DE102015204275B3 - Method for resuming a wire-cutting operation with structured saw wire after interruption - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht durchgeführten Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Sägedrahts aus dem Werkstück, umfassend ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung ohne Schädigung der Trennspalte.The present invention relates to a method of resuming a wire-cut wire lapping process of a cylindrical workpiece into a plurality of disks after breaking and removing the saw wire from the workpiece, including re-inserting a saw wire into the formed separation gap and moving saw wire until uniform at the location of the cut interruption without damaging the separating column.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1, 9 und 13 zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht durchgeführten Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Sägedrahts aus dem Werkstück, umfassend ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung ohne Schädigung der Trennspalte.The present invention relates to a method according to the preamble of claims 1, 9 and 13 for resuming wire-cut lapping of a cylindrical workpiece into a plurality of disks after breaking and removing the saw wire from the workpiece, including re-inserting a saw wire in the formed separating gaps and a uniform movement of the saw wire up to the location of the cut interruption without damaging the separating column.

Für viele Anwendungen wird eine Vielzahl gleichartiger Scheiben aus bestimmten Ausgangsmaterialien benötigt, beispielsweise Glasscheiben als Substrate zur Herstellung von Magnetspeicherplatten, Scheiben aus Saphir oder Siliciumcarbid als Unterlage zur Fertigung optoelektronischer Bauteile oder Halbleiterscheiben zur Herstellung photovoltaischer Zellen („Solarzellen”) oder als Substrate zur Strukturierung elektronischer, mikroelektronischer oder mikroelektromechanischer Bauelemente. Scheiben als Substrate für elektronische Bauelemente oder photovoltaische Zellen werden auch als Wafer bezeichnet.For many applications, a variety of similar slices of certain starting materials is required, for example, glass sheets as substrates for the production of magnetic storage disks, discs of sapphire or silicon carbide as a base for the production of optoelectronic components or semiconductor wafers for the production of photovoltaic cells ("solar cells") or as substrates for structuring electronic , microelectronic or microelectromechanical components. Washers as substrates for electronic components or photovoltaic cells are also referred to as wafers.

Der Abstand von Vorder- und Rückseite einer Scheibe zueinander wird als Dicke der Scheibe bezeichnet und die Krümmung der Mittelfläche zwischen Vorder- und Rückseite als Form der Scheibe. Dicke und Form bilden zusammen die Geometrie der Scheibe, wobei eine besonders gleichförmige Dicke und eine Form mit geringer Krümmung einer guten Geometrie und eine ungleichförmige Dicke und stark gekrümmte Form einer schlechten Geometrie entspricht. Für anspruchsvolle Anwendungen müssen Scheiben eine besonders gute Geometrie aufweisen.The distance from the front and back of a disc to each other is referred to as the thickness of the disc and the curvature of the central surface between the front and back as a shape of the disc. Thickness and shape together form the geometry of the disk, with a particularly uniform thickness and a low curvature shape corresponding to good geometry and a nonuniform thickness and strongly curved shape to a poor geometry. For demanding applications, discs must have a particularly good geometry.

Das Ausgangsmaterial, aus dem die Scheiben abgetrennt werden, liegt meist in Form eines zylindrischen Stabs (Werkstück) vor. Ein Zylinder ist von einer ebenen Grundfläche, einer Deckfläche und einer Mantelfläche begrenzt. Grund- und Deckfläche werden auch als Stirnflächen bezeichnet.The starting material from which the discs are separated is usually in the form of a cylindrical rod (workpiece). A cylinder is limited by a flat base, a top surface and a lateral surface. Base and top surfaces are also referred to as end surfaces.

Das Abtrennen von Scheiben aus einem Werkstück erfolgt durch Aufheben des Materialzusammenhalts entlang von Trennflächen. Für eine Vielzahl gleichförmiger ebener Scheiben müssen die Trennflächen eben sein, senkrecht zur Werkstücksachse verlaufen, und benachbarte Trennebenen müssen gleiche Abstände zueinander aufweisen. Das Aufheben des Materialzusammenhalts erfolgt meist durch Span abhebende Verfahren. Als Span wird ein vom Werkstück gelöstes Teilchen bezeichnet. Das Volumen des entlang einer Trennebene mittels Spanabnahme entfernten Materials wird als Trennspalt bezeichnet. Für bestimmte Anwendungen können die Trennspalte auch um geringe Winkel, beispielsweise bis zu 2°, von der Senkrechten zur Werkstücksachse abweichen.The separation of slices from a workpiece is done by canceling the material cohesion along separating surfaces. For a plurality of uniform planar discs, the parting surfaces must be flat, perpendicular to the workpiece axis, and adjacent parting planes must be equidistant from one another. The dissolution of the material cohesion is usually done by chip-removing process. The term span refers to a particle released from the workpiece. The volume of material removed along a parting plane by chip removal is referred to as a separation nip. For certain applications, the separating gaps may also deviate from the perpendicular to the workpiece axis by small angles, for example up to 2 °.

Unter den Span abhebenden Verfahren zum Auftrennen eines Werkstücks in eine Vielzahl gleichartiger, dünner Scheiben mit besonders gleichmäßiger Dicke und besonders geringer Krümmung ihrer Form hat das Drahttrennläppen (Drahtsägen) besondere Bedeutung.Under the chip-removing method for cutting a workpiece into a plurality of similar, thin slices with a particularly uniform thickness and particularly low curvature of their shape, the Drahttrennläppen (wire saws) has special significance.

Der zum Auftrennen eines Stabes verwendete Sägedraht besteht beispielsweise aus gehärtetem Stahl (Pianodraht), Kunststoffen, Kohlefasern oder Metalllegierungen. Der Draht kann ein Element umfassen (monofilarer Draht) oder aus mehreren Elementen, die auch verschiedene Materialien umfassen können, verseilt sein. Sägedrähte zum Einsatz in Drahtsägen sind beispielsweise in EP0 799 655A1 , US 6,194,068 B1 oder DE 10 2012 007 815 A1 offenbart.The saw wire used to sever a rod consists, for example, of hardened steel (piano wire), plastics, carbon fibers or metal alloys. The wire may comprise one element (monofilament wire) or may be stranded from multiple elements, which may also comprise different materials. Saw wires for use in wire saws are for example in EP0 799 655A1 . US 6,194,068 B1 or DE 10 2012 007 815 A1 disclosed.

Zusätzlich zu dem in den oben genannten Schriften offenbarten Glattdraht, also einem Kreiszylinder von sehr großer Höhe, kann zum Drahttrennläppen von Werkstücken auch so genannter strukturierter Draht verwendet werden.In addition to the disclosed in the above-mentioned documents smooth wire, so a circular cylinder of very high height, so-called structured wire can be used for Drahttrennläppen of workpieces.

