소개
정밀 절삭 가공 분야에서 성공적인 생산과 값비싼 실패를 가르는 차이는 종종 단 하나의 변수, 즉 절삭 공구에 달려 있습니다. 빔펀 SG 및 SVI 시리즈와 같은 최신 무한 다이아몬드 와이어 톱은 견고한 갠트리 구조와 1000km/h를 초과하는 선형 속도를 제공하지만, 80 m/s, 결국 기계의 효율성은 그것이 구동하는 전선 고리의 효율성에 달려 있습니다.
연마 와이어 선택 단순히 직경을 선택하는 문제가 아닙니다. 이는 재료 경도(모스 경도), 파괴 인성, 요구되는 표면 조도(Ra), 그리고 경제적 수율(절삭 손실) 사이의 균형을 맞춰야 하는 다차원적인 엔지니어링 문제입니다. 공정 엔지니어에게 있어 잘못된 와이어 사양을 선택하면 탄화규소(SiC) 웨이퍼에서 미세 균열이 발생하거나, 두꺼운 사파이어 블록에서 휘어짐이 발생하거나, 흑연 가공에서 급격한 마모로 인한 박리가 일어날 수 있습니다.
이 종합 가이드는 물리학을 자세히 설명합니다. 연마 와이어 선택, 다이아몬드 입자 크기, 코어 와이어 인장 강도 및 코팅 기술을 특정 용도에 맞게 조정하는 체계적인 방법론을 제공합니다.
1. 선택의 해부학: 세 가지 핵심 변수
구체적인 재료를 살펴보기 전에, 무한 다이아몬드 와이어 루프의 세 가지 구성 가능한 매개변수를 정의해야 합니다. 이러한 변수들 간의 상호 작용을 이해하는 것이 올바른 설계의 첫걸음입니다. 연마 와이어 선택.
변수 A: 심선 직경 (인장 기초)
강철 심재가 전선의 하중 지지 능력을 결정합니다.
- 절충점: 가는 와이어(0.30~0.45mm)는 재료 낭비(절삭 손실)를 최소화하는데, 이는 게르마늄이나 네오디뮴-철-붕소(NdFeB)와 같은 고가의 재료에 매우 중요합니다. 그러나 가는 와이어는 인장 강도가 낮아(일반적으로 100~150N) 강한 절삭 작업 시 휘어짐이나 변형이 발생하기 쉽습니다.
- 선정 규칙: 절단 손실 허용 범위 내에서 항상 가장 굵은 와이어를 선택하십시오. 저렴한 재료(예: 흑연)의 황삭 또는 프로파일링에는 최대 안정성을 위해 0.8mm~1.0mm 와이어를 사용하십시오. 반도체 잉곳 절단에는 0.35mm가 업계 표준입니다.
변수 B: 다이아몬드 입자 크기(절삭 날)
와이어의 입자 크기는 와이어의 "물림" 정도와 결과적인 표면 마감을 결정합니다. 입자 크기는 메쉬 또는 마이크론 단위로 측정됩니다(예: D46, D64).
- 거친 사포 (D126 – D181): 재료 제거율(MRR)은 높지만 표면 조도가 거칠다.
- 고운 사포(D46 – D64): 절삭 속도는 느리지만 광학 등급 표면(Ra ≤ 3.0 μm)을 생성합니다.1.
- Vimfun의 장점: 저희 전선은 다음을 사용합니다. 다면체 다이아몬드 입자 구형보다는 (블록형) 모양을 사용합니다. 이렇게 하면 더 고운 입자의 연마재도 날카로운 절삭력을 유지할 수 있습니다.
변수 C: 코팅 기술(본드)
- 노출형 전기 도금: 무한 루프용 표준입니다. 다이아몬드가 니켈 매트릭스에서 돌출되어 있어 "막힘"을 방지하고 열 발생을 줄여 80m/s의 속도를 구현합니다.2.
