دستگاه وایرکات چیست؟ راهنمای کامل شناخت، کاربرد و خرید دستگاه وایرکات

وایرکات چیست و چگونه کار می‌کند؟

دستگاه وایرکات (Wire Cut EDM) یا همان ماشین تخلیه الکتریکی با سیم یکی از دقیق‌ترین و پیشرفته‌ترین فناوری‌های ماشین‌کاری مدرن است که بدون تماس مستقیم بین ابزار و قطعه، عملیات برش را انجام می‌دهد.
در این روش، یک سیم بسیار نازک از جنس مولیبدن، برنج یا مس روکش‌دار به‌عنوان الکترود عمل کرده و با ایجاد جرقه‌های الکتریکی بسیار دقیق بین سیم و قطعه‌کار، باعث ذوب و تبخیر کنترل‌شده بخش‌های مورد نظر فلز می‌شود.

به‌عبارت ساده‌تر، وایرکات ماده را “نمی‌تراشد” بلکه با تخلیه انرژی الکتریکی و در واقع سوزاندن دقیق فلز در مقیاس میکرونی، آن را جدا می‌کند.
این فناوری به‌دلیل دقت بسیار بالا (تا حدود ۱ میکرون یا ۰.۰۰۱ میلی‌متر) و توانایی برش مواد بسیار سخت، در صنایع قالب‌سازی، تولید قطعات حساس، ابزارسازی، هوافضا، پزشکی و حتی خودروسازی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد دستگاه وایرکات — گام‌به‌گام

۱. سیم نازک مولیبدن یا مسی با قطر حدود ۰.۰۲ تا ۰.۳۳ میلی‌متر به‌صورت مداوم از میان دو نازل هدایت‌کننده عبور می‌کند.
۲. ژنراتور پالس الکتریکی ولتاژی بین ۲۰ تا ۱۰۰ هزار ولت تولید کرده و جرقه‌هایی با فرکانس بالا (۱ تا ۱۰ مگاهرتز) بین سیم و قطعه ایجاد می‌کند.
۳. فاصله‌ای در حد ۱۰ تا ۵۰ میکرون بین سیم و قطعه وجود دارد که در آن، جرقه باعث افزایش دمای نقطه‌ای تا ۸۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌شود.
۴. این حرارت موضعی موجب ذوب و تبخیر فلز در نقطه تماس می‌شود.
۵. مایع دی‌الکتریک (آب دیونیزه) هم‌زمان اطراف محل برش را خنک کرده، ذرات فلز را شستشو داده و مانع از اتصال کوتاه جرقه‌ها می‌شود.
۶. در نهایت، برشی کاملاً تمیز، دقیق و بدون پلیسه یا تغییر ساختار متالورژیکی ایجاد می‌شود.

 

 

چرا دستگاه وایرکات یک ماشین غیرتماسی است؟

در ماشین‌کاری سنتی مانند فرز یا تراش، ابزار با قطعه تماس مستقیم دارد و این باعث ایجاد تنش مکانیکی و حرارتی می‌شود.
اما در وایرکات هیچ‌گونه تماس فیزیکی وجود ندارد — برش کاملاً با تخلیه الکتریکی کنترل‌شده انجام می‌شود.
به همین دلیل، هیچ فشار مکانیکی یا تغییر شکل ناخواسته‌ای در قطعه ایجاد نمی‌شود و دقت ابعادی و سطحی بسیار بالا باقی می‌ماند.

به همین خاطر، وایرکات یکی از معدود روش‌هایی است که هم دقت بالا دارد، هم سطح برش صاف و بدون تنش حرارتی مخرب ارائه می‌دهد.

 

 

کاربردهای وایرکات در صنعت امروز

امروزه دستگاه‌های وایرکات مدرن در سال ۱۴۰۴ نقش مهمی در تولید قطعات دقیق دارند، از جمله:

• قالب‌های تزریق پلاستیک و دایکست (Die Cast)

• تیغه‌ها و پانچ‌های دقیق

• پره‌های توربین و قطعات هوافضا

• ابزارهای جراحی و پزشکی

• قطعات با هندسه پیچیده و تلرانس بسیار پایین

با استفاده از دستگاه وایرکات CNC، می‌توان هر نوع فلز رسانا مانند فولاد سخت، تیتانیوم، آلومینیوم، مس، برنج و کاربید تنگستن را با دقت میکرونی و کیفیت سطح آینه‌ای برش داد.

 

مزایای اصلی دستگاه وایرکات

✅ دقت بسیار بالا (تا ۰.۰۰۱ میلی‌متر)
✅ بدون تماس فیزیکی و بدون تنش مکانیکی
✅ امکان برش هر نوع فلز رسانا (سخت‌ترین فولادها تا نرم‌ترین آلیاژها)
✅ کیفیت سطح بالا و بدون پلیسه
✅ امکان ایجاد اشکال پیچیده و گوشه‌های تیز
✅ مناسب برای تولید قطعات حساس و ظریف

تفاوت دستگاه وایرکات با CNC

دستگاه وایرکات (Wire Cut EDM) و دستگاه CNC هر دو برای ماشین‌کاری دقیق فلزات و قطعات صنعتی استفاده می‌شوند، اما از نظر روش برش، دقت، سرعت و کاربردها تفاوت‌های اساسی دارند. در ادامه به‌صورت جزئی‌تر این تفاوت‌ها را بررسی می‌کنیم.