Ein strukturierter Draht umfasst einen geraden Glattdraht, der über seine gesamte Lauflänge kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen mit zickzackförmigen Abfolgen von durch plastische Verformung des Glattdrahts hergestellten Ausstülpungen und Einbuchtungen in Form von Wellen, Knicken oder Beulen versehen ist. Diese Verformungen werden häufig allgemein mit den englischen Begriffen „kinks” oder „crimps” bezeichnet und können sich in einer, zwei senkrecht aufeinander stehenden oder in beliebigen Ebenen, die die mittlere Drahtlängsrichtung enthalten, erstrecken.A structured wire comprises a straight, straight wire which is provided over its entire run length continuously or at regular intervals with zigzag sequences of protuberances and indentations in the form of waves, creases or bumps produced by plastic deformation of the smooth-wire. These deformations are often commonly referred to by the English words "kinks" or "crimps" and may extend in one, two orthogonal or arbitrary planes containing the central wire longitudinal direction.

Die Oberfläche eines strukturierten Drahtes weist somit Vertiefungen und Erhöhungen auf, in denen sich Slurry an den Draht anlagern kann, ohne beim Eintritt des Drahts in den Trennspalt oder im weiteren Drahtverlauf durch den Trennspalt abgestreift zu werden. Dieser zusätzliche Slurryvorrat in den Taschen der Vertiefungen bewirkt, dass der strukturierte Draht mehr Slurry in den Trennspalt einträgt als ein Glattdraht vergleichbaren Durchmessers.The surface of a structured wire thus has recesses and elevations in which slurry can attach to the wire without being stripped by the separation gap upon entry of the wire into the separation gap or in the further wire path. This additional slurry supply in the pockets of the depressions causes the structured wire to introduce more slurry into the separating gap than a smooth wire of comparable diameter.

Dadurch können beim Drahttrennläppen mit strukturiertem Draht unter anderem höhere Zeitspanvolumina und Scheiben mit besserer Geometrie erzielt werden als in einem Vergleichsschnitt mit einem glatten Draht eines Durchmessers, der dem des Wirkdurchmessers des strukturierten Drahts gleicht.As a result, wire stripping with structured wire can achieve, among other things, higher chip removal rates and better geometry disks than a comparative cut with a smooth wire of a diameter equal to the effective diameter of the patterned wire.

Das Zeitspanvolumen ist das durch den Trennvorgang je Zeiteinheit in Form von Spänen aus dem Werkstück entfernte Volumen Material. The material removal rate is the volume of material removed by the separation process per unit of time in the form of chips from the workpiece.

Beispiele für strukturierten Draht, der für das Drahttrennläppen geeignet ist, sind beispielsweise beschrieben in EP 1 827 745 B1 , US 2 860 862 A , JP 4 057 666 A2 , WO 12 069 314 A1 und WO 14 036 714 A1 .Examples of patterned wire suitable for wire-severing lapping are described, for example, in US Pat EP 1 827 745 B1 . US 2,860,862 A . JP 4 057 666 A2 . WO 12 069 314 A1 and WO 14 036 714 A1 ,

Während eines Drahttrennläppvorgangs reißt gelegentlich der Sägedraht. Ein Drahtriss kann beispielsweise von übermäßiger Drahtreibung im Trennspalt und eine dadurch überhöhte Drahtspannung zwischen den Drahtführungsrollen verursacht werden oder durch Defekte des Drahts selbst, beispielsweise in Form von Einschlüssen oder aufgrund übermäßiger Abnutzung.During a wire-cutting operation, the saw wire occasionally ruptures. For example, a wire tear may be caused by excessive wire friction in the separation gap and thereby excessive wire tension between the wire guide rollers, or by defects in the wire itself, for example, in the form of inclusions or excessive wear.

Ein Drahtriss führt zu einer Unterbrechung des Trennläppvorgangs. Meist muss, um den gerissenen Draht reparieren zu können, das teilweise eingesägte Werkstück vollständig aus dem Drahtgatter herausgefahren werden. Nach Reparatur des Drahtgatters muss das Werkstück dann zunächst wieder so in das Drahtgatter hineingefahren werden, dass in jedem Trennspalt genau ein Drahtabschnitt zu liegen kommt, und anschließend genau senkrecht zur Ebene des Drahtgatters und ohne Verschiebung des Drahtgatters in Richtung der Werkstückachse zugestellt werden, bis das Drahtgatter wieder am Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück zu liegen gekommen ist.A wire tear will interrupt the separation lapping process. In most cases, in order to be able to repair the broken wire, the partially sawed-in workpiece must be moved out of the wire gate completely. After repair of the wire gate, the workpiece must then first be driven back into the wire gate, that in each separation gap exactly one wire section comes to rest, and then be delivered exactly perpendicular to the wire gate plane and without displacement of the wire gate in the direction of the workpiece axis until the Wire gate again came to rest at the site of the cut interruption in the workpiece.

Das Einfädeln und Zustellen des Stabs bis auf die Schnitttiefe der Schnittunterbrechung wird auch Repositionieren genannt.The threading and advancement of the rod down to the cutting depth of the cut interruption is also called repositioning.

Wird das Abtrennen von Scheiben aus einem Werkstück unplanmäßig unterbrochen, beispielsweise durch einen Drahtriss (Drahtbruch), kühlen der Sägedraht, die Drahtführungsrollen und das Werkstück wieder ab, und es kann zu einer Kontraktion der Führungsrollen und des Werkstückes kommen (thermisch induzierte Längenänderung). Diese Kontraktionen sind in der Regel unterschiedlich, so dass es zu Dickenschwankungen der nach vollständigem Trennen vom Werkstück erhaltenen Scheiben kommen kann. Örtliche Dickenschwankungen der Scheiben werden auch als Sägeriefen bezeichnet.If the separation of slices from a workpiece is interrupted unscheduled, for example by a wire tear (wire break), the saw wire, the wire guide rollers and the workpiece cool again, and it can lead to a contraction of the guide rollers and the workpiece (thermally induced change in length). These contractions are usually different, so that there may be variations in thickness of the obtained after complete separation from the workpiece slices. Local thickness variations of the discs are also referred to as sawing depths.

Besonders schädlich sind jedoch Störungen der Ebenheit der Oberflächen der nach vollständigem Trennen vom Werkstück erhaltenen Scheiben. Dies wird als Krümmung, Verzug oder Welligkeit (warp) bezeichnet.However, particularly troublesome are disturbances of the flatness of the surfaces of the slices obtained after complete separation from the workpiece. This is called curvature, warping or waviness (warp).