- 수지/함침형: 고속에서 열 방출이 원활하지 않아 고속 무한 절단에는 거의 사용되지 않습니다.
2. 상세 사포 입자 크기 선택 매트릭스
가장 자주 묻는 질문 중 하나는 연마 와이어 선택 질문은 "어떤 D-넘버를 사용해야 할까요?"입니다. 아래는 결정을 내리는 데 도움이 되는 기술적 상관관계 표입니다.
| 모래 등급 지정(FEPA) | 대략적인 메쉬 크기 | 입자 크기(미크론) | 이상적인 적용 시나리오 | 예상 표면 조도(Ra) |
| 디252 / 디181 | 60/80 메쉬 | 약 180~250 μm | 연질 석재, 발포 유리 또는 타이어 단면의 거친 가공. | > 6.3 μm |
| 디126 | 120/140 메쉬 | 약 120 μm | 흑연, 거친 세라믹 및 대리석을 빠르게 절단합니다. | 약 3.2~6.3 μm |
| 디91 | 170/200 메쉬 | 약 90 μm | 유리 및 두꺼운 세라믹 판 절단에 적합합니다. | ~ 1.6 – 3.2 μm |
| 디64 | 230/270 메쉬 | 약 60 μm | 사파이어, 석영, SiC의 정밀 절단. | 약 0.8~1.6 μm |
| 디46 | 325/400 메쉬 | 약 45 μm | 초정밀 웨이퍼 가공(실리콘, InP). 표면 아래 손상 최소화. | ≤ 0.8 μm |
엔지니어링 참고 사항: 더 고운 사포를 선택할 때(예: D126에서 D64로 넘어갈 때), 일반적으로 다음 사항을 고려해야 합니다. 선형 와이어 속도를 높이세요 (예: 40m/s에서 70m/s로) 입자당 칩 부하가 감소함에 따라 동일한 이송 속도를 유지하기 위해.
3. 재료별 선택 논리
재료마다 스트레스를 받을 때 파손되는 방식이 다릅니다. 귀사의 연마 와이어 선택 재료의 파손 모드, 즉 깨짐(취성) 또는 침식(마모성) 여부를 고려해야 합니다.
시나리오 A: 반도체 재료(SiC, 실리콘, GaN)
도전: 매우 단단하고(SiC는 모스 경도 9.5) 취성이 매우 높습니다. 이 소재는 미세 균열과 모서리 파손에 취약합니다.
- 전선 추천:
- 지름: 0.35mm – 0.45mm3.
- 모래: D46 또는 D64.
- 왜: 미세한 입자는 다이아몬드 입자 하나하나가 결정 격자에 가하는 "충격력"을 줄여 깊은 표면 아래 균열을 방지합니다. 얇은 직경은 전체 접촉 면적을 감소시켜 재료를 관통하는 데 필요한 수직력을 최소화합니다.
- 운영 참고 사항: 미세한 절삭 칩을 제거하기 위해 반드시 습식 냉각제(수용성 냉각제 또는 오일)를 사용하여 작동시켜야 합니다.
시나리오 B: 광학 부품(사파이어, 용융 실리카, K9)
도전: 표면 마감이 가장 중요합니다. 연마/폴리싱 시간을 줄이려면 표면 아래 손상(SSD)을 최소화해야 합니다.
- 전선 추천:
- 지름: 0.45mm ~ 0.65mm.
- 모래: D64(표준) 또는 D46(프리미엄).
- 왜: 반도체와 달리 광학 블록은 종종 크기가 큽니다(예: 200mm 이상의 프리즘). 약간 더 두꺼운 와이어(0.5mm)를 사용하면 강성이 향상되어 장거리에서도 절단면이 휘어지는 것을 방지하고 평탄도를 유지할 수 있습니다.
- 속도: "연삭과 같은" 마감을 얻으려면 고속(60~80m/s)은 필수적입니다.4.
