Hoe kiest u de diameter van molybdeendraad voor uw HS-WEDM of MS-WEDM?

Een dikke molybdeendraad snijdt sneller en laat een brede snede achter. Een dunne draad behoudt een scherpere hoek en breekt gemakkelijker. De diameter moet worden afgestemd op de dikte en nauwkeurigheid.

De diameter van de molybdeendraad voor een HS-WEDM of MS-WEDM wordt gekozen op basis van de onderdikte en de vereiste nauwkeurigheid. Gebruikelijke maten zijn 0,12–0,20 mm. Voor een eerste snede wordt vaak 0,18 mm gebruikt. Voor een afwerkingssnede wordt 0,15 mm of dunner gebruikt. Meer dan 0,23 mm op een machine met hoge draadsnelheid veroorzaakt ophoping.

Een draad van 0,18 mm en een draad van 0,12 mm snijden niet dezelfde gleuf. De dikkere draad maakt een bredere snede en werkt sneller. De dunnere draad laat een kleinere straal achter in een binnenhoek. De dikte van het onderdeel en de hoek op de tekening bepalen welke diameter op de machine moet worden gebruikt.

Wat is de invloed van draaddiameter op de snedebreedte, binnenhoeken en snijsnelheid?

Eén diameter kan niet tegelijkertijd voldoen aan de eisen voor snedebreedte, hoek en snelheid. Het resultaat is een te brede gleuf, een stompe hoek of een trage snede. De drie effecten moeten in samenhang worden bekeken.

De draaddiameter bepaalt de snedebreedte, de straal in een binnenhoek en de snijsnelheid. Een dikkere draad verbreedt de snede en snijdt sneller, maar laat een grotere boog in de hoek achter. Een dunnere draad versmalt de snede en benadert een scherpere hoek.

Snedebreedte

De snedebreedte is ongeveer de diameter van de molybdeendraad plus de ontladingsopening aan beide zijden.¹. Een dikkere draad maakt een bredere gleuf. Een dunnere draad maakt een nauwere gleuf. De compensatie in het programma is de straal van de draad plus de opening aan één zijde. De draad slijt ook dunner tijdens het proces, waardoor de snede en de uiteindelijke maat verlopen. De diameter moet volgens een vast schema worden gemeten en de compensatiewaarde moet opnieuw worden ingevoerd.

Binnenhoek

Een dikkere draad laat een grotere boog achter in een binnenhoek. Een scherpe hoek is dan moeilijk te bereiken. Een dunnere draad laat een kleinere afronding achter, waardoor het pad dichter bij een scherpe hoek kan komen. Kleine matrijzen met scherpe hoeken en smalle gleuven vereisen die dunnere draad. Draadvonkerosie voor stempelmatrijzen is een aparte proceskeuze. De diameter bepaalt nog steeds hoe klein de overblijvende hoek kan zijn.

Snijsnelheid

Een dikkere draad kan meer ontladingsstroom voeren, waardoor de snede sneller gaat. Dikke onderdelen profiteren van die snelheid. Dezelfde dikke draad verlaagt echter ook de oppervlaktekwaliteit. De dikte van het onderdeel, het materiaal en de nauwkeurigheid op de tekening moeten samen worden beoordeeld voordat de diameter wordt vastgelegd.

Gebruikelijke diameters op HS-WEDM en MS-WEDM

Conventioneel werk met hoge en gemiddelde draadsnelheid gebruikt 0,12–0,20 mm. Een eerste snede gebruikt vaak 0,18 mm. Voor een fijne afwerkingssnede wordt overgeschakeld naar 0,15 mm of dunner. Een doelwaarde van Ra 0,4 μm of beter is gunstiger met 0,12–0,15 mm, waarbij de spanning constant wordt gehouden. Dikke onderdelen en hoge stroomsterkte zijn gunstiger voor 0,18 mm of meer. HS-WEDM en MS-WEDM verschillen als machines. De regel voor de diameter op beide machines volgt nog steeds het onderdeel.

Effect	Dikkere draad	Dunnere draad
Snijbreedte	Breder. Diameter plus spleet aan beide zijden	Nauwkeuriger
Binnenhoek	Grotere overblijvende boog	Kleinere radius, dichter bij een scherpe hoek
Snijsnelheid	Sneller. Beter voor dikke onderdelen	Langzamer
Oppervlak	Meestal slechter	Beter wanneer de spanning behouden blijft
Typische afmeting	Eerste snede op 0,18 mm, of dikker voor zwaar materiaal	Afwerking op 0,15 mm, of 0,12–0,15 mm voor een fijn resultaat

Waarom geleidt een dikkere molybdeendraad stroom beter bij een dik stalen blok?

Een dik stalen blok vereist een hogere gemiddelde stroomsterkte. Een dunne draad raakt oververhit en knapt onder die belasting. De dwarsdoorsnede bepaalt welke stroom de draad kan geleiden.