Um eine Verschlechterung der Dickengleichförmigkeit der Scheiben oder der Ebenheit der Scheibenoberflächen bei der Wiederaufnahme des Trennläppvorgangs zu vermeiden, offenbart die Druckschrift DE 11 2009 001 747 T5 ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines Drahtsägeprozesses, bei dem nach einem unplanmäßigen Stillstand und vor der Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses die Temperierung des Werkstückes und der relevanten Teile der Drahtsäge (Sägedraht und Führungsrollen) durch ein temperatureinstellendes Medium, auf die Temperatur vor der Unterbrechung gewährleistet wird.In order to avoid a deterioration of the thickness uniformity of the discs or the flatness of the disc surfaces in the resumption of the Trennläppvorgangs, discloses the document DE 11 2009 001 747 T5 a method for resuming a wire sawing process, wherein after an unscheduled stop and before the resumption of the wire sawing process, the temperature of the workpiece and the relevant parts of the wire saw (saw wire and guide rollers) is ensured by a temperature-adjusting medium to the temperature before the interruption.

Gemäß DE 10 2012 221 904 A1 ist für die Wiederaufnahme eines unterbrochenen Trennläppvorgangs ein spezielles Pilgerschrittverfahren bevorzugt, bei dem zu Beginn des Fortsetzens des Trennvorgangs der Sägedraht zunächst jeweils um eine erste Länge in eine erste Richtung und anschließend um eine zweite Länge in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt wird, wobei die zweite Länge kürzer als die erste Länge ist. Pro Zyklus, also dem Bewegen des Drahtes in die erste und in die zweite Richtung, wird die erste Länge solange vergrößert, während die zweite Länge konstant bleibt, bis nach einer geeignet gewählten Anzahl von Pilgerschritten die erste Länge so lang ist, dass sie genau der eines unterbrechungsfreien Trennvorgangs bei der jeweiligen Schnitttiefe gleicht. Durch dieses Verfahren kann vermieden werden, dass am Ort der Schnittunterbrechung ein Dickensprung („Stufe”) in den bereits gesägten Scheiben entsteht.According to DE 10 2012 221 904 A1 For the resumption of an interrupted separation lapping process, a special pilgrim step method is preferred in which, at the beginning of the continuation of the separation process, the saw wire is first moved by a first length in a first direction and then by a second length in a second direction opposite to the first direction, wherein the second length is shorter than the first length. Per cycle, ie moving the wire in the first and in the second direction, the first length is increased while the second length remains constant until, after a suitable selected number of pilgrim steps, the first length is so long that they are exactly the same an uninterrupted separation process at the respective depth of cut is equal. By this method, it can be avoided that at the location of the cut interruption a thickness jump ("step") is formed in the already sawn slices.

Es hat sich nun gezeigt, dass die im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Schnittfortsetzung nach Unterbrechung unter Herausfahren des Werkstückes aus dem Drahtgatter für strukturierte Drähte ungeeignet sind, da die Oberflächen der mit einem Pilgerschrittverfahren von einem Werkstück bereits teilweise abgetrennten Scheiben Unebenheiten aufweisen. Diese Unebenheiten resultieren aus der ständigen Richtungsumkehr mit von links nach rechts und im nächsten Augenblick wieder von rechts nach links im Trennspalt verarmendem Slurry, wobei die Wände eines mit Pilgerschrittverfahren erzeugten Trennspalts (also die späteren Waferoberflächen) senkrecht zur Zustellrichtung des Werkstückes verlaufende Unebenheiten (Rillen) aufweisen. Diese Unebenheiten können beispielsweise ein Verhaken oder eine erhöhte Reibung an den Oberflächen einzelner Drahtabschnitte beim Wiedereinführen des Drahtgatters in die vorhandenen Sägespalte bedingen.It has now been found that the methods known in the state of the art for cutting continuation after interruption while moving the workpiece out of the wire gate are unsuitable for structured wires, since the surfaces of the slices which have already been partly separated from a workpiece by a pilgrim step method have unevennesses. These irregularities result from the constant reversal of direction from left to right and right again from the left to the next moment in the separating gap, whereby the walls of a separating gap produced by pilgrimage processes (ie the subsequent wafer surfaces) are irregular (grooves) perpendicular to the feed direction of the workpiece. exhibit. These bumps can, for example, cause snagging or increased friction on the surfaces of individual wire sections when reintroducing the wire gate in the existing Sägespalte.

Das Verhaken einzelner Drahtabschnitte des Drahtgatters kann, bedingt durch den Schlupf an den Drahtführungsrollen, zu einer unvorteilhaften Veränderung der Drahtspannung benachbarter Drahtabschnitte im Drahtgatter bis hin zum erneuten Reißen des Drahtes führen.The snagging of individual wire sections of the wire gate can, due to the slippage on the wire guide rollers, lead to a disadvantageous change in the wire tension of adjacent wire sections in the wire gate up to the renewed rupture of the wire.

Die erhöhte Reibung des Sägedrahtes beim Wiedereinführen des Drahtgatters in die vorhandenen Sägespalte kann von einer Verschlechterung der Nanotopologie bis hin zu irreparablen Riefen in den Oberflächen der bereits teilweise vom Werkstück abgetrennten Scheiben führen. Der Begriff Nanotopologie bezeichnet die lokale, auf die spätere Vorderseite (Bauteile tragende Seite) der erhaltenen Wafer bezogene lokale Unebenheit, d. h. die Abweichungen von der mittleren Ausgleichsebene innerhalb bestimmter Messfenster. Eine gute Nanotopologie (geringe Höhenschwankungen der Wafervorderseite) ist für die späteren Herstellung hochintegrierter, insbesondere mehrlagiger mikroelektronischer Bauelemente besonders wichtig. The increased friction of the saw wire in reintroducing the wire gate into the existing kerf may result in deterioration of the nanotopology to irreparable grooves in the surfaces of the slices already partially separated from the workpiece. The term nanotopology refers to the local local unevenness, ie the deviations from the mean level of compensation within certain measuring windows, which are related to the later front (components-carrying side) of the received wafers. A good nanotopology (low height fluctuations of the wafer front side) is particularly important for the later production of highly integrated, in particular multilayer, microelectronic components.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht begonnenen Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Trenndrahts aus dem Werkstück bereitzustellen, das ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung unter Vermeidung einer wirtschaftlich nicht vertretbaren bzw. irreparablen Schädigung der die Trennspalte begrenzenden Oberflächen ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a method of resuming wire-cut wire cutting lapping of a cylindrical workpiece into a plurality of disks after breaking and removing the separator wire from the workpiece, reintroducing a saw wire into the formed separation gap, and smoothly moving the saw wire up to the site of the cut interruption while avoiding economically unreasonable or irreparable damage to the separating gaps bounding surfaces allows.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein erstes Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend

