Tel Erozyon

Tel Erozyon Nasıl Çalışır? (Temel Prensip)

Tel erozyonun çalışma prensibi, iki elektrot arasında oluşan kontrollü bir kısa devreye (kıvılcıma) dayanır:

1. Elektrotlar: İşlemdeki iki elektrot bulunur:
   • Tel: Çok ince (genellikle 0.1 mm ila 0.3 mm çapında), çoğunlukla pirinç veya molibden olan bir tel.
   • İş Parçası: Kesilecek olan metal parça.
2. Dielektrik Sıvı: Hem tel hem de iş parçası, yalıtkan (elektriği iletmeyen) bir sıvı, genellikle deiyonize su (saf su) içerisine daldırılır.
3. Kıvılcım Oluşumu (Ark):
   • Tele ve iş parçasına zıt kutuplu elektrik akımı (yüksek voltaj) verilir.
   • Tel, iş parçasına CNC kontrollü olarak çok yaklaşır ancak asla fiziksel olarak temas etmez.
   • Aralarındaki mesafe (ark boşluğu) yeterince küçüldüğünde (milimetrenin yüzde birkaçı), voltaj yalıtkan sıvıyı deler ve telden parçaya doğru bir elektrik kıvılcımı atlar.
4. Malzeme Aşınması (Erozyon):
   • Bu kıvılcım, saniyenin çok küçük bir bölümünde binlerce santigrat dereceye (8.000°C – 12.000°C) ulaşan bir plazma kanalı oluşturur.
   • Bu aşırı yüksek sıcaklık, hem telin hem de iş parçasının temas noktasındaki çok küçük bir alanı anında eritir ve buharlaştırır.
5. Soğutma ve Temizleme:
   • Kıvılcım kesildiği anda, çevredeki soğuk dielektrik sıvı bu bölgeye hücum eder.
   • Eriyen ve buharlaşan metal parçacıkları bu sıvı tarafından hızla soğutulur, katılaşır ve bölgeden “yıkanarak” (flushing) uzaklaştırılır.

Bu işlem, saniyede binlerce (hatta yüz binlerce) kez tekrarlanır. Tel, CNC tarafından programlanan 2 boyutlu (veya 4-5 eksenli) bir yol boyunca yavaşça ilerler ve ilerlerken önündeki malzemeyi bir “tereyağı keser gibi” eriterek keser.

Tel Erozyonun Kritik Özellikleri

• Sarf Malzeme (Tel): Tel, bu işlem sırasında aşındığı için sarf malzemedir. Sürekli olarak bir makaradan saflanır, kesme bölgesinden geçer ve atık makarasına sarılır. Bu, kesme işleminin her zaman taze ve hassas bir elektrotla yapılmasını sağlar.
• İletkenlik Şartı: Bu yöntem sadece elektrik iletkeni malzemelerde çalışır. Plastik, seramik veya cam gibi yalıtkan malzemeler tel erozyon ile kesilemez.

Neden Geleneksel Yöntemler Yerine Tel Erozyon Kullanılır? (Avantajları)

Tel erozyonu bu kadar değerli kılan ve kalıpçılık için vazgeçilmez yapan sebepler şunlardır:

1. Sert Malzemeleri İşleyebilme (En Önemli Avantajı):
   • Geleneksel frezeleme veya tornalama, “sertleştirilmiş çelik” (ısıl işlem görmüş) üzerinde çalışamaz veya çok zorlanır.
   • Tel erozyonun gücü termal olduğu için, malzemenin sertliğinin (Rockwell, Brinell vb.) hiçbir önemi yoktur. Elmas kadar sert bir iletkeni bile kesebilir.
   • Kalıpçılıkta bu şu demektir: Önce kalıp çeliğini işleyip, sonra sertleştirip (ısıl işlem), en son tel erozyon ile hassas kesimleri yapabilirsiniz. Bu, kalıbın ömrünü ve hassasiyetini muazzam artırır.
2. Mekanik Stres Olmaması (Temassız İşlem):
   • Tel parçaya asla değmediği için, kesme kuvveti (stres) sıfırdır.
   • Bu sayede, çok ince, narin ve kolayca eğilebilecek parçalar (örn: 0.5 mm kalınlığındaki plakalar) bükülme veya deformasyon olmadan kesilebilir.
3. Keskin İç Köşeler:
   • Frezeleme yönteminde, kullanılan kesici takım (freze çakısı) daireseldir. Bu nedenle bir parçanın iç köşesini asla tam 90 derece (Radyüs=0) yapamazsınız, her zaman takımın yarıçapı kadar bir radyüs kalır.
   • Tel erozyonda ise kesici bir teldir ve telin kendisi bir köşe dönebilir, bu da neredeyse sıfır radyüslü (çok keskin) iç köşeler oluşturmayı sağlar. Bu, kalıpçılıkta erkek ve dişi parçaların mükemmel eşleşmesi için kritiktir.
4. Yüksek Hassasiyet ve Yüzey Kalitesi:
   • Mikron (0.001 mm) seviyesinde hassasiyetle çalışabilir.
   • İşlem sonunda çok pürüzsüz, özgün bir yüzey kalitesi (hafif pütürlü ama çok hassas) bırakır.
5. Karmaşık Geometriler:
   • Geleneksel yöntemlerle üretilmesi imkansız olan çok karmaşık, açılı (konik) ve detaylı profilleri kesebilir.

Dezavantajları

• Yavaşlık: Geleneksel talaşlı imalata göre çok daha yavaş bir süreçtir.
• Sadece İletken Malzemeler: Yalıtkan malzemeleri işleyemez.
• Ön Delik Gereksinimi: Parçanın ortasından bir kesim yapılacaksa, telin geçebilmesi için öncelikle bir “başlangıç deliği” (genellikle EDM dalma erozyon veya matkapla) delinmesi gerekir.

Başlıca Kullanım Alanları

1. Kalıpçılık (Plastik Enjeksiyon ve Sac Metal):
   • Sertleştirilmiş dişi (cavity) ve çekirdeklerin (core) kesilmesi.
   • Maçaların (slider) ve lifterların hassas profillerinin oluşturulması.
   • Sac metal kalıplarındaki kesme zımbaları (punch) ve dişi plakaların (die) imalatı.
2. Hassas Makine Parçaları:
   • Havacılık ve uzay sanayii (örn: türbin kanatçıkları).
   • Medikal endüstri (örn: cerrahi aletler, implantlar).
3. Prototipleme ve Özel Aletler:
   • Karmaşık dişliler, kam mekanizmaları veya özel kesici takımların imalatı.