Diamantdrahtsägen
Schneidprinzip von Diamantdrahtsägen:
Eine Diamantdrahtsäge ist mit einer Spule ausgestattet. Die Spule bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit hin und her und bewegt den Diamantdraht dadurch wiederholt vor und zurück. Der Diamantdraht wird durch das Spannrad gespannt. Um die Schnittgenauigkeit und die Ebenheit der Schnittfläche zu verbessern, wird ein Führungsrad installiert, um den Schnitt zu führen[1]. Die Probe wird kontinuierlich in Richtung des Diamantdrahts auf der Werkbank geführt, die automatisch von der Maschine gesteuert wird, oder die Probe wird kontinuierlich in Richtung der Werkbank geführt, wenn der Diamantdraht automatisch von der Maschine gesteuert wird. Auf diese Weise wird zwischen dem Diamantdraht und der Probe kontinuierlich geschliffen und geschnitten, um eine Schneidbewegung zu erzeugen.
Schneidvorteile von Diamantdrahtsägen:
Wenn nichtleitendes Material durch Drahtschneiden bearbeitet werden muss, ist die EDM-Drahtsäge nicht mehr anwendbar. An diesem Punkt zeigen sich die Verarbeitungsvorteile der Diamantdrahtsägen. Diamantdrahtsägen eignen sich zum Schneiden sowohl von leitenden als auch von nichtleitenden Materialien (mit geringerer Härte als Diamantdraht). Daher werden Diamantdrahtsägen häufig zum Schneiden verschiedener Metalle und Nichtmetalle und Verbundwerkstoffe verwendet, wie z. B. Keramik, Glas, Steine, Edelsteine, Jade, Meteoriten, monokristallines Silizium, Siliziumkarbid, polykristallines Silizium, feuerfeste Ziegel, Epoxidplatten, Ferrit, PCB sowie Baumaterialien, Dentalmaterialien, biologische Materialien und biomimetische Verbundwerkstoffe usw., besonders geeignet zum Schneiden verschiedener spröder Materialien mit hoher Härte, hohem Wert und leichtem Bruch [2-3].
Bei den in Diamantdrahtsägen üblicherweise verwendeten Diamantdrähten handelt es sich überwiegend um galvanisierte Diamantdrähte.
1. Galvanisierter Typ: Ein lineares Werkzeug aus superhartem Material wird hergestellt, indem durch Galvanisieren eine Schicht Metall (normalerweise Nickel und Nickel-Kobalt-Legierung) auf den Metalldraht aufgebracht und Diamantschleifmittel im Metall konsolidiert werden. Die Metallbeschichtung ist die Bindung und das Diamantschleifmittel wird für den Schneidvorgang verwendet.
Die derzeit am meisten erforschten und verwendeten Diamantdrähte sind lange Diamantdrähte mit einem einfädigen Stahlsubstrat und rundem Querschnitt sowie ringförmige galvanisierte Diamantdrähte. Galvanisierter langer Diamantschneiddraht ist ein Schneiddraht, der durch galvanisches Verfestigen von Diamantschleifmitteln auf einem Metallsubstrat mit Kopf entsteht. Der Querschnitt üblicherweise verwendeter Substrate ist kreisförmig, im Allgemeinen zwischen 0,12 und 0,5 mm, und dieser PF-Drahttyp wird hauptsächlich zum Schneiden von Siliziumkristallen und Saphir verwendet. Der O-förmige galvanisierte Diamantschneiddraht ist ein Schneiddraht, der durch galvanisches Aufbringen von Diamantschleifmitteln auf ein O-förmiges Metallsubstrat entsteht. Bei dieser Art von Schneiddraht wird er im Allgemeinen für einseitiges Kreisschneiden um mehrere Führungsräder gewickelt. Während des Schneidvorgangs muss die Richtung nicht geändert werden, sodass die Schneidgeschwindigkeit hoch ist. Der Durchmesser des O-förmigen, galvanisierten Diamantdrahts, der aus einem einzelnen Stahldraht geschweißt wird, beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 1 mm. Daher ist die Schnittfuge klein und dieser Drahttyp eignet sich zum Schneiden relativ wertvoller, harter und spröder Materialien wie Siliziumkristall und Saphir. Allerdings sind die technischen Anforderungen an die Wärmebehandlung der Schweißverbindungen relativ hoch und die Lebensdauer relativ kurz. Ein einfädiger Stahldraht wird durch Wicklung zu einer O-förmigen Stahllitze oder einem O-förmigen Drahtseil verwoben. Der Durchmesser dieses Schneiddrahttyps sollte im Allgemeinen nicht weniger als 1 mm betragen, daher ist die Schnittfuge breiter. Der Schneiddraht bricht nicht leicht und hat eine lange Lebensdauer. Er eignet sich zum Schneiden von Graphit, nichtmetallischen Verbundwerkstoffen usw. [4].