  • a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4b
  • b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einem strukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in die Trennspalte 4,
und die strukturierten Drähte 5 im ersten und im zweiten Drahtgatter im Neuzustand bei der gleichen Drahtspannung den gleichen Wirkdurchmesser 9 haben, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 die zweite Drahtspannung größer ist als die erste Drahtspannung.The object is achieved by a first method according to claim 1 for resuming an incomplete separation of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 spanned, comprehensively
  • a) the removal of the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4b
  • b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structured wire 5 spanned wire gate in the separating column 4 .
and the structured wires 5 in the first and in the second wire gate in new condition at the same wire tension the same effective diameter 9 have, characterized in that prior to the insertion of the wire sections of the second wire gate in the existing separation gaps 4 the second wire voltage is greater than the first wire voltage.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein zweites Verfahren gemäß Anspruch 9 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend

  • a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4b
  • b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einem strukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in die Trennspalte 4,
und die strukturierten Drähte 5 im ersten und im zweiten Drahtgatter im Neuzustand bei der gleichen Drahtspannung den gleichen Wirkdurchmesser 9 haben, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen dem Werkstück 1 und den zwei zum Werkstück benachbarten Drahtführungsrollen 6 jeweils mindestens eine Stützrolle 25 so angeordnet ist, dass die mindestens eine Stützrolle 25 ein Durchbiegen 12 der Drahtabschnitte im zweiten Drahtgatter in Richtung der Werkstückzustellung begrenzt.The object is also achieved by a second method according to claim 9 for resuming an incomplete separation of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 spanned, comprehensively
  • a) the removal of the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4b
  • b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structured wire 5 spanned wire gate in the separating column 4 .
and the structured wires 5 in the first and in the second wire gate in new condition at the same wire tension the same effective diameter 9 have, characterized in that in each case between the workpiece 1 and the two wire guide rollers adjacent to the workpiece 6 in each case at least one support roller 25 is arranged so that the at least one support roller 25 a bending 12 limits the wire sections in the second wire gate in the direction of the workpiece delivery.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein drittes Verfahren gemäß Anspruch 13 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend

  • a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4
  • b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aufgespannten zweiten Drahtgatters in die Trennspalte 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleicher Drahtspannung im ersten und im zweiten Drahtgatter der Wirkdurchmesser 9 des ersten Drahtes 5 größer ist als der Wirkdurchmesser des zweiten Drahtes.
The object is also achieved by a third method according to claim 13 for resuming an incomplete separation of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 spanned, comprehensively
  • a) the removal of the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4
  • b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension spanned second wire gate in the separation column 4 , characterized in that at the same wire tension in the first and in the second wire gate of the effective diameter 9 of the first wire 5 greater than the effective diameter of the second wire.

Die drei erfindungsgemäßen Verfahren nach den Ansprüchen 1, 9 und 13 werden nach der Darstellung wesentlicher, für die erfindungsgemäßen Verfahren relevanter Aspekte, unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 detailliert beschrieben.The three methods according to claims 1, 9 and 13 according to the invention will become apparent after the presentation of essential aspects relevant to the method according to the invention, with reference to FIGS 1 to 3 described in detail.

Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:

1: Repositionieren eines strukturierten Drahts im Trennspalt nach Schnittunterbrechung mit einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren. 1 : Repositioning of a structured wire in the separating gap after interruption of cut with a method not according to the invention.

2: Repositionieren eines strukturierten Drahts im Trennspalt nach Schnittunterbrechung nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren. 2 : Repositioning a structured wire in the separation gap after interruption of cut according to the first method of the invention.

3: Repositionieren eines strukturierten Drahts im Trennspalt nach Schnittunterbrechung nach dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren. 3 : Repositioning a structured wire in the separating gap after interruption of cut according to the second method of the invention.

4: Zusammenhang zwischen Wirkdurchmesser eines Sägedrahtes und der Weite eines Trennspaltes. 4 : Relationship between effective diameter of a sawing wire and the width of a separating gap.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Werkstückworkpiece
22
Achse des WerkstücksAxis of the workpiece
33
Trennspaltgrund (Ort der Schnittunterbrechung)Separation gap reason (location of cut interruption)
44
Trennspaltseparating gap
55
strukturierter Drahtstructured wire
66
DrahtführungsrolleWire feed roll
77
Achse der DrahtführungsrolleAxle of wire guide roller
88th
Kerndurchmesser des DrahtsCore diameter of the wire
99
Wirkdurchmesser des DrahtsEffective diameter of the wire
1010
glatter (gerader) Drahtsmooth (straight) wire
1212
DrahtdurchbiegungWire deflection
1313
Austrittsdüse für flüssiges SchneidmittelExit nozzle for liquid cutting agent
1414
Flüssiges SchneidmittelLiquid cutting agent
1515
unidirektionale Drahtlängsbewegungunidirectional wire longitudinal movement
1616
Riefegroove
1717
Rotation der DrahtführungsrolleRotation of the wire guide roller
1818
ruckartige Bewegung (Entspannung) des strukturierten Drahts 5 jerky movement (relaxation) of the structured wire 5
1919
Andruckrollepinch
2020
Achse der AndruckrolleAxle of the pressure roller
2121
Rotation der AndruckrolleRotation of the pressure roller
2222
gleichmäßige Drahtbewegung durch den Trennspaltuniform wire movement through the separating gap
2323
Zustellbewegung des WerkstücksFeed movement of the workpiece
2525
Stützrollesupporting role
2626
Achse der StützrolleAxle of the support roller
2727
Rotation der StützrolleRotation of the support roller
2828
verschleißresistente Beschichtungwear-resistant coating
2929
Einhüllende des Werkstücks bei Zustellung durch das DrahtgatterEnvelope of the workpiece when fed through the wire gate
3030
Zustellbewegung der AndruckrolleFeed movement of the pressure roller
3131
Höhenverstellung der StützrollenHeight adjustment of the support rollers
AA
Amplitude der zickzackförmigen Ausstülpungen und Einbuchtungen in Querrichtung eines strukturierten DrahtsAmplitude of the zigzag-shaped protuberances and indentations in the transverse direction of a structured wire
DD
Durchmesser bzw. Wirkdurchmesser eines glatten DrahtsDiameter or effective diameter of a smooth wire
DLDL
DrahtlängsrichtungWire longitudinally
DWDW
Wirkdurchmesser eines strukturierten DrahtsEffective diameter of a structured wire
D90D90
Durchmesser, für den 90% der Körner einer Verteilung einen geringeren Durchmesser aufweisenDiameter for which 90% of the grains of a distribution have a smaller diameter
kk
dimensionslose Konstantedimensionless constant
kE k E
Federsteifigkeit des GlattdrahtsSpring stiffness of the smooth wire
kW k W
Federsteifigkeit der StrukturierungSpring stiffness of the structuring
l1 1
erste Länge der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittsfirst length of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
l2 l 2
zweite Länge der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittssecond length of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
v1 v 1
erste Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittsfirst speed of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
v2 v 2
zweite Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittssecond speed of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
veff v eff
Geschwindigkeit der Nettobewegung des Drahts während eines PilgerschrittsSpeed of net movement of the wire during a pilgrim step
WTWT
Ausdehnung der Trennspalte in Achsrichtung des WerkstücksExpansion of the separation column in the axial direction of the workpiece

Eine Vorrichtung zum Drahttrennläppen (Drahtsägen) eines Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben wird allgemein als Drahtsäge bezeichnet. In der DE 195 17 107 C2 sowie der US-5,771,876 sind das Funktionsprinzip einer Drahtsäge beschrieben, die zur Herstellung von Halbleiterscheiben geeignet ist.An apparatus for wire-cutting (sawing) a workpiece into a plurality of disks is generally referred to as a wire saw. In the DE 195 17 107 C2 as well as the US 5,771,876 are described the functional principle of a wire saw, which is suitable for the production of semiconductor wafers.