시나리오 C: 흑연 및 탄소 전극
도전: 이 재질은 부드럽지만(모스 경도 1-2) 마모성이 매우 높습니다. 미세한 전도성 분진을 발생시켜 코팅된 전선을 막을 수 있습니다.
- 전선 추천:
- 지름: 0.8mm – 1.0mm5.
- 모래: D126 또는 D151(더 거친 입자).
- 왜: 흑연은 자체 윤활성이 뛰어나고 균일하기 때문에 매끄러운 마감을 위해 미세한 입자가 필요하지 않습니다. 거친 입자는 발생하는 많은 양의 분진을 배출할 공간을 확보해 줍니다. 두꺼운 코어는 마모에 대한 피로 저항성을 위해 선택됩니다.
- 환경: 건식 절단 내열성이 뛰어난 니켈 코팅이 된 전선을 선택하는 것이 좋습니다.
시나리오 D: 자성 재료(NdFeB)
도전: 고가의 원료이며, 산화에 매우 민감하고, 부서지기 쉽다.
- 전선 추천:
- 지름: 0.35mm ~ 0.50mm.
- 모래: D91 또는 D126.
- 왜: 수율(절삭 손실)에 집중하십시오. 자석은 반도체만큼 미세 균열에 민감하지 않으므로 연마재는 거칠어도 되지만, 재료를 절약하기 위해 와이어는 가늘어야 합니다.
4. 긴장이 선발에 미치는 영향
연마 와이어 선택 기계의 장력 조절 기능을 고려하지 않고는 완전한 분석이 될 수 없습니다.
- 공압식 장력 조절 vs. 서보식 장력 조절: 빔펀(Vimfun) 기계는 공압식 또는 서보 장력 조절 시스템을 사용하여 일정한 장력(일반적으로 100~250N)을 유지합니다.6.
- 한계점: 모든 전선에는 파단 하중이 있습니다. 0.35mm 전선은 180N에서 끊어질 수 있는 반면, 0.8mm 전선은 400N을 견딜 수 있습니다.
- 선택 조언: 기계의 장력 조절이 정확하지 않은 경우(10% 이상으로 변동하는 경우), ~ 아니다 가장 가는 전선(0.3mm)을 선택하십시오. 장력 급증에 대한 안전 여유가 더 큰 0.5mm 이상의 전선을 사용하는 것이 좋습니다.
5. 문제 해결: 잘못된 선택의 징후
내가 잘못했는지 어떻게 알 수 있을까? 연마 와이어 선택그 과정에는 단서가 남는다.
- 와이어 보잉(배 부분 절단):
- 징후: 절단면이 곡선이고, 와이어가 가이드 휠보다 뒤처집니다.
- 진단: 와이어 직경이 이송 속도에 비해 너무 가늘거나, 다이아몬드 입자가 너무 미세하여(무뎌서) 재료를 충분히 빠르게 제거할 수 없습니다.
- 고치다: 더 굵은 사포로 바꾸거나 공급 속도를 줄이십시오.
- 재질에 생긴 그을음 자국:
- 징후: 절단면의 변색(목재/복합재료에서 흔히 발생) 또는 유리의 열 균열.
- 진단: 전선이 "막혔습니다". 연마재 간격이 너무 촘촘합니다.
- 고치다: 냉각 흐름을 개선하려면 "노출형 연마재" 기술이 적용된 와이어 또는 다이아몬드 밀도가 낮은 와이어를 사용하십시오.
- 급격한 직경 감소(박리):
- 징후: 와이어는 1시간 동안은 잘 잘리다가 갑자기 멈춥니다. 다이아몬드는 다 사라졌습니다.
- 진단: 접합부가 재료에 비해 너무 약하거나(예: 흑연용으로 설계된 와이어로 SiC를 절단하는 경우), 심선이 피로 파손으로 인해 파손되었습니다.
- 고치다: 도금 경도를 확인하고 고장력 코어 와이어를 사용하고 있는지 확인하십시오.
