vivi e asole strette richiedono fili più sottili. L'elettroerosione a filo per stampi è una scelta di processo specifica. Il diametro continua a determinare quanto piccolo possa essere l'angolo residuo.

Velocità di taglio

Un filo più spesso può trasportare una maggiore corrente di scarica, rendendo il taglio più rapido. I pezzi spessi favoriscono questa velocità. Lo stesso filo spesso, tuttavia, riduce la qualità superficiale. Lo spessore del pezzo, il materiale e la precisione richiesta dal disegno devono essere valutati insieme prima di definire il diametro.

Diametri comuni per HS-WEDM e MS-WEDM

Le lavorazioni convenzionali con filo veloce e medio utilizzano diametri tra 0,12 e 0,20 mm. Per il primo taglio si usa spesso 0,18 mm. Per una passata di finitura si passa a 0,15 mm o meno. Un obiettivo di Ra 0,4 μm o migliore favorisce l'uso di 0,12–0,15 mm, mantenendo la tensione costante. Pezzi spessi e correnti elevate favoriscono 0,18 mm o più. HS-WEDM e MS-WEDM sono macchine diverse, ma la regola del diametro su entrambe dipende sempre dal pezzo.

Effetto	Filo più spesso	Filo più sottile
Taglio (Kerf)	Più largo. Diametro più gioco su entrambi i lati	Più stretto
Angolo interno	Arco residuo più grande	Raggio più piccolo, più vicino a uno spigolo vivo
Velocità di taglio	Più veloce. Migliore su pezzi spessi	Più lento
Superficie	Solitamente peggiore	Migliore quando la tensione è mantenuta
Dimensione tipica	Primo taglio a 0,18 mm, o più spesso per materiale pesante	Passata di finitura a 0,15 mm, o 0,12–0,15 mm per una finitura fine

Perché un filo di molibdeno più spesso conduce meglio la corrente su un blocco d'acciaio spesso?

Un blocco d'acciaio spesso richiede una corrente media maggiore. Un filo sottile si surriscalda e si spezza sotto tale carico. La sezione trasversale è ciò che stabilisce la corrente che il filo può trasportare.

Un filo di molibdeno più spesso trasporta meglio la corrente su un blocco d'acciaio spesso perché la sua sezione trasversale è maggiore. A circa 150 A/mm², un filo da 0,18 mm può sopportare circa 3,82 A. Un filo da 0,12 mm è vicino a 1,74 A.

Perché la sezione stabilisce la corrente

L'elettroerosione a filo fonde il metallo con una scarica a impulsi. Il filo di molibdeno è l'elettrodo che trasporta tale corrente. La capacità di corrente segue la sezione trasversale. Un filo più spesso può trasportare più corrente prima di rompersi. Un riferimento industriale pone il limite di taglio vicino a 150 A/mm². A quella densità, la resistenza alla trazione scende a circa un terzo o un quarto della resistenza originale². Su questa base, un filo da 0,12 mm è vicino a 1,74 A. Un filo da 0,18 mm è vicino a 3,82 A. Il divario tra questi due limiti è ampio.

Cosa richiede un blocco d'acciaio spesso

Un blocco spesso ha un lungo percorso di scarica. I trucioli sono difficili da rimuovere. Un'erosione efficace richiede una corrente media più elevata. Il blocco trasforma anche più di quell'energia in calore. Il filo spesso assorbe la corrente. Ha una resistenza inferiore e genera meno calore nel filo stesso. Un punto caldo locale ha quindi meno probabilità di strappare il filo. Nell'acciaio spesso, il filo da 0,18 mm è molto più stabile rispetto al filo da 0,12 mm.

Dove uno spessore maggiore smette di essere utile

Il taglio più largo e un profilo leggermente peggiore sono il costo di quella corrente. Più spesso non è sempre meglio. Sopra 0,23 mm su una macchina a filo rapido, il filo può accumularsi e deflettere. Tale dimensione fa più male che bene. Per materiale spesso e corrente elevata occorrono 0,18 mm o più. Per piccole parti di precisione che richiedono finitura occorrono 0,12–0,15 mm.

Filo	Corrente approssimativa vicina a 150 A/mm²	Adattamento su un blocco di acciaio spesso
0,12 mm	Circa 1,74 A	Si surriscalda e si rompe sotto la corrente necessaria per un blocco spesso
0,18 mm	Circa 3,82 A	Più stabile. Minore resistenza e meno calore nel filo
Sopra 0,23 mm su filo veloce	Sezione maggiore, ma scarso comportamento del filo	Accumulo e deflessione. Nessun guadagno
0,12–0,15 mm su piccoli componenti di precisione	Corrente inferiore	Finitura e angolo, non velocità su blocchi spessi

Cosa succede alla finitura se si utilizza lo stesso diametro sia per il taglio di sgrossatura che per quello di finitura?

Un unico filo che esegue la sgrossatura e poi la finitura copia il danno della sgrossatura sulla superficie. La rugosità rimane elevata e compaiono striature. Il filo deve essere controllato o sostituito.

Forzare un unico filo di molibdeno sia per i tagli di sgrossatura che di finitura lascia un filo usurato e vaiolato durante la passata di finitura. Il valore Ra rimane spesso tra 1,2 e 1,4 μm e non scende sotto 1,0 μm. Un'usura superiore a 0,01 mm indica che il filo deve essere sostituito.

Cosa mostra la superficie

Lo stesso filo per sgrossatura e finitura copia il danno del filo sul pezzo. La rugosità non scenderà sotto Ra 1,0 μm. Spesso si attesta su Ra 1,2–1,4 μm o peggio. L'usura irregolare o i vai locali lasciano striature chiare e scure regolari, simili a segni di salto del filo. Un filo che si assottiglia rende instabile il gap di scarica. Un intervallo di impulsi breve lascia quindi dei vai irregolari. Il fluido sporco aggiunge una patina giallastra o depositi di carbonio sulla superficie.