Zu den wesentlichen Komponenten dieser Drahtsägen gehören ein Maschinenrahmen, eine Vorschubeinrichtung und ein Sägewerkzeug, das aus einem Gatter (Drahtgatter, „wire web”) aus parallelen Drahtabschnitten besteht. Der Abstand der Drähte im Drahtgatter hängt von den gewünschten Zieldicken der abzutrennenden Scheiben ab und liegt für Scheiben aus Halbleitermaterial beispielsweise bei 100 bis 1000 μm.Among the essential components of these wire saws include a machine frame, a feed device and a sawing tool, which consists of a gate ("wire web") of parallel wire sections. The spacing of the wires in the wire gate depends on the desired target thicknesses of the slices to be separated and is, for example, 100 to 1000 μm for slices of semiconductor material.

Der zum Auftrennen eines Stabes verwendete Sägedraht besteht beispielsweise aus einem Glattdraht wie beispielsweise in EP 0 799 655A1 , US 6,194,068 B1 oder DE 10 2012 007 815 A1 offenbart oder aus einem strukturierten Draht, wie beispielsweise in EP 1 827 745 B1 , US 2 860 862 A , WO 12 069 314 A1 und WO 14 036 714 A1 offenbart.The saw wire used to sever a rod consists for example of a smooth wire such as in EP 0 799 655A1 . US 6,194,068 B1 or DE 10 2012 007 815 A1 disclosed or made of a structured wire, such as in EP 1 827 745 B1 . US 2,860,862 A . WO 12 069 314 A1 and WO 14 036 714 A1 disclosed.

Ein Glattdraht besitzt die Form eines Kreiszylinders von sehr großer Höhe.A smooth wire has the shape of a circular cylinder of very high height.

Ein strukturierter Draht bzw. Strukturdraht umfasst einen geraden Glattdraht, der über seine gesamte Lauflänge kontinuierlich oder in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen mit zickzackförmigen Abfolgen von Ausstülpungen und Einbuchtungen (Verformungen) in Form von Wellen, Knicken, oft als „Kinks” oder „Crimps” bezeichnet, versehen ist. Diese Verformungen des strukturierten Drahts können sich in einer, zwei senkrecht aufeinander stehenden oder in beliebigen Ebenen, die die mittlere Drahtlängsrichtung enthalten, erstrecken.A structured wire comprises a straight, straight wire which, over its entire run length, is referred to as "kinks" or "crimps" continuously or at regular or irregular intervals with zigzagged successions of protuberances and indentations (undulations) in the form of waves, kinks , is provided. These deformations of the patterned wire may extend in one, two orthogonal or arbitrary planes containing the central wire longitudinal direction.

Die Verformungen des strukturierten Drahts können eine oder mehrere Periodizitätslängen (Wellenlängen) in Drahtlängsrichtung und eine oder mehrere Amplituden (Wellenhöhen) in Drahtquerrichtung aufweisen. Sie können sich jeweils auf die besagten Ebenen beschränken oder die Ebenen wechseln und beispielsweise schraubenförmig um die Drahtlängsrichtung herum verlaufen (Helix).The deformations of the patterned wire may have one or more periodicity lengths (wavelengths) in the wire longitudinal direction and one or more amplitudes (wave heights) in the wire transverse direction. They can each refer to the said Restrict levels or change the levels and, for example helically around the wire longitudinal direction to run (helix).

In der Regel wird das Drahtgatter von einer Vielzahl paralleler, in einer Ebene liegender Drahtabschnitte gebildet, die zwischen mindestens zwei Drahtführungsrollen aufgespannt werden, wobei die Drahtführungsrollen drehbar gelagert sind und von denen mindestens eine angetrieben ist.In general, the wire gate is formed by a plurality of parallel, lying in a plane wire sections, which are spanned between at least two wire guide rollers, wherein the wire guide rollers are rotatably mounted and of which at least one is driven.

Die Drahtabschnitte können zu einem einzigen, endlichen Draht gehören, der spiralförmig um das Rollensystem geführt ist und von einer Vorratsrolle (Geberspule) auf eine Aufnahmerolle (Nehmerspule) abgespult wird, oder, wie beispielsweise aus der EP 522 542 A1 bekannt, in einer Vielzahl von endlosen Drahtschlaufen um das Rollensystem laufen. Die Drahtabschnitte des Drahtgatters weisen in der Regel eine definierte Grundspannung auf, die durch entsprechende Vorrichtungen in der Drahtsäge eingestellt werden kann. Durch diese Grundspannung bzw. Drahtspannung ist es gewährleistet, dass die Drahtabschnitte des Drahtgatters ohne Durchbiegung das Drahtgatter aufspannen.The wire sections may belong to a single, finite wire spirally guided around the roller system and unwound from a supply reel (donor coil) to a take-up reel (take-up reel), or, as shown in FIG EP 522 542 A1 Known to run in a variety of endless wire loops around the roller system. The wire sections of the wire gate generally have a defined basic voltage, which can be adjusted by corresponding devices in the wire saw. By this basic voltage or wire tension, it is ensured that the wire sections of the wire gate span without bending the wire gate.

Beim Abtrennvorgang wird das Werkstück vom Drahtgatter durchdrungen. Die Durchdringung wird mit einer Vorschubeinrichtung bewirkt, die das Werkstück gegen das Drahtgatter, das Drahtgatter gegen das Werkstück oder das Werkstück und das Drahtgatter gegeneinander führt.During the separation process, the workpiece is penetrated by the wire gate. The penetration is effected with a feed device which guides the workpiece against the wire gate, the wire gate against the workpiece or the workpiece and the wire gate against each other.

