Het Clean Event heeft dit jaar opnieuw een primeur voor de precisie verspaning: een nieuw type draad voor contaminatievrij draadvonken. Deze draad, confreecut One, is een goedkoper en proceszekerder alternatief voor de dure molybdeendraad. Sommen EDM lanceert de draad samen met producent Berkenhoff tijdens het Clean Event 2023.


Kiezen tussen twee kwaden, zo zou je het dilemma kunnen bestempelen dat vonkverspaners hebben als ze onderdelen maken voor het hoogvacuüm gedeelte van de machines van ASML. Als ze met gecoate messingdraad snijden, hebben ze een stabiel proces met een goede snelheid. Maar er nestelen zich zink- en koperpartikels op het oppervlak, wat tot afkeur leidt vanwege de cleanliness eisen. Het alternatief tot nog toe is snijden met molybdeen- of wolfraamdraad. Maar deze draad is stug, breekt snel, snijdt langzaam en is tot zo’n 20 keer duurder dan gecoate messingdraad. “Dit probleem speelt al een jaar of vijftien”, zegt Louis Sommen.

Sommen EDM lanceert sneller en goedkoper alternatief voor molybdeendraad

De samenstelling van de confreecut draad (foto Berkenhoff)

Confreecut One voor contaminatievrij draadvonken

Louis Sommen en zijn compagnon Ricardo van Staalduinen hebben een directe lijn naar de R&D afdeling van Berkenhoff. Daar hebben ze enkele jaren geleden het cleanlinessprobleem uit de Nederlandse toeleveringsindustrie rond ASML aangekaart. Als antwoord hierop heeft Berkenhoff een nieuw type draad ontwikkeld, die inspeelt op de alsmaar hogere cleanliness eisen in de halfgeleiderindustrie. De draad is eveneens bruikbaar voor bepaalde medische en aerospace toepassingen. Deze confreecut One draad heeft een messing kern met een koper-zink coating. Daarom heen brengt Berkenhoff een nikkel beschermlaag aan. Louis Sommen: “Hierdoor biedt confreecut de voordelen van de gewone draad, zoals stabiliteit en dezelfde treksterkte, zonder het nadeel van zink- en koperpartikels die het oppervlak verontreinigen. Zo kun je contaminatievrij draadvonken onder condities als nooit tevoren. Het is echt een plug and play oplossing, die een derde van molybdeendraad kost en twee tot drie keer sneller snijdt.”

Uitgebreid getest in Nederland

Sommen EDM, dat klanten ondersteunt bij het optimaliseren van de procesparameters bij draadvonken, heeft confreecut One getest bij onder andere De Ridder en FMI in Bergen op Zoom, op draadvonkmachines van meerdere fabrikanten. “De onderdelen hebben we daarna laten onderzoeken met een elektronenmicroscoop. Hieruit blijkt dat er 0,2% koper en zink partikels op het oppervlak zitten. Verwaarloosbaar klein, want dat is precies de vervuiling die al in het diëlektricum aanwezig is”, vult Ricardo van Staalduinen aan.

160 uur vonken met één draadspoel

Wel adviseren beiden om de machine vooraf grondig te reinigen. Bovendien is nasnijden na het ruwsnijden belangrijk. Bij de eerste snede, de rough cut, kan door de grote vonk eventueel een deeltje koper of zink overslaan op het werkstuk. Door nog een keer te snijden – de skim cut – met een kleinere vonk, wordt dit verwijderd en is het oppervlak vrij van contaminatie. Voor de doorlooptijd maakt dit volgens hen amper verschil. “De eisen zijn zodanig dat je bijna altijd moet nasnijden. Wat dan aan zink- en koperdeeltjes meekomt, blijft ver onder de WT-norm van 1%”, zegt Louis Sommen. In ideale omstandig zouden bedrijven een EDM-machine specifiek kunnen vrijmaken voor het draadvonken van deze onderdelen. In de praktijk ontbreek de hiervoor noodzakelijke vraag, vandaar dat klanten het advies krijgen om de machine eerst grondig schoon te maken en te voorzien van nieuw diëlektricum. De Duitse draadfabrikant Berkenhoff, die over een eigen gieterij beschikt, maakt de confreecut One in 0,1, 0,15, 0,2, 0,25  en 0,3 mm diameter. De 0,2 mm dunne draad is leverbaar in een lengte van 60.000 meter op één spoel (16 kilogram gewicht); bij de standaard 0,25 m draad bedraagt de lengte 38.000 meter. Sommen EDM adviseert te snijden met 6 tot 10 meter per minuut. Hierdoor kan men dus in principe meer dan 160 uur vonken zonder dat de spoel gewisseld hoeft te worden.

confreecut
Louis Sommen (links) met zijn compagnon Ricardo van Staalduinen.

Doorbraak voor 2e en 3e lijn toeleveranciers

Louis Sommen ziet de draad als een belangrijke doorbraak voor de hightech maakindustrie. “We zien een omslag in de specificaties van het werk dat naar de 2e en 3e lijntoeleveranciers gaat. Daar staat niet meer op dat het onderdeel gesneden moet worden met molybdeen- of wolfraamdraad  maar dat je moet bewijzen dat het contaminatievrij is. Daarom gaan we deze draad dit jaar extra onder de aandacht brengen.” Behalve in de halfgeleiderindustrie zijn er ook toepassingen in andere sectoren, zoals de medische- en luchtvaartindustrie. “Ook voor gereedschapmakers is dit een mooie oplossing, vooral omdat het vonken net zo gaat als met messingdraad.” Hoewel de nieuwe draad zo’n 20 keer goedkoper is dan molybdeendraad, blijft de draad duurder dan standaard messingdraad, al dan niet gecoat.

Het Clean Event 2023 vindt op 18 april plaats. Meer info vind je hier.

Lees ook dit: de valkuil van cleanliness volgens Frencken en NTS Norma

Pin It on Pinterest