Scies à fil diamanté
Principe de coupe des scies à fil diamanté :
Une scie à fil diamanté est équipée d'un enrouleur. L'enrouleur effectue un mouvement de va-et-vient tout en tournant à grande vitesse, ce qui entraîne le fil diamanté à se déplacer de manière répétée en avant et en arrière. Le fil diamanté est tendu par la roue de tension. Afin d'augmenter la précision de coupe et la planéité de la surface de coupe, une roue de guidage sera installée pour guider la coupe[1]. L'échantillon est alimenté en continu dans la direction du fil diamanté sur l'établi qui est automatiquement contrôlé par la machine, ou l'échantillon est alimenté en continu dans la direction de l'établi lorsque le fil diamanté est automatiquement contrôlé par la machine. De cette manière, le meulage et la coupe sont générés en continu entre le fil diamanté et l'échantillon de manière à générer un mouvement de coupe.
Avantages de coupe des scies à fil diamanté :
Lorsque des matériaux non conducteurs doivent être traités par découpe au fil, la scie à fil EDM n'est plus applicable. À ce stade, les avantages de traitement des scies à fil diamanté sont révélés. Les scies à fil diamanté conviennent à la fois à la découpe de matériaux conducteurs et de matériaux non conducteurs (avec une dureté inférieure à celle du fil diamanté). Par conséquent, les scies à fil diamanté sont largement utilisées pour couper divers métaux et non-métaux et matériaux composites, tels que la céramique, le verre, les roches, les pierres précieuses, le jade, les météorites, le silicium monocristallin, le carbure de silicium, le silicium polycristallin, les briques réfractaires, les panneaux époxy, la ferrite, les PCB ainsi que les matériaux de construction, les matériaux dentaires, les matériaux biologiques et les matériaux composites biomimétiques, etc., particulièrement adaptés à la découpe de divers matériaux cassants à haute dureté, à haute valeur et à rupture facile[2-3].
Les fils diamantés couramment utilisés dans les scies à fil diamanté sont principalement des fils diamantés galvanisés.
1. Type électrolytique : un outil en matériau ultra-dur linéaire est fabriqué en déposant une couche de métal (généralement du nickel et un alliage nickel-cobalt) sur le fil métallique par électrolytique et en consolidant l'abrasif diamanté dans le métal. Le revêtement métallique est le liant et l'abrasif diamanté est utilisé pour le processus de coupe.
Actuellement, les fils diamantés les plus étudiés et les plus utilisés sont les fils diamantés longs à substrat en acier monofilament de section ronde et les fils diamantés électrolytiques annulaires. Le fil de coupe diamanté électrolytique long fait référence au fil de coupe formé en consolidant des abrasifs diamantés sur un substrat métallique à tête au moyen d'une galvanoplastie. La section transversale des substrats couramment utilisés est circulaire, généralement de 0,12 à 0,5 mm, et ce type de fil pf est principalement utilisé pour couper les cristaux de silicium et le saphir. Le fil de coupe diamanté électrolytique en forme de O fait référence au fil de coupe formé par galvanoplastie d'abrasifs diamantés sur le substrat métallique en forme de O. Lorsque ce type de fil de coupe est utilisé, il est généralement enroulé autour de plusieurs roues de guidage pour une coupe circulaire unidirectionnelle, et il n'est pas nécessaire de changer de direction pendant le processus de coupe, de sorte que la vitesse de coupe est élevée. Le diamètre du fil diamanté électrolytique en forme de O soudé par un seul fil d'acier ne dépasse généralement pas 1 mm, de sorte que la saignée de coupe est petite et ce type de fil convient à la coupe de matériaux durs et cassants relativement précieux tels que le cristal de silicium et le saphir. Cependant, les exigences techniques concernant le traitement thermique des joints soudés sont relativement élevées et la durée de vie est relativement courte. Un fil d'acier à un seul fil est tissé en un toron d'acier en forme de O ou un câble métallique en forme de O au moyen d'un enroulement. Le diamètre de ce type de fil de coupe est généralement difficile à être inférieur à 1 mm, de sorte que la saignée de coupe est plus large. Le fil de coupe n'est pas facile à casser et a une longue durée de vie, ce qui convient à la coupe du graphite, des matériaux composites non métalliques, etc. [4].
Les fils diamantés utilisés sur les scies à fil diamanté de la série STX (fabriquées par SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD.) sont principalement des fils diamantés électrolytiques. À l'heure actuelle, des fils diamantés de différents diamètres sont appliqués : φ0,125 mm, φ0,25 mm, φ0,35 mm et φ0,42 mm. Les fils peuvent également être personnalisés en fonction des besoins réels des clients. La tolérance du diamètre du fil des fils diamantés φ0,125 mm et φ0,25 mm est de ± 0,02 mm, tandis que la tolérance du diamètre du fil des fils diamantés φ0,35 mm et φ0,42 mm est de ± 0,03 mm. Lors de la coupe, le diamètre du fil approprié peut être sélectionné en fonction du matériau, de la forme, de la taille et des exigences de coupe réelles de l'échantillon. En général, le fil diamanté d'un diamètre de 0,35 mm convient à la coupe de la plupart des matériaux.
Les scies à fil diamanté de la série STX (fabriquées par SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD.) sont des machines de découpe flexibles de haute précision, qui ont les caractéristiques d'une utilisation simple, comme le montre la figure 1, étant agrandie 200 fois au microscope, la topographie de surface de la colonne de verre (coupée par la scie à fil diamanté STX-202A) a une excellente qualité de traitement, une surface de coupe parfaite et des bords ininterrompus. Les scies à fil diamanté sont particulièrement adaptées à la découpe de cristaux, de céramiques, de verre, de céramiques en nid d'abeille (support de traitement des gaz d'échappement des voitures, à parois minces, fragiles), de métaux, de plastiques, de PCB, d'échantillons de roche, d'échantillons minéraux, de matériaux réfractaires, de jade, de météorites, de matériaux composites, de matériaux de construction, de matériaux dentaires, de matériaux composites biologiques et biomimétiques, etc. Cependant, les scies à fil diamanté ne sont généralement pas appliquées aux métaux à haute ténacité, car les métaux mous à haute ténacité collent facilement à la lame lors de la coupe, ce qui réduira dans une certaine mesure la durée de vie du fil de coupe diamanté. Les scies à fil diamanté fabriquées par SHENYANG KEJING AUTO-INSTRUMENT CO., LTD. adoptent une structure en profilé d'aluminium, qui est belle et légère, et ne rouille pas facilement. Selon la taille et la forme des échantillons, les scies à fil diamanté peuvent être divisées en différents modèles. Chaque modèle de scies à fil diamanté de la série STX présente à la fois des caractéristiques communes et ses propres caractéristiques et avantages. Les clients peuvent sélectionner la machine de découpe appropriée en fonction des caractéristiques morphologiques des échantillons.
Fig 1 : topographie de surface de la colonne de verre après découpe par scie à fil diamanté STX-202A