一、 切割需求
客戶需要通過金剛石鎢絲線將3D打印的產品從不同基板上切割分離開，基板的材質有不銹鋼、鋁合金、鈦合金等。要求切割時線緊貼基板平面，既不傷害產品，也盡量降低基板的損耗，以便基板能盡量多的重復利用。
基板的尺寸有大有小，具體參數如下：
1、圓形基板，D302*H35
2、方形基板描述
序號 | 材質 | 長L(mm) | 寬W(mm) | 厚H(mm) | 孔L（mm） | 孔W(mm) |
1 | 304不銹鋼 | 262 | 262 | 30 | 240 | 220 |
2 | 鋼基材 | 257 | 257 | 40 | 241 | 215 |
3 | 304不銹鋼 | 406 | 306 | 50 | 380 | 280 |
4 | 鋼基材 | 407 | 307 | 40 | 390 | 290 |
5 | 6061 | 457 | 407 | 50 | 420 | 380 |
6 | 鈦合金 | 610 | 610 | 100 | 560 | 560 |
7 | 鋁合金 | 652 | 652 | 60 | 615 | 600 |
8 | 鈦合金 | 660 | 660 | 120 | 610 | 610 |
9 | 鋁合金基材 | 820 | 820 | 150 | 780 | 780 |
10 | 不銹鋼基材 | 820 | 820 | 150 | 780 | 780 |
二、試切割打樣數據
1、試切割前的裝夾：客戶現場打樣切割時，切割的機型為DWCS30豎切機，切割打表對刀時發現，材料基板底部不是很平整，所以需要切割前，設計的工裝夾具能做微調。
2、試切割過程中，觀察到隨著切割的進行，會不斷有應力釋放，出現切割端面出崩開現象，但都為外崩裂，目前分析不會出現崩開向里夾的情況，具體情況還得貴方確認。如果外崩裂不會存在夾線現象，如果崩開向里夾
可能有夾線現象，會造成卡斷線的現象。
3、切割時采用的工藝參數：因初次切割，保守切割，考慮到材質為不銹鋼，切割線速度控制在30m/s，試切割機器實際線切割速度可達40m/s，新款的已經能達到50m/s，但切割金屬，因其材質特性不比硬脆材料，線速度不宜過高；切割進給速度的設置策略是，入刀速度、主切速度、出刀速度不同。具體是入刀速度和出刀速度低于主切速度，低速入刀保證精確切入，低速出刀為了消除線弓，防止出切斷出線時切斷時崩邊和斷線。當然，在切割過程中，也根據線弓實時調整了進給速度。切割材料的和線的接觸長度長短不同，切割速度也不同。
三、方案分析
因為切割的材質為鋁合金、不銹鋼和鈦合金，有一定硬度和黏度，我方現將三種機型切割優缺點一一羅列，供貴方評估好選擇。
3.1、平切結構的優點是裝夾方便快速，缺點是平切如果旋轉切割，切割到材料似斷非斷時，分離后的產品會掉落到高速旋轉的金剛石線上，有誤傷產品的風險；建議選用大尺寸，搬運困難的材料可選用平切機構。
平切機構示意如下，下如僅做內部展示：
3.2、橫切結構，為金剛石線水平，從材料頂端進入上往下切割，切削液可以從上澆到切割縫隙內，切割線和材料接觸點位始終會有冷卻液。
橫切機構，材料可豎直固定在直角靠山上，可在前方再放置一塊擋板，切割完成后，待線停止，取下分離后的產品和基板，然后按下線就位按鈕，金剛線自動移動到待機位。適合大件，較重基板切割。
3.3、豎切機構，金剛石線豎直循環運動，材料放置在工作臺上，線沿X軸方向移動切割，Y軸可用于材料切割端面調整，豎直運動，因為線豎向向下高速運動，切削液能及時進入到切縫中，切屑粉末是三種結構中更能及時排出的，不會滯留在切縫中引起堵塞造成重復切割，因此這種結構的切割表面粗糙度是三種效果更好的。當然，豎向切割也有局限性，由于下切割輪在工作臺面下方，一般豎向結構的工作臺比較高，大尺寸材料用這個機器不方便材料裝夾，尤其采用全封閉防護罩殼的機型，操作不方便，我們建議豎切機采用半封閉防護罩殼為優；老款和市面上大多豎切機構，切割完，材料掉落接料比較頭疼，我司前年設計的新型豎切結構，解決了接料等問題，具體參看下方示意圖。試切割的機型為老款豎切機。
四、設計要點
根據我們對該領域的經驗積累和教訓，對該機床設計提供一下參考。
1、 整機材質擇優選擇一體鑄造件，保證機床的剛性，保障機床長期使用結構穩定不變形，精度保持性穩定，金剛石線能長期保持在一個平面內高速循環運動，可大大降低鎢絲金剛石線的疲勞度，提高金剛石線的使用壽命，降低加工成本。
2、 張力擇優選擇伺服電機張緊，雖然伺服張力成本較高，但伺服張力可聯通機床數控系統數據化，比傳統氣動張緊的不可控，穩定性更好，響應更快，控制更精確，又可以根據不同線徑參數化調節張力，實現不同需求的恒張力切割，使切割面光潔高。另外伺服張力結構為擺臂結構，比氣動張力直線導軌式張緊防水防塵更好，張力模塊不宜損壞。
3、 環線設計、上線簡單，操作人員兩分鐘即可完成換線。所有母線選用鎢絲線，鎢絲的抗疲勞性能非常好，鎢絲比鋼絲可做更細的線，鎢絲鍍鎳后再電鍍金剛石顆粒，金剛石顆粒的把持力強，使機床能滿足鈦合金等較硬金屬的切割。
4、 X軸（位移軸）和Y軸（切割軸）采用高精度滾珠絲桿和直線導軌傳動，運行絲滑平穩，定位精度和重復定位精度高，擇優選用機械絲杠導軌導軌，盡量避免自動化用絲桿和導軌，精度等級和耐用性不同，是設備長期穩定、精度運行的保證。
5、 工業觸控屏+PLC+伺服架構，系統穩定可靠，性能強悍；操作簡單，功能完善。工業觸控屏和PLC更耐在惡劣環境下長期穩定運行。
6、 吸取三年疫情時期，無法為客戶提供機器維護服務的教訓，新款機床設計了物理網功能，通過授權，廠家可以遠程對機床進行維護，遠程示教，遠程系統升級，遠程故障診斷等，有效提示效能和對設備全生命周期管理。
今科技術
黨晉（聯系方式：177-9889-6369）
2025年9月23日