Die Diamantdrähte, die bei Diamantdrahtsägen der STX-Serie (hergestellt von SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD.) verwendet werden, sind hauptsächlich galvanisierte Diamantdrähte. Derzeit werden Diamantdrähte mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet: φ0,125 mm, φ0,25 mm, φ0,35 mm und φ0,42 mm. Die Drähte können auch entsprechend den tatsächlichen Anforderungen der Kunden angepasst werden. Die Drahtdurchmessertoleranz von Diamantdrähten mit φ0,125 mm und φ0,25 mm beträgt ±0,02 mm, während die Drahtdurchmessertoleranz von Diamantdrähten mit φ0,35 mm und φ0,42 mm ±0,03 mm beträgt. Beim Schneiden kann der geeignete Drahtdurchmesser entsprechend dem Material, der Form, der Größe und den tatsächlichen Schneidanforderungen der Probe ausgewählt werden. Im Allgemeinen ist der Diamantdraht mit einem Durchmesser von 0,35 mm zum Schneiden der meisten Materialien geeignet.
Diamantdrahtsägen der STX-Serie (hergestellt von SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD.) sind hochpräzise, flexible Schneidemaschinen, die sich durch einfache Bedienung auszeichnen. Wie in Abbildung 1 gezeigt, weist die Oberflächentopographie der Glassäule (geschnitten mit der Diamantdrahtsäge STX-202A) bei 200-facher Vergrößerung unter dem Mikroskop eine hervorragende Verarbeitungsqualität, eine perfekte Schnittfläche und ungebrochene Kanten auf. Diamantdrahtsägen eignen sich besonders zum Schneiden von Kristallen, Keramik, Glas, Wabenkeramik (Träger zur Abgasbehandlung von Autos, dünnwandig, zerbrechlich), Metall, Kunststoff, PCB, Gesteinsproben, Mineralproben, feuerfesten Materialien, Jade, Meteoriten, Verbundwerkstoffen, Baumaterialien, Dentalmaterialien, biologischen und biomimetischen Verbundwerkstoffen usw. Diamantdrahtsägen werden jedoch im Allgemeinen nicht für Metalle mit hoher Zähigkeit verwendet, da weiche Metalle mit hoher Zähigkeit beim Schneiden leicht an der Klinge haften bleiben, was die Lebensdauer des Diamantschneiddrahts in gewissem Maße verkürzt. Die von SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD. hergestellten Diamantdrahtsägen haben eine Aluminiumprofilstruktur, die schön und leicht ist und nicht leicht rostet. Je nach Größe und Form der Proben können Diamantdrahtsägen in verschiedene Modelle unterteilt werden. Jedes Modell der Diamantdrahtsägen der STX-Serie verfügt sowohl über gemeinsame Merkmale als auch über eigene Eigenschaften und Vorteile. Kunden können die geeignete Schneidemaschine entsprechend den morphologischen Eigenschaften der Proben auswählen.
Abb. 1: Oberflächentopographie einer Glassäule nach dem Schneiden mit einer Diamantdrahtsäge vom Typ STX-202A