Beim Eindringen des Drahtgatters in das Werkstück wird der Sägedraht gemäß dem Stand der Technik in einer definierten Zeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit eine definierte Länge vorgespult (wire forward) und eine weitere definierte Länge zurückgespult (wire backward), wobei die Rücklauflänge in der Regel kürzer ist als die Vorlauflänge. Dieses Sägeverfahren wird auch als Pilgerschrittverfahren (pilgrim step motion oder reciprocating movement) bezeichnet und ist beispielsweise in DE 39 40 691 A1 sowie in US 2010 1630 10 A2 offenbart. Die Differenz aus den Längen der Vorwärtsbewegung und der Rückwärtsbewegung des Drahts über einen vollständigen Pilgerzyklus wird auch als Länge der Nettobewegung des Drahts über einen vollständigen Pilgerzyklus bezeichnet.Upon penetration of the wire gate in the workpiece, the saw wire according to the prior art in a defined time at a certain speed for a defined length forward (wire forward) and a further defined length rewound (wire backward), the return length is usually shorter as the lead length. This sawing process is also referred to as pilgrim stepping (or reciprocating movement) and is for example in DE 39 40 691 A1 as in US 2010 1630 10 A2 disclosed. The difference between the lengths of forward movement and the backward movement of the wire over a complete cycle of the pilgrim is also referred to as the length of net movement of the wire over a complete cycle of pilgrimage.

Das Auftrennen eines Werkstückes mit einer Drahtsäge in viele Scheiben erfolgt in Gegenwart eines flüssigen Schneidmittels, das u. a. für den Abtransport des durch den Sägedraht abgetragenen Materials aus der Sägespalte sorgt und gemäß dem Stand der Technik bevorzugt auf den Sägedraht aufgebracht wird. Das flüssige Schneidmittel enthält bevorzugt loses Schneidkorn (Abrasive), die den Zerspanvorgang unterstützen. Flüssige Schneidmittel mit losen Abrasiven werden auch als Sägesuspension, Sägeslurry, oder Slurry bezeichnet. In den erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung von flüssigen Schneidmitteln, enthaltend lose Abrasive, bevorzugt.The separation of a workpiece with a wire saw in many slices takes place in the presence of a liquid cutting means, the u. a. provides for the removal of the material removed from the sawing wire from the Sägespalte and preferably applied according to the prior art on the saw wire. The liquid cutting agent preferably contains loose cutting grain (abrasive) that aids in the machining process. Loose abrasive liquid abrasives are also referred to as sawing slurry, sawing slurry, or slurry. In the process according to the invention, the use of liquid cutting agents containing loose abrasives is preferred.

Der Sägedraht hat einen Wirkdurchmesser, der die Breite WT des durch Zerspanen des Werkstückes an der Kontaktstelle mit dem Sägedraht entstandenen Trennspaltes (Sägespaltes) bestimmt. Der Wirkdurchmesser eines Drahtes entspricht dabei dem Durchmesser der Projektion des Drahts entlang seiner mittleren Längsrichtung auf eine Ebene senkrecht zu dieser mittleren Drahtlängsrichtung. Die kürzeste geschlossene Kurve, die diese Projektion vollständig umrandet, wird im Folgenden als Hüllkurve bezeichnet.The sawing wire has an effective diameter which determines the width WT of the cutting gap (saw gap) produced by machining the workpiece at the point of contact with the saw wire. The effective diameter of a wire corresponds to the diameter of the projection of the wire along its central longitudinal direction to a plane perpendicular to this central wire longitudinal direction. The shortest closed curve that completely outlines this projection is hereafter called the envelope.

Bei einem Glattdraht, der kein fest gebundenes Schneidmittel enthält, ist der Wirkdurchmesser mit dem Drahtdurchmesser D identisch und seine Hüllkurve verläuft vollständig in seiner Mantelfläche.In a smooth wire, which contains no firmly bound cutting means, the effective diameter of the wire diameter D is identical and its envelope runs completely in its lateral surface.

Bei einem Glattdraht, dessen Oberfläche mit Schneidkorn belegt ist oder bei einem strukturierten Draht entspricht der Wirkdurchmesser dem Durchmesser der Hüllkurve dieses Drahtes. Der Durchmesser der Hüllkurve ergibt sich aus dem Durchmesser des Drahtes (Kerndurchmesser) plus der größten Höhe des Schneidkorns bzw. der größten Höhe der Verformungen des strukturierten Drahtes. Der Durchmesser der Hüllkurve ist also der Durchmesser in der Ebene senkrecht zur Drahtlängsrichtung, der alle Spitzen der über den Kerndurchmesser hinausragenden Ausstülpungen umschreibt.In the case of a smooth wire whose surface is covered with cutting grain or in the case of a structured wire, the effective diameter corresponds to the diameter of the envelope of this wire. The diameter of the envelope is given by the diameter of the wire (core diameter) plus the largest height of the cutting grain or the greatest height of the deformations of the structured wire. The diameter of the envelope is thus the diameter in the plane perpendicular to the wire longitudinal direction, which circumscribes all the tips of the protruding beyond the core diameter protuberances.

Kommt es beim Drahttrennläppen zu einem Riss des Sägedrahtes, kann das Auftrennen des Werkstückes nicht abgeschlossen werden. Zur Fortsetzung des Drahttrennläppens bis zum vollständigen Auftrennen des Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben muss in der Regel das Drahtgatter zur Reparatur aus dem Werkstück entfernt werden. Dies ist insbesondere nötig, wenn mit dem Pilgerschrittverfahren gesägt wird, da hierbei infolge der fortwährenden Richtungsumkehr der Drahtlängsbewegung das Drahtgatter bei einem Drahtriss weitgehend zerstört wird und in der Regel vollständig neu aufgebaut werden muss. Beim Sägen mit unidirektionaler Drahtlängsbewegung reißt der Draht meist auf der Drahtaustrittseite des Werkstücks, da er dort infolge Verschleißes durch Abnutzung dünner ist und daher eine verringerte Reißfestigkeit aufweist. In diesem Fall genügt es oft, die gerissenen Drahtenden zu verknoten oder zu verschweißen, da oft nur ein einziger oder einige wenige Drahtabschnitte gerissen sind, und einen etwaig zerstörten Bereich das Drahtgatter bis zur Beendigung des Trennvorgangs einfach „zu überspringen”, d. h. vom weiteren Trennvorgang auszuschließen.If there is a rupture of the saw wire during wire cutting, the cutting of the workpiece can not be completed. To continue the Drahttrennläppens until complete separation of the workpiece in a plurality of discs usually the wire gate must be removed for repair from the workpiece. This is particularly necessary when sawing with the pilgrim step method, since in this case the wire gate is largely destroyed in a wire tear as a result of the continuous reversal of direction of the wire longitudinal movement and usually has to be completely rebuilt. When sawing with unidirectional longitudinal wire movement, the wire tends to rupture on the wire exit side of the workpiece as it is thinner there due to wear and tear and therefore has reduced tear strength. In this case, it is often sufficient to knot or weld the torn wire ends, since often only a single or a few wire sections are torn, and a possibly destroyed area simply "skip" the wire gate until completion of the separation process, i. H. to exclude from the further separation process.

