Ultrasoon ondersteund trekken van walsdraad (UADP)

Het trekken van draadstangen verbetert de oppervlaktekwaliteit aanzienlijk door materiaal van de buitenste materiaalomtrek af te trekken. Het is een bekend alternatief voor roterend schillen, zandstralen of slijpen. Ultrasoon ondersteund trekken maakt gebruik van een hoogfrequente trilling van het schilgereedschap. De snelle longitudinale beweging van het schilgereedschap vermindert de trekkrachten en verbetert de kwaliteit van het materiaaloppervlak.

Wat is trekken?

Een superieure oppervlaktekwaliteit met een zeer lage oppervlakteruwheid is het hoofddoel van het trekpellen. Na het trekken heeft de walsdraad een homogenere materiaalstructuur en een hogere materiaalzuiverheid. Trekpellen verwijdert oppervlaktedefecten, zoals oxidatie, spatsporen, walsstrepen, littekens, dubbele huiden, overlappingen, insluitingen en ontkoolde randlagen van ferrometalen zoals staal of ijzermaterialen. Een prominente toepassing van trekpellen is het verwijderen van aanslag en oppervlakteroest van ferro walsdraad. Bij non-ferrometalen, zoals koper, kan trekpellen nodig zijn om verharde oppervlaktelagen te verwijderen na het walsen of trekken. Het trekhuidproces kan in één stap tussen 0,01 mm en 0,25 mm materiaal van het walsdraadoppervlak verwijderen. Trekpellen wordt ook wel scheren, scalperen of scheren aan de achterkant van de matrijs genoemd.

Trekken en pielen vs. Roterend pielen

Voor draadstaven, profielen of buizen met een diameter van minder dan 25 mm heeft trekken-peelen grote voordelen ten opzichte van roteren-peelen. Het roteren van draadstaven beperkt de productiesnelheid en kan leiden tot golvende of spiraalvormige oppervlakken op kleine draadstaven. Het trek-peeling snijgereedschap scheert parallel aan de aanvoerrichting. Dit leidt tot een superieure oppervlaktetopografie langs de walsdraad en tot een hogere duurzaamheid van het trektrekgereedschap. Over het algemeen zijn de kosten voor trek-snijgereedschap lager dan roterende-snijsystemen.

Wat is het voordeel van ultrasoon ondersteund trekken (UADP)?

Voor het trekken van draadstangen is vermogen nodig om de wrijving te overwinnen en het materiaal te snijden. In een conventionele trekkrachtopstelling komt deze kracht alleen van de roterende capstan. De trekkracht op de walsdraad neemt toe met de snelheid van de lijn, de draaddiameter en de dikte van de schillaag. Treksterkte en rekgrens zijn kritieke factoren, vooral voor kleinere walsdraadstaven, omdat de verhouding tussen omtrek en dwarsdoorsnede hoger is voor kleinere diameters. Dit beperkt de lijnsnelheid van het trekken of maakt conventioneel trekken onmogelijk vanwege het hoge risico op breuken.
Ultrasoon ondersteund trekken maakt gebruik van een hoogfrequente longitudinale trilling van het scherpgerande snijgereedschap. De typische trillingsfrequentie is 20 kHz, de verplaatsing van de schilrand kan oplopen tot 100 micron (pk-pk). Hoe hoger de verhouding tussen de trillingssnelheid van het schilgereedschap en de snelheid van de draadstaaf is, hoe lager de trekkracht op de draad kan zijn. Daarom maakt ultrasoon aangedreven trekschillen snellere treklijnsnelheden of meer materiaalverwijdering in één schilstap mogelijk voor elke gegeven trekkrachtlimiet. De vermindering in trekkracht maakt ultrasoon aangedreven trekken het meest geschikt voor kleine materiaaldiameters en voor holle strengen, zoals buizen.
Draadstangen zijn gevoelig voor klapperen en breuken bij het starten en stoppen van de capstanaandrijving. Dit is problematischer bij zachte of zeer elastische materialen en kleine doorsneden. Het ultrasoon getrilde schilgereedschap beweegt 20.000 keer per seconde heen en weer. Deze continue beweging van de scheermatrijs vermindert de trekspanning en voorkomt klapperen en rimpelingen langs het oppervlak van de walsdraad.

Hoe meer de ultrasone trilling de snijkant van het snijgereedschap in het materiaal duwt, hoe lager de draadspanning kan zijn. Dit leidt tot aanzienlijke spanningsverminderingen tot 50%, afhankelijk van het materiaal en de afmetingen. In het algemeen biedt de spanningsvermindering de mogelijkheid om de lijnsnelheid te verhogen. Toch moet de staaldraadsnelheid minstens 20% onder de trillingssnelheid van het gereedschap liggen.