 

مقایسه در روش برش (الکتریکی در مقابل مکانیکی)

در دستگاه CNC، برش از طریق تماس مکانیکی بین ابزار (مثل فرز یا مته) و قطعه انجام می‌شود، در حالی که وایرکات از تخلیه الکتریکی (جریان برق با ولتاژ بالا) برای ذوب‌کردن یا تبخیر ماده استفاده می‌کند.
به‌عبارت دیگر، در وایرکات هیچ تماس فیزیکی بین سیم و قطعه وجود ندارد، که همین موضوع دقت بسیار بالایی ایجاد می‌کند و از تغییر شکل قطعه جلوگیری می‌کند.

 

دقت و سرعت

وایرکات دقتی در حد چند میکرون دارد و برای برش‌های ظریف و پیچیده عالی است، اما سرعت آن نسبت به CNC پایین‌تر است.
در مقابل، دستگاه CNC در برش‌های پرسرعت و حجم بالا عملکرد بهتری دارد، هرچند در دقت نهایی معمولاً از وایرکات پایین‌تر است.

 

کاربردها و محدودیت‌ها

وایرکات بیشتر برای برش قطعات فلزی سخت، تولید قالب، تیغه، قطعات دقیق و صنایع هوافضا یا پزشکی استفاده می‌شود.
اما CNC برای تراشکاری، فرزکاری، سوراخ‌کاری، و ساخت قطعات بزرگ‌تر و حجیم‌تر گزینه مناسب‌تری است.
محدودیت اصلی وایرکات این است که فقط روی مواد رسانا (فلزات) کار می‌کند و برای مواد غیررسانا مانند پلاستیک یا چوب قابل استفاده نیست.

 

جدول مقایسه خلاصه

مزایا و معایب دستگاه وایرکات

✅ مزایای دستگاه وایرکات

1. دقت بسیار بالا در برش (تا ۰.۰۰۱ میلی‌متر):
   دستگاه وایرکات می‌تواند قطعات را با دقت میکرونی برش دهد و تلرانس‌های بسیار پایین را حفظ کند؛ به همین دلیل در قالب‌سازی، ابزارسازی و قطعات حساس صنعتی کاربرد گسترده دارد.

2. قابلیت برش مواد فوق‌سخت:
   برخلاف روش‌های مکانیکی، در وایرکات هیچ تماس مستقیمی بین ابزار و قطعه وجود ندارد. همین ویژگی باعث می‌شود بتوان فولادهای ابزار، کاربیدها، تیتانیوم، و آلیاژهای نیکل را با دقت بالا برش داد.

3. سطح نهایی صیقلی و بدون پلیسه:
   به دلیل تخلیه الکتریکی یکنواخت، سطح نهایی قطعه کاملاً صاف، بدون پلیسه و اغلب بدون نیاز به پرداخت نهایی است.

4. امکان تولید اشکال پیچیده:
   سیم نازک وایرکات (۰.۱ تا ۰.۳ میلی‌متر) قابلیت حرکت CNC چندمحوره دارد، که باعث می‌شود اشکال سه‌بعدی پیچیده، قالب‌های دقیق و شیارهای ظریف با حداقل خطا ساخته شوند.

5. عدم اعمال تنش مکانیکی یا حرارتی مخرب:
   چون فرآیند بدون تماس است، هیچ‌گونه تنش مکانیکی به قطعه وارد نمی‌شود و خطر تغییر شکل یا ترک حرارتی بسیار کم است.

---

⚠️ معایب دستگاه وایرکات

1. سرعت پایین‌تر نسبت به ماشین‌کاری مکانیکی:
   از آن‌جا که برش با جرقه الکتریکی انجام می‌شود، نرخ برداشت ماده (MRR) کمتر است و فرآیند معمولاً زمان‌برتر از CNC فرز یا تراش است.

2. مصرف بالای سیم و هزینه جانبی:
   سیم مولیبدن یا مسی به‌صورت مداوم مصرف می‌شود و به‌عنوان یک جزء مصرفی باید تعویض گردد، که هزینه نگهداری را افزایش می‌دهد.

3. نیاز به اپراتور ماهر و تنظیم دقیق:
   تنظیم پارامترهای پالس، فاصله جرقه، و شرایط مایع دی‌الکتریک نیاز به تخصص دارد؛ کوچک‌ترین خطا در تنظیم می‌تواند باعث قطع سیم یا خطای ابعادی شود.

4. محدودیت در ضخامت قطعات:
   وایرکات برای قطعات ضخیم‌تر از حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلی‌متر کارایی پایین‌تری دارد و در این موارد روش‌های ترکیبی یا برش‌های مرحله‌ای استفاده می‌شود.

⚙️ جدول مزایا و معایب دستگاه وایرکات

---