와이어쏘

Wire saw
패드 우측 하단 모서리 주변 와이어 절단과 동일한 면의 콘크리트 패드를 제거하기 위해 사용하는 와이어쏘

와이어쏘는 돌, 나무, 유리, 페라이트, 콘크리트, 금속, 결정 [1]등의 벌크 고체 재료를 기계적으로 절단하기 위해 금속 와이어 또는 케이블을 사용하는 톱입니다.산업용 와이어톱은 보통 동력이 공급됩니다.나뭇가지를 자르는 데 적합한 수동식 생존용 와이어톱도 있다.와이어쏘는 연속(또는 무한) 또는 진동(또는 왕복)으로 분류됩니다.와이어 자체를 "블레이드"라고 부르는 경우가 있습니다.

와이어쏘는 띠톱이나 왕복톱과 원칙적으로 비슷하지만 톱니보다는 마모를 사용하여 톱니를 자릅니다.용도에 따라 다이아몬드 재료를 연마재로 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있습니다.와이어는 1개 또는 여러 개의 가닥을 함께 묶을 수 있습니다(케이블).단일 스트랜드 톱은 연마재로 거칠게 하거나, 연마재 화합물을 케이블에 접합하거나, 다이아몬드 함침 비즈(및 스페이서)를 케이블에 나사산할 수 있습니다.와이어톱은 종종 물이나 기름으로 냉각되고 윤활됩니다.

종류들

황야 생존용 강철 와이어 케이블 톱

가장 간단한 형태의 와이어쏘는 사냥이나 등산 가게에서 판매되는 나뭇가지를 자르기 위한 저렴한 "생존주의자" 타입이다.연속형 와이어톱은 벽과 다른 대형 건축물을 절단하는 데 사용됩니다.연속형 톱은 반도체 및 태양광 산업의 실리콘 웨이퍼를 절단하는 데 사용됩니다.다이아몬드 함침 와이어쏘는 기계 공장에서 금속 부품을 절단하는 데 사용됩니다.

정밀 와이어쏘는 실험실에서 부서지기 쉬운 결정, 기판 및 기타 재료를 절단하는 데 사용됩니다.또한, 이 기술은 첨단 연구 구조를 분해하는 데 사용될 수 있습니다.예를 들어 블루그래스사는 프린스턴 플라즈마 물리연구소용 도카막 핵융합시험로를 해체하기 위한 다이아몬드 와이어 소잉 방법을 설계·제작했다.(PPPL에서 TFTR 대용품을 시연해 본 결과 다이아몬드 와이어 절단 기술은 비용 및 안전성 측면에서 모두 베이스라인 기술보다 우수하다.)s. 이 절단 기술과 보이드 충전의 조합은 차폐, 원격 조작(이 기술의 정상적 적용), 방사성핵종 안정화를 통한 직원 방사선 피폭을 현저하게 감소시킬 것이다."[2]연속형 톱과 진동형 톱은 모두 스테인드 글라스의 복잡한 형상을 자르기 위해 사용됩니다.

자재

스톤

TSH2200 티바우 와이어쏘

광업 및 채석업계는 일반적으로 와이어톱을 사용하여 단단한 돌을 큰 블록으로 자르고, 가공공장으로 운반하여 정제하거나(광석 드레싱의 경우), 또는 디스트리뷰터(건축용 화강암 또는 대리석의 경우)로 운반할 수 있습니다.이 와이어쏘는 케이블에 다이아몬드가 박힌 구슬을 사용하는 대형 기계입니다.톱을 사용하면 (케이블이 액세스 드릴 구멍을 통과한 후) 채석 슬래브의 하단을 자유롭게 절단할 수 있습니다.또, 하단의 절단에서는, 후면과 측면의 전하(폭발물)가 슬래브를 깨끗하게 절단할 수 있습니다.이 원리의 채석용 톱은 수백 년 전으로 거슬러 올라갑니다; 다이아몬드 커터가 달린 강철 케이블의 시대 이전에는 연석을 통해 모래를 끌어내는 섬유 로프가 있었습니다.모래가 돌을 자른다(오늘날 다이아몬드보다 더 느리지만).

거품

폼 제조업체는 일반적으로 수동 또는 자동 연마 와이어톱을 사용하여 폼을 특정 크기 또는 특정 프로필(모양)로 절단합니다.폼쏘는 하우징(단열재, 파이프 단열재), 가구(쿠치, 소파 쿠션, 의자 쿠션), 엔터테인먼트(폼핑거, 폼 액세서리) 등 많은 산업에서 사용됩니다.연마 와이어 절단은 종종 2차원(2D) CAD/CAM 도면에 지정된 패턴을 자동으로 절단하는 컴퓨터 수치 제어 장치를 사용하여 이루어집니다.절단할 재료는 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 폴리우레탄에서 셀룰러 글라스(예: Foamglas®)와 같은 고밀도 또는 강성 폼 유형에 이르기까지 다양합니다.진동톱은 발포고무를 절단하는 데 사용됩니다.

반도체

반도체 산업에서는 실리콘 부울의 원통형 잉곳(ingot)을 얇은 웨이퍼로 절단하기 위해 멀티 와이어 톱이 사용됩니다.재료 손실을 최소화하기 위해 얇은 와이어가 사용됩니다.예를 들어 Peter Wolters DW 291은 최소 와이어 직경이 40µm이며 860mm의 워크피스를 100µm [3][4]웨이퍼로 절단할 수 있습니다.