Perché il filo di sgrossatura non può eseguire la finitura

L'elevata corrente durante il taglio di sgrossatura assottiglia il filo e crea micro-vai sulla sua superficie. Né il nuovo diametro né quella superficie sono abbastanza stabili per una finitura. Un'usura superiore a 0,01 mm è il punto di sostituzione abituale. Oltre tale perdita, non è possibile mantenere la qualità della finitura. La sgrossatura e la finitura richiedono anche tensioni diverse. Un unico filo che passa tra questi stati modifica la larghezza del taglio e la consistenza superficiale. I profondi vai di scarica e lo strato alterato del primo taglio potrebbero essere troppo profondi per essere rimossi dalle passate successive. La finitura ha quindi un limite massimo.

Cosa cambiare prima della finitura

Separare i fili quando la macchina lo consente. Circa 0,18 mm per la sgrossatura. 0,12–0,15 mm per la finitura. La capacità di corrente e la larghezza del taglio corrispondono quindi a ogni passata. Se si deve utilizzare un unico filo, misurarlo dopo la sgrossatura. Sostituirlo quando l'usura supera 0,01 mm. Per la finitura, mantenere la larghezza dell'impulso entro 4 μs³, rallentare la velocità del filo e impostare la tensione a 12–14 N⁴. Una finitura inferiore a Ra 0,8 μm è praticamente irraggiungibile con lo stesso filo di molibdeno⁵. Fili separati o un processo a filo lento sono le uniche alternative rimaste.

Controllo	Stesso filo per sgrossatura e finitura	Fili separati
Filo dopo la sgrossatura	Assottigliato e micro-corroso	Il filo di sgrossatura si ferma al taglio di sgrossatura
Ra tipica	Spesso 1,2–1,4 μm. Difficile da mantenere sotto 1,0 μm	Il filo di finitura è 0,12–0,15 mm ed è ancora rotondo
Limite di usura	Oltre 0,01 mm: sostituire prima della finitura	Non condiviso, quindi l'usura della sgrossatura non influisce sulla finitura
Sotto Ra 0,8 μm	Fondamentalmente non raggiungibile	Fili separati o EDM a filo lento
Impostazioni di finitura se il filo deve rimanere	Larghezza impulso entro 4 μs, filo più lento, tensione 12–14 N	Non richiesto per un filo di finitura nuovo

Perché un filo sottile si rompe più spesso durante tagli interrotti o in presenza di un lavaggio insufficiente?

I tagli interrotti e il lavaggio debole accumulano calore e detriti su un filo sottile. Il filo brucia o si spezza. La pressione di lavaggio e l'estremità rotta indicano la causa.

Un filo di molibdeno sottile si rompe più spesso su tagli interrotti con scarso lavaggio perché calore e detriti rimangono in un solco stretto. Il filo ha una sezione minore, una resistenza maggiore e un raffreddamento ridotto. La rottura aumenta drasticamente quando la pressione della pompa è inferiore a 0,5 bar.

Taglio interrotto

Un percorso interrotto provoca il salto della scarica tra cortocircuito e circuito aperto. Il filo subisce ripetuti shock di corrente. Una scarica instabile può anche stazionare un arco su un breve tratto di filo. Quel punto si surriscalda e si rompe.

Lavaggio inadeguato

Un flusso ridotto, o un percorso ostruito, impedisce al fluido di lavoro di penetrare nel solco. I detriti erosi rimangono nella fessura. Si formano cortocircuiti. Il calore non viene smaltito. La temperatura del filo aumenta fino a superare il limite. La rottura aumenta notevolmente quando la pressione della pompa di circolazione è inferiore a 0,5 bar. La concentrazione del fluido deve rimanere entro l'intervallo raccomandato dal produttore.

Perché il filo sottile si rompe per primo

Un filo più sottile ha una sezione trasversale minore. La resistenza è maggiore. La capacità di corrente è inferiore. Il raffreddamento è peggiore. Anche il solco è più stretto, quindi i trucioli escono più lentamente. Lo stesso calore e gli stessi detriti rompono un filo sottile prima di uno spesso.

Cosa mostra l'estremità rotta

Una sfera fusa sull'estremità rotta indica un surriscaldamento. Le impostazioni di scarica e l'alimentazione del fluido sono il primo controllo da effettuare. Un'estremità piatta senza segni di fusione indica una trazione meccanica. La tensione, le pulegge di guida e i blocchi di contatto elettrico sono il primo controllo da effettuare.

Condizione	Cosa provoca su un filo sottile	Primo controllo
Taglio interrotto	Cortocircuiti ripetuti, circuiti aperti e arco stazionario	Stabilità della scarica sulla lunghezza di rottura
Lavaggio inferiore a 0,5 bar	Il calore e i detriti rimangono nel solco	Pressione della pompa e flusso nella fessura
Fluido al di fuori dell'intervallo specificato dal produttore	Raffreddamento scarso e rimozione dei trucioli insufficiente	Concentrazione
Sfera fusa sull'estremità rotta	Rottura ad alta temperatura	Parametri di scarica e alimentazione del fluido
Estremità rotta piatta, senza fusione	Trazione meccanica	Tensione, pulegge di guida, blocchi di contatto

Conclusione

L'acciaio spesso richiede 0,18 mm o più. Gli angoli e le passate di finitura richiedono 0,12–0,15 mm. Un filo di sgrossatura usurato non dovrebbe essere utilizzato per la finitura.

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