6. 경제성 분석: 비용 대비 성능
공학은 경제적인 측면도 고려합니다. 검증할 때 연마 와이어 선택, 단순히 전선 가격만 고려하지 말고 "절단당 비용"이라는 지표를 고려하십시오.
절단당 비용 = (전선 비용 / 총 절단 면적) + 절단면 손실 값
- 사례 연구: 6인치 SiC 잉곳을 절단할 때 0.35mm 와이어는 0.5mm 와이어보다 20% 더 비쌉니다. 하지만 0.35mm 와이어를 사용하면 절단 폭이 줄어들어 잉곳당 웨이퍼를 2개 더 생산할 수 있습니다. 이 2개의 웨이퍼($1000+)의 가치는 추가 와이어 비용($50)을 훨씬 상회합니다.
- 결론: 고가의 재료에는 항상 가능한 한 가는 와이어를 선택하십시오. 저가의 재료(흑연/석재)에는 가동 중지 시간을 최소화하기 위해 내구성이 가장 좋은(굵은) 와이어를 선택하십시오.
결론
마스터하기 연마 와이어 선택 다이아몬드 와이어 톱을 무딘 도구에서 정밀한 메스로 변모시킵니다. 이 과정에는 전체적인 관점이 필요합니다. 즉, 다음과 같은 요소들을 일치시켜야 합니다. 입자 크기 (D46-D126)은 표면 마감 요구 사항을 충족하며, 와이어 직경 (0.35-1.0mm)는 재료의 가치와 구조적 안정성에 영향을 미치며, 이에 의존합니다. 노출 코팅 기술 80m/s 작동 시 발생하는 열을 관리하기 위해.
건식 흑연 전극 프로파일링이든 탄화규소 결정 웨이퍼 가공이든, Vimfun은 고객의 요구에 맞는 맞춤형 루프 사양을 제공합니다.
선택하신 전선의 특정 매개변수 설정에 대해 논의하거나 샘플 절단 테스트를 요청하시려면 당사 웹사이트를 참조하십시오. 산업 응용 분야 페이지.
FAQ: 고급 선택 쿼리
Q1: 빔펀(Vimfun) 기계에 소결형 분할 다이아몬드 와이어를 사용할 수 있습니까?
아니요. 빔펀(Vimfun) 기계는 전기 도금 무결점 다이아몬드 와이어용으로 설계되었습니다. 소결/분할 와이어는 일반적으로 무겁고 광산이나 대형 석재 블록의 사각형 가공에 사용되며 훨씬 낮은 속도(약 25m/s)로 작동합니다. 따라서 당사 응용 분야에 필요한 ±0.03mm의 정밀도를 달성할 수 없습니다.
Q2: "노출된 입자"는 연질 재료 선택에 어떤 영향을 미칩니까?
부드럽고 끈적거리는 재료(특정 플라스틱이나 복합재료 등)의 경우, 노출된 연마재가 매우 중요합니다. 캡슐화된 와이어는 즉시 막히게 됩니다. 노출된 구조는 다이아몬드 돌기 사이로 이물질이 빠져나가도록 하여 열 축적을 방지합니다.
Q3: 0.35mm 전선의 최소 파괴 하중은 얼마입니까?
고품질 0.35mm 무한 다이아몬드 와이어는 일반적으로 약 140~160뉴턴의 파단 하중을 갖습니다. 안전 여유를 확보하기 위해 기계 장력을 80~100뉴턴으로 설정하는 것을 권장합니다.
Q4: 전선 길이가 선택에 영향을 미치나요?
네. 루프 길이가 길수록(예: 4000mm 대 2000mm) 열 발산이 더 잘 되고, 와이어의 각 부분이 재료와 접촉하는 횟수가 분당 줄어들기 때문에 전체 수명이 더 길어집니다. 기계에 더 긴 루프를 사용할 수 있다면 공구 수명 측면에서 항상 더 나은 선택입니다.