장점과 단점

와이어쏘의 주요 장점 중 하나는 블레이드에 비해 연골이 작다는 것입니다.또 하나는 절단 정밀도입니다.그들의 주된 단점은 느린 속도이다.다른 단점으로는 와이어가 끊어질 가능성이 높고 표면의 결함이 있으면 절단 시 오류가 발생할 수 있습니다.

다이아몬드 와이어 절단

다이아몬드 와이어 커팅(DWC)은 다양한 지름과 길이의 와이어를 사용하여 다양한 크기의 다이아몬드 분진을 함침시켜 재료를 절단하는 공정입니다.다이아몬드의 경도 때문에, 이 절단 기술은 다이아몬드 연마재보다 부드러운 거의 모든 재료를 절단할 수 있습니다.또한 DWC는 실용적이고 일부 다른 절단 기술보다 저렴합니다. 예를 들어, 2005년에 140~500마이크로미터 직경의 와이어에 피트당 약 10~20센트(0.7/m)의 비용이 들었으며, 이는 수천 달러의 비용이 드는 고체 다이아몬드 함침 블레이드 커터에 비해 제조 및 판매에 약 1.25달러(4.10/m)의 비용이 소요되었습니다.따라서 1,000피트(300만)의 다이아몬드 와이어의 스풀은 제조하는 데 약 200달러가 소요되며 약 1,250달러에 판매된다.판매 비용은 와이어 등급과 수요에 따라 다를 수 있습니다.다른 다이아몬드 와이어 절단에서는 케이블을 통해 나사산된 형태의 다이아몬드 링을 사용할 수 있습니다.이러한 큰 케이블은 콘크리트 및 기타 대형 프로젝트를 절단하는 데 사용됩니다.

이점

DWC는 솔리드 블레이드에 비해 연석 및 낭비되는 자재를 적게 생성합니다(슬러리 와이어도 비슷할 수 있습니다).매우 비싼 재료에서는 이를 통해 수백, 수천 달러의 낭비를 줄일 수 있습니다.절삭액에 절삭재가 함유된 와이어를 사용하는 슬러리 톱과 달리 DWC는 물이나 약간의 유체만을 사용하여 절삭액을 윤활하고 냉각하며 이물질을 제거합니다.일부 재료에서는 DWC가 물이나 절삭액이 필요하지 않을 수 있으며, 따라서 깨끗한 드라이 컷을 남길 수 있습니다.

단점들

절단 시 다이아몬드 와이어를 사용하면 단단한 절단 블레이드보다 견고하지 않고(피로하거나 구부러지거나 막히거나 엉킬 때 스패핑됨) 와이어가 끊어지면 휘어질 수 있으므로 더 위험할 수 있습니다.DWC의 독특한 특성 때문에 대부분의 톱은 비싸고 다이아몬드 와이어를 다룰 수 있도록 맞춤 제작되었습니다.단단한 날을 사용하는 상업용 톱은 다이아몬드 분진 블레이드로 보강할 수 있으므로 일부 지역에서 작동하기에 더 경제적일 수 있습니다.또 다른 문제는 다이아몬드 와이어가 3천 피트(910 m) 릴의 중간에 두 개의 1,500 피트(460 m) 릴의 와이어가 남으면 동일한 절단 작업을 위해 톱 방향 전환 주기의 최대 두 배가 필요하고 와이어 톱과 남은 다이아몬드 와이어가 더 빨리 마모된다는 것입니다.다이아몬드 와이어가 끝을 향해 더 많이 끊어지면 이 짧은 와이어 조각(500피트(150m 이하)은 실질적으로 사용할 수 없으며 톱을 통과하기 위해 수백피트가 필요하기 때문에 일반적으로 폐기됩니다. 따라서 프로세스 절단에 사용되는 와이어는 거의 남아 있지 않습니다.다이아몬드 연마재는 기계적으로 와이어에 부착되어 있기 때문에 대부분의 연마재가 와이어에서 마모되기 때문에 몇 번의 절단 후에 와이어의 절단 효과가 떨어집니다.즉, 첫 번째 컷보다 마지막 컷이 훨씬 더 오래 걸릴 수 있어 생산 시기를 예측할 수 없습니다.다이아몬드 와이어는 약 6컷 정도 지속되며 여러 곳에서 끊어지거나 기능적으로 마모됩니다.수명은 재료 컷과 컷당 슬라이스 수에 따라 크게 달라집니다.더 작은 직경의 다이아몬드 와이어의 품질 관리도 와이어의 수명에 큰 영향을 미쳐 불량 배치가 발생하는 것은 드문 일이 아닙니다.

표면 품질

와이어쏘 공정의 표면 품질은 재료 손실이 바람직하지 않은 반도체 및 광전압 산업에 중요합니다.표면 품질은 또한 건설업계에서 돌과 콘크리트를 자르는 데 중요하다.와이어쏘 공정은 절단면에 표면 거칠기가 생깁니다.공정 파라미터(와이어 속도, 이송속도 및 와이어 장력)와 표면 거칠기의 관계를 [5]문헌에서 분석했다.

레퍼런스

  1. ^ "Precision Wire Saws". Princeton Scientific. Retrieved 2022-06-23.
  2. ^ "Demonstrating Diamond Wire Cutting Of The TFTR". Princeton Plasma Physics Laboratory. 2000. CiteSeerX 10.1.1.26.3383. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  3. ^ "DW 291 product page". Retrieved 22 October 2021.
  4. ^ "DW 291 data sheet" (PDF). Retrieved 22 October 2021.
  5. ^ Teomete, Egemen (2011). "Roughness damage evolution due to wire saw process". E. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 12 (6): 941–947. doi:10.1007/s12541-011-0126-4. S2CID 135489484.

문학.

외부 링크