Een dikkere molybdeendraad geleidt stroom beter op een dik stalen blok omdat de dwarsdoorsnede groter is. Bij ongeveer 150 A/mm² kan een 0,18 mm draad ongeveer 3,82 A verdragen. Een 0,12 mm draad zit rond de 1,74 A.

Waarom de dwarsdoorsnede de stroomsterkte bepaalt

Draad-EDM smelt metaal door middel van pulsontlading. De molybdeendraad fungeert als elektrode die deze stroom geleidt. De stroomcapaciteit volgt de dwarsdoorsnede. Een dikkere draad kan meer stroom aan voordat deze bezwijkt. Een industriële richtlijn stelt de snijlimiet op ongeveer 150 A/mm². Bij die dichtheid daalt de treksterkte tot ongeveer een derde of een kwart van de oorspronkelijke sterkte². Op die basis ligt een 0,12 mm draad rond de 1,74 A. Een 0,18 mm draad ligt rond de 3,82 A. Het verschil tussen die twee limieten is groot.

Wat een dik stalen blok vereist

Een dik blok heeft een lang ontladingspad. Spanen zijn moeilijk te verwijderen. Effectieve erosie vereist een hogere gemiddelde stroomsterkte. Het blok zet ook meer van die energie om in warmte. Een dikke draad geleidt de stroom beter. Deze heeft een lagere weerstand en genereert minder warmte in de draad zelf. Een lokaal heet punt zal de draad dan minder snel laten breken. In dik staal is een 0,18 mm draad veel stabieler dan een 0,12 mm draad.

Waar dikker niet meer helpt

De bredere snede en een iets slechter profiel zijn de prijs voor die stroomsterkte. Dikker is niet altijd beter. Boven 0,23 mm op een sneldraadmachine kan de draad opstapelen en afbuigen. Die maat doet meer kwaad dan goed. Dik materiaal en hoge stroomsterkte vereisen 0,18 mm of dikker. Kleine, nauwkeurige onderdelen die een fijne afwerking vereisen, vragen 0,12–0,15 mm.

Draad	Ca. stroomsterkte nabij 150 A/mm²	Passend op een dik stalen blok
0,12 mm	Ongeveer 1,74 A	Raakt oververhit en breekt onder de stroom die een dik blok vereist
0,18 mm	Ongeveer 3,82 A	Stabieler. Lagere weerstand en minder warmte in de draad
Boven 0,23 mm bij sneldraadsnijden	Hogere sectie, maar slecht draadgedrag	Opeenhoping en afbuiging. Geen winst
0,12–0,15 mm bij kleine, nauwkeurige onderdelen	Lagere stroom	Afwerking en hoek, geen snelheid voor dikke blokken

Wat gebeurt er met de afwerking als één diameter wordt gebruikt voor zowel de grove als de afwerkingssnede?

Eén draad die voorbewerken en vervolgens afwerken uitvoert, kopieert de schade van het voorbewerken naar het oppervlak. De ruwheid blijft hoog en er verschijnen strepen. De draad moet worden gecontroleerd of vervangen.

Het dwingen van één molybdeendraad door zowel voorbewerkings- als afwerksneden laat een versleten, gepitte draad achter bij de laatste doorgang. De Ra blijft vaak op 1,2–1,4 μm en zal niet onder de 1,0 μm zakken. Slijtage van meer dan 0,01 mm betekent dat de draad moet worden vervangen.

Wat het oppervlak laat zien

Dezelfde draad voor voorbewerken en afwerken kopieert draadschade naar het onderdeel. De ruwheid zal niet onder Ra 1,0 μm zakken. Deze ligt vaak op Ra 1,2–1,4 μm of slechter. Ongelijke slijtage of lokale putjes laten regelmatige lichte en donkere strepen achter, zoals sporen van draadstoten. Een dunner wordende draad maakt de ontladingsspleet instabiel. Een kort pulsinterval laat dan onregelmatige putjes achter. Vervuilde vloeistof zorgt voor een gele waas of koolstof op het oppervlak.

Waarom de voorbewerkingsdraad niet kan afwerken

Hoge stroom bij de voorbewerkingssnede dunt de draad uit en veroorzaakt micro-putjes in het oppervlak. Noch de nieuwe diameter, noch dat oppervlak is stabiel genoeg voor een afwerksnede. Slijtage van meer dan 0,01 mm is het gebruikelijke vervangingspunt. Voorbij dat verlies kan de afwerkingskwaliteit niet worden gehandhaafd. Voorbewerken en afwerken vereisen ook verschillende spanningen. Eén draad die tussen deze toestanden wisselt, verandert de snijbreedte en de oppervlaktestructuur. Diepe ontladingsputjes en de veranderde laag van de eerste snede kunnen ook te diep zijn voor latere passages om te verwijderen. De afwerking heeft dan een limiet.