Wenn nach einem Drahtriss das Drahtgatter so weit zerstört ist, dass es vollständig neu aufgebaut werden muss, muss zunächst das Werkstück aus dem Drahtgatter bzw. das Drahtgatter aus dem Werkstück herausgefahren werden. Nach Reparatur des Drahtgatters muss zur Fortsetzung des Drahttrennläppens das Werkstück dann wieder in das reparierte Gatter hineingefahren werden und zwar so, dass zunächst in die Trennspalte, die der Draht bis zur Schnittunterbrechung gebildet hat, wieder genau jeweils ein Drahtabschnitt des reparierten Drahtgatters eingefädelt wird und dann das Werkstück solange weiter auf das Drahtgatter zugestellt wird, bis das Drahtgatter am Ort (Trennspaltgrund) der Schnittunterbrechung zu liegen kommt. Dieser Vorgang wird als Repositionieren bezeichnet. If, after a wire tear, the wire gate has been destroyed so far that it has to be completely rebuilt, the workpiece must first be removed from the wire gate or the wire gate must be removed from the workpiece. After repair of the wire gate, the workpiece must then be moved back into the repaired gate to continue the Drahttrennläppens in such a way that first in the separating column, which has formed the wire to the cut interruption again exactly each wire section of the repaired wire gate is threaded and then the workpiece is continued to be delivered to the wire gate until the wire gate comes to rest at the location (separation gap bottom) of the cut interruption. This process is called repositioning.

Im Einzelnen umfasst das Repositionieren des Drahtgatters, unter geringfügiger weiterer Zustellung des Werkstücks senkrecht auf das Drahtgatter zu, das Einfädeln jeden Drahtabschnitts in den jeweiligen Trennspalt, zu dem der Drahtabschnitt genau in Deckung steht, so dass eine zusätzlich zur vorhandenen Grundspannung weitere geringe Spannung in den Drahtabschnitten des Gatters aufgebaut wird, die die Drahtabschnitte in die jeweiligen Trennspalte hineingleiten lässt und ein Wieder-Herausgleiten verhindert, und ein langsames kontinuierliches weiteres Zustellen des Werkstücks senkrecht auf das Drahtgatter zu, wobei der Draht kontinuierlich unidirektional von der Geber- zu der Nehmerspule bewegt wird und dem Draht flüssiges Schneidmittel zugeführt wird, bis die Drahtabschnitte in Kontakt mit dem Trennspaltgrund gelangt sind. Die kontinuierliche unidirektionale Längsbewegung der Drahtabschnitte des Drahtgatters ist dabei erforderlich, um das flüssige Schneidmittel in die Trennspalte zu befördern, das dort als Gleitschmiermittel wirkt und ein gleichförmiges, unterbrechungs- und ruckfreies weiteres Eintauchen des Werkstücks in das Drahtgatter solange unterstützt, bis das Drahtgatter schließlich am Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück zu liegen kommt.In particular, the repositioning of the wire gate, with slight further delivery of the workpiece perpendicular to the wire gate to, includes threading each wire section into the respective separation gap, to which the wire section is exactly in line, so that in addition to the existing base voltage further low voltage in the Wire sections of the gate is constructed, which can slide the wire sections into the respective separating column and prevents re-slipping, and a slow continuous advancing the workpiece perpendicular to the wire gate, wherein the wire is continuously unidirectionally moved from the donor to the Nehmererspule and liquid cutting means is supplied to the wire until the wire portions have come into contact with the separation gap bottom. The continuous unidirectional longitudinal movement of the wire sections of the wire gate is required to carry the liquid cutting agent in the separation column, which acts as a sliding lubricant and supports a uniform, interruption and jerk-free further immersion of the workpiece in the wire gate until the wire gate finally on Location of cut interruption in the workpiece comes to rest.

Das Einfädeln eines Drahtabschnitts in den jeweiligen Trennspalt kann beispielsweise durch Beblasen der Kanten der teilabgetrennten Scheiben in Höhe des Drahtgatters mit Druckluft erfolgen. Dabei werden die teilabgetrennten Scheiben in Vibration in Richtung der Werkstückachse versetzt, wodurch die Trennspalte abwechselnd weiter und enger werden und die unter leichter Spannung in Zustellrichtung des Werkstücks befindlichen Drahtabschnitte nach und nach in die Trennspalte eintauchen.The threading of a wire section into the respective separating gap can take place, for example, by blowing the edges of the partially separated disks at the level of the wire gate with compressed air. In this case, the partially separated slices are set in vibration in the direction of the workpiece axis, whereby the separating gaps are alternately farther and narrower and gradually submerge the wire sections located under slight tension in the feed direction of the workpiece into the separating gaps.

Strukturierter Draht lässt sich nach der Schnittunterbrechung und dem Entfernen aus den Trennspalten häufig nur sehr schwierig und unter Inkaufnahme von Problemen beim Erhalt der gebildeten Trennspalte wieder repositionieren. Die Erfinder haben festgestellt, dass beim Bewegen des Drahtgatters aus strukturiertem Draht durch die Trennspalte bis zum Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück immer wieder einzelne Drahtabschnitte an bestimmten Schnitttiefen verharren (verkanten bzw. verklemmen) und vom weiter zugestellten Werkstück immer weiter ausgelenkt werden. Bei weiterer Zustellung des Werkstücks kann der verklemmte Drahtabschnitt erneut reißen oder durch zusätzlichen Materialabtrag infolge des Verharrens an der betreffenden Position im Trennspalt unter fortgesetzter Bewegung des Drahtes in Drahtlängsrichtung und somit fortgesetztem Materialabtrag eine Riefe in den Oberflächen der nach vollständigem Auftrennen des Werkstückes erhaltenen Scheiben erzeugen.Structured wire is often very difficult to reposition after interruption of cut and removal from the release gaps and at the cost of preserving the formed release gaps. The inventors have found that when moving the wire gate made of structured wire through the separating gaps to the place of interruption cut in the workpiece again and again individual wire sections at certain cutting depths remain (jam or jam) and are deflected by the further zuzulierte workpiece more and more. Upon further infeed of the workpiece, the jammed wire section may rupture again or create a score in the surfaces of the slices obtained after complete severing of the workpiece by additional material removal as a result of being stuck at the relevant position in the separation gap with continued wire movement in the wire longitudinal direction and thus continued material removal.

