電火花線切割如何運作:精密 CNC 線切割完整指南
1 分鐘
用電切割金屬?
如果你身處高精度製造領域,很可能聽過 EDM 線切割,全名是 放電加工線切割(Wire EDM)。這可不是一般的金屬切割方式,沒有旋轉刀片、鑽頭或端銑刀,而是靠 電火花 來切穿金屬,帶來無與倫比的精度與控制。
但 EDM 線切割到底是怎麼運作的?為什麼它在航太、模具製造與醫療器材產業如此受歡迎?和傳統 CNC 切割相比又處於什麼位置?讓我們一次解答。
什麼是線切割放電加工?
線切割放電加工,簡稱 線切割,是一種利用 細金屬線作為電極,透過放電腐蝕導電工件的加工方式。它不靠實體接觸,而是藉由 高壓電火花 來切除材料,可達到 ±0.001 mm 的精密公差。
看似乾淨的切面,其實是 微觀層級的受控腐蝕,這正是它極致精準的原因。
線切割如何運作:流程解析
想了解 線切割的運作原理,可想像用熱線切奶油,只是這裡切的是硬化鋼,而且完全零接觸。
步驟如下:
1. 準備:將 銅或黃銅線(直徑約 0.1–0.3 mm)穿過機台,由鑽石導嘴定位。
2. 工件擺放:把工件浸泡在 去離子水中,冷卻並沖走蝕除的碎屑。
3. 放電蝕除:高頻火花從金屬線跳躍到工件,瞬間移除微量金屬。
4. CNC 控制:透過 G-code 控制金屬線路徑,輕鬆完成複雜輪廓與內孔。
5. 持續送線:金屬線由供線軸連續送出,保持新鮮電極,確保品質並避免污染。
線切割的優勢
線切割不只是炫技,更有實質效益:
● 無機械應力:零接觸,不會讓材料變形或殘留應力。
● 超高精度:可達 ±0.001 mm,適合射出模、沖模與醫療器械。
● 材料硬度不受限:不論是 硬化鋼、鈦合金、Inconel,只要導電就能切。
● 複雜幾何:內銳角、曲線輪廓都能一次完成。
● 光潔無毛邊:切面平滑,通常無需後處理。
雖然線切割在精密導電材料加工上表現優異,仍值得與其他方法如 雷射 vs 水刀 切割做比較,各自在精度、速度與材料適用性上皆有差異。
線切割的局限
任何技術皆非萬能,線切割機 也有其限制:
● 速度較銑削慢:精度高但效率低,粗加工仍適合用 CNC 銑。
● 僅限導電材料:塑膠、木材、玻璃等非導體無法加工。
● 營運成本較高:金屬線、去離子水系統與電力消耗都會增加成本。
CNC 線切割的發揮舞台
線切割常被用於 高價值、低公差 的零件,當傳統加工無法勝任時,以下產業特別依賴 CNC 線切割機:
● 模具與沖模製造:製作沖頭、模具與內部細節。
● 航太:渦輪葉片、燃油系統零件與感測器元件。
● 醫療:手術器械、植入物與齒顎矯正裝置。
● 電子:微組件、連接器與複雜殼體內腔。
CNC vs EDM:差異在哪?
雖然 線切割機 也屬於 CNC 家族,但與傳統減材 CNC 機台大不相同:
| 特徵 | CNC 銑削 | 線切割放電 |
| 接觸方式 | 物理切削 | 電蝕移除 |
| 材料限制 | 大多數材料 | 僅導電材料 |
| 精度 | 高 | 超高 |
| 刀具磨損 | 有 | 無(持續送線) |
| 內角能力 | 圓角(受刀具半徑限制) | 銳角(可達 0°) |
| 表面粗糙度 | 可能需後處理 | 通常光滑無毛邊 |
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線切割為何仍不可或缺
即便已有雷射、五軸加工與水刀等選項,線切割仍在特定任務上無可取代。若你處理的是 硬化鋼中的嚴格公差零件,沒有其他製程能提供同等細節與再現性。
那麼,線切割適合你的專案嗎?
如果你在問 「線切割 EDM 到底用在哪?」,答案很簡單:在 難加工材料 上實現 無可妥協的精度。
不論是製作模具、航太元件或精密電子零件,線切割 都能提供無與倫比的精度與表面品質。只要你的材料導電且公差嚴格,它幾乎就是完美解方。
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