Wat moet worden veranderd vóór de afwerksnede

Gebruik aparte draden wanneer de machine dit toelaat. Ongeveer 0,18 mm voor voorbewerken. 0,12–0,15 mm voor afwerken. Stroomcapaciteit en snijbreedte komen dan overeen met elke passage. Als één draad moet blijven, meet deze dan na het voorbewerken. Vervang deze wanneer de slijtage de 0,01 mm overschrijdt. Voor de afwerksnede, houd de pulsbreedte binnen 4 μs³, verlaag de draadsnelheid, en stel de spanning in op 12–14 N⁴. Een afwerking onder Ra 0,8 μm is in feite onbereikbaar met diezelfde molybdeendraad⁵. Aparte draden of een langzaam-draadproces zijn de overblijvende opties.

Controleren	Zelfde draad voor voor- en nasnijden	Aparte draden
Draad na het voorsnijden	Verdund en micro-geput	Voorsnijdraad stopt bij de voor-snede
Typische Ra	Vaak 1,2–1,4 μm. Moeilijk vast te houden onder 1,0 μm	Nasnijdraad is 0,12–0,15 mm en nog steeds rond
Slijtagelimiet	Meer dan 0,01 mm: vervangen voor het nasnijden	Niet gedeeld, dus slijtage van het voorsnijden komt niet in het nasnijden terecht
Onder Ra 0,8 μm	In principe niet haalbaar	Aparte draden, of langzame draad-EDM
Nasnijinstellingen als de draad moet blijven	Pulsbreedte binnen 4 μs, langzamere draad, spanning 12–14 N	Niet vereist voor een verse nasnijdraad

Waarom breekt een dunne draad vaker bij onderbroken sneden en slechte spoeling?

Onderbroken sneden en zwakke spoeling hopen warmte en vuil op op een dunne draad. De draad verbrandt of breekt dan. Spoeldruk en het gebroken uiteinde tonen de oorzaak.

Een dunne molybdeendraad breekt vaker bij onderbroken sneden met slechte spoeling omdat warmte en vuil in een nauwe snede blijven zitten. De draad heeft minder doorsnede, hogere weerstand en minder koeling. Breuk neemt scherp toe wanneer de pompdruk onder 0,5 bar ligt.

Onderbroken snede

Een onderbroken pad zorgt ervoor dat de ontlading springt tussen kortsluiting en een open circuit. De draad krijgt herhaaldelijke stroomschokken. Een onstabiele ontlading kan er ook voor zorgen dat een boog zich op één kort stukje draad nestelt. Die plek raakt oververhit en breekt.

Slechte spoeling

Een lage doorstroming, of een geblokkeerd pad, houdt werkvloeistof uit de snede. Geërodeerd materiaal blijft in de gleuf achter. Er ontstaan kortsluitingen. De hitte wordt niet afgevoerd. De draadtemperatuur stijgt totdat de draad zijn limiet overschrijdt. De kans op breuk neemt aanzienlijk toe wanneer de druk van de circulatiepomp lager is dan 0,5 bar. De vloeistofconcentratie moet binnen het door de fabrikant aanbevolen bereik blijven.

Waarom dunne draad als eerste faalt

Een dunnere draad heeft een kleinere dwarsdoorsnede. De weerstand is hoger. De stroomcapaciteit is lager. De koeling is slechter. De snede is ook smaller, waardoor spanen langzamer worden afgevoerd. Dezelfde hitte en hetzelfde restmateriaal laten een dunne draad eerder breken dan een dikke draad.

Wat het gebroken uiteinde laat zien

Een gesmolten bolletje aan het gebroken uiteinde wijst op oververhitting. Ontladingsinstellingen en vloeistoftoevoer moeten als eerste worden gecontroleerd. Een plat uiteinde zonder tekenen van smelten wijst op mechanische spanning. Trekspanning, geleiderollen en elektrische contactblokken moeten als eerste worden gecontroleerd.

Voorwaarde	Wat het doet met een dunne draad	Eerste controle
Onderbroken snede	Herhaaldelijke kortsluitingen, onderbrekingen en een stilstaande boog	Ontladingsstabiliteit op de snijlengte
Spoeling onder 0,5 bar	Hitte en vuil blijven in de snede achter	Pompdruk en debiet in de sleuf
Vloeistof buiten het bereik van de fabrikant	Slechte koeling en slechte spaanafvoer	Concentratie
Gesmolten bolletje aan het gebroken uiteinde	Breuk door hoge temperatuur	Ontladingsparameters en vloeistoftoevoer
Vlak gebroken uiteinde, geen smelt	Mechanische trekkracht	Spanning, geleidingsrollen, contactblokken

Conclusie

Dik staal vereist 0,18 mm of dikker. Hoeken en afwerking snedes vereisen 0,12–0,15 mm. Een versleten voorbewerkingsdraad mag niet blijven zitten voor de afwerking.

---