Die Reibung zwischen strukturiertem Draht und den Wänden der Trennspalte kann auch nicht durch Verzicht auf die Drahtlängsbewegung und stattdessen fortgesetztes Einblasen von Druckluft auf der Drahtaustrittseite des Werkstücks entlang der Berührungslinie von Werkstück und Drahtabschnitten des Drahtgatters verringert werden, in der Hoffnung, dass ein über den Einfädelvorgang bei ruhendem Drahtgatter hinaus fortgeführtes Vibrieren der teilabgetrennten Scheiben ein Verklemmen des Drahtes verhindert. Zwar werden durch die Vibration der teilweise abgetrennten Scheiben in schneller Folge die Trennspalte zwischen den teilweise abgetrennten Scheiben enger und weiter, was einem weiteren gleichmäßigen, ruckfreien Eintauchen des Werkstücks in das Drahtgatter förderlich wäre, jedoch wird durch das Einblasen von Luft in die Trennspalte auch das von der Drahtlängsbewegung in den Trennspalt eingetragene flüssige Schneidmittel, das reibungsvermindernd wirken soll, wieder aus dem Trennspalt ausgetrieben.Also, the friction between patterned wire and the walls of the separation column can not be reduced by dispensing with the wire longitudinal movement and instead continuing to inject pressurized air on the wire exit side of the workpiece along the line of contact of the workpiece and wire sections of the wire gate in the hope that one over the threading process with resting wire gate continued continued vibration of teilabgetrennten slices prevents jamming of the wire. Although the separation gaps between the partially separated slices become narrower and wider in rapid succession due to the vibration of the partially separated slices, which would promote further uniform, smooth immersion of the workpiece into the wire gate, blowing air into the separating slit also increases the volume from the wire longitudinal movement in the separation gap registered liquid cutting means, which should act to reduce friction, expelled again from the separation gap.

Selbst durch Variation der Geschwindigkeiten (Verlangsamung oder Steigerung) der Drahtlängsbewegung und der Zustellung des Werkstücks auf das Gatter kann bei einem strukturierten Draht ein gleichmäßiges Gleiten der Drahtabschnitte in die Trennspalte nicht erzielt werden.Even by varying the speeds (slowing or increasing) of the longitudinal wire movement and the delivery of the workpiece on the gate, a uniform sliding of the wire sections into the separating gaps can not be achieved with a structured wire.

Die Breite der Trennspalte, die durch das Einsägen eines Drahtgatters in ein Werkstück entstehen, wird sowohl durch den Wirkdurchmesser des Sägedrahtes als auch – bei Verwendung eines Sägedrahtes ohne fest gebundenes Schneidkorn – durch die Korngrößenverteilung im flüssigen Schneidmittel bestimmt (4).The width of the separating gaps, which are created by the sawing of a wire gate into a workpiece, is determined both by the effective diameter of the saw wire and - when using a saw wire without firmly bound cutting grain - by the particle size distribution in the liquid cutting means ( 4 ).

4(A) zeigt einen Draht 5 mit Strukturierung in dem von ihm im Werkstück 1 gebildeten Trennspalt 4. Der Strukturdraht 5 umfasst einen geraden Draht (Glattdraht), der bei der Herstellung durch plastische Verformung mit Ausstülpungen und Einbuchtungen im Wechsel so versehen ist, dass er eine wellenförmige Struktur in der Drahtlängsrichtung DL aufweist. 4 (A) shows a wire 5 with structuring in that of him in the workpiece 1 formed separating gap 4 , The structure wire 5 comprises a straight wire (smooth wire), which is provided during manufacture by plastic deformation with protuberances and recesses alternately so that it has a Wavy structure in the wire longitudinal direction DL has.

Ein Glattdraht 10 (4(B)) weist die Form eines geraden Kreiszylinders von sehr großer Höhe auf. Der Durchmesser D des Glattdrahts ist der Durchmesser der Grundfläche dieses Zylinders. Der Durchmesser steht senkrecht auf der Mantelfläche dieses Zylinders.A smooth wire 10 ( 4 (B) ) has the shape of a right circular cylinder of very high height. The diameter D of the smooth wire is the diameter of the base of this cylinder. The diameter is perpendicular to the lateral surface of this cylinder.

Nach Anbringen der Ausstülpungen und Einbuchtungen weist der aus einem Glattdraht gebildete Strukturdraht 5 keine zylindrische Form auf. Der Strukturdraht 5 verläuft jedoch innerhalb einer Einhüllenden 9. Die Einhüllende 9 ist dabei der Zylinder mit der kleinsten Grundfläche, der den strukturierten Draht 5 vollständig enthält. Im Spezialfall, dass die Ausstülpungen und Einbuchtungen im Mittel gleichmäßig in alle Drahtquerrichtungen und nicht nur, wie in 4(A) gezeigt, innerhalb der Zeichenebene von 4(A) ausgebildet sind, ist die Grundfläche des Zylinders, der die Einhüllende 9 bildet, ein Kreis. Der Durchmesser der Grundfläche des Zylinders bildet den Wirkdurchmesser DW des Strukturdrahts 5. Die mittlere Drahtlängsrichtung DL bezeichnet bei einem Strukturdraht die Richtung der Achse des Zylinders, dessen Mantelfläche die Einhüllende 9 bildet. Der Strukturdraht 5 ist im Trennspalt 4 von einem Film eines flüssigen Schneidmittels (Slurry) umgeben, so dass die Weite WT des Trennspalts 4 in Richtung der Achse des Werkstücks 1 größer ist als der Wirkdurchmesser DW des Strukturdrahts 5, WT > DW.After attaching the protuberances and indentations, the structured wire formed from a smooth wire 5 no cylindrical shape. The structure wire 5 but runs within an envelope 9 , The envelope 9 is the cylinder with the smallest footprint, the structured wire 5 completely contains. In the special case, that the protuberances and indentations on average evenly in all wire transverse directions and not only, as in 4 (A) shown within the drawing plane of 4 (A) are formed, the base of the cylinder, which is the envelope 9 forms a circle. The diameter of the base of the cylinder forms the effective diameter DW of the structure wire 5 , In the case of a structure wire, the mean wire longitudinal direction DL denotes the direction of the axis of the cylinder, the lateral surface of which is the envelope 9 forms. The structure wire 5 is in the separation gap 4 surrounded by a film of a liquid cutting agent (slurry), so that the width WT of the separating gap 4 in the direction of the axis of the workpiece 1 greater than the effective diameter DW of the structure wire 5 , WT> DW.

4(B) zeigt einen Draht 10 ohne Strukturierung (Glattdraht) in dem von ihm im Werkstück 1 gebildeten Trennspalt 4. Da ein Glattdraht 10 keine Ausstülpungen und Einbuchtungen in Drahtquerrichtung aufweist, sind Drahtdurchmesser D und Wirkdurchmesser DW identisch, D = DW. Der Glattdraht 10 weist die Form eines langgestreckten Zylinders auf. Daher ist die Einhüllende 9 des Glattdrahts identisch mit der Mantelfläche des (zylindrischen) Glattdrahts. Der Glattdraht ist im Trennspalt 4 ebenfalls von einem Film eines flüssigen