Machine de découpe à fil diamanté sans fin

Les scies à fil diamanté permettent de couper des matériaux durs et cassants, notamment la céramique (alumine, zircone), le verre optique, le quartz, le saphir, le silicium, le graphite, les composites de carbone et les aimants aux terres rares. Elles permettent également de couper le tungstène, l'acier et l'aluminium. Le diamant étant le matériau le plus dur, il peut couper tous les matériaux plus tendres.

Le découpage au fil diamanté utilise un fil d'acier imprégné d'abrasifs diamantés qui se déplace à grande vitesse sur la pièce à usiner. Chaque grain de diamant effectue une micro-coupe, enlevant progressivement de la matière par abrasion. Ce procédé de « coupe à froid » ne génère ni zone affectée thermiquement, ni contraintes thermiques, ni microfissures. Un fluide de coupe évacue les débris et refroidit le fil.

La vitesse optimale dépend de la dureté du matériau. Les fils à boucle continue fonctionnent en continu à des vitesses élevées, jusqu'à 80 m/s (48-50 m/s typiquement), pour une découpe efficace. Les vitesses d'avance varient de 0.05 à 40 mm/min, les matériaux plus durs nécessitant une avance plus lente. Les recherches montrent qu'un bon équilibre entre la vitesse du fil et la vitesse d'avance permet d'optimiser la finition de surface et le rendement.

Il existe deux principaux types de scies à fil : les scies à fil alternatives (à boucle ouverte) qui alternent leur sens de rotation, et les scies à fil sans fin (à boucle fermée) qui fonctionnent en continu dans un seul sens. Les scies à fil sans fin permettent d’atteindre des vitesses plus élevées (jusqu’à 80 m/s), une meilleure finition de surface sans marques de fil et des vibrations réduites. Les fils utilisés peuvent être à liant caoutchouc, céramique ou métal, selon les matériaux.

Le fil diamanté utilise des particules de diamant industriel (généralement de 30 à 50 μm) incrustées dans sa surface. Chaque particule agit comme un outil de coupe microscopique. Le diamant possède une dureté de 10 sur l'échelle de Mohs, ce qui en fait l'abrasif le plus tranchant disponible pour la découpe de matériaux durs.

Oui, les scies à fil diamanté coupent les métaux, notamment le tungstène, l'acier, l'aluminium et le laiton. Elles sont particulièrement efficaces pour les métaux durs et les composites à matrice métallique. Cependant, pour les métaux très ductiles, un refroidissement et une lubrification adéquats sont indispensables pour éviter l'encrassement des abrasifs diamantés.

La scie circulaire à fil diamanté sans fin utilise un fil en boucle fermée qui se déplace continuellement dans une seule direction à grande vitesse (jusqu'à 80 m/s). Contrairement aux scies alternatives, elle élimine les marques de retournement, réduit les vibrations et offre une finition de surface supérieure. Elle permet une découpe de précision de matériaux durs et fragiles, tels que la céramique, le saphir, le silicium et les aimants, avec une précision de ±0.05 mm et une perte de matière minimale.

Les outils diamantés ne permettent pas une coupe efficace des métaux ferreux tels que le fer, l'acier et l'acier inoxydable. À haute température, le diamant subit une graphitisation, une réaction chimique au cours de laquelle les atomes de carbone se dissolvent dans le fer, transformant le diamant en graphite et émoussant rapidement le tranchant. Cette incompatibilité chimique rend les outils diamantés inadaptés aux matériaux ferreux. Pour ces métaux, il est recommandé d'utiliser des alternatives comme le nitrure de bore cubique ou des abrasifs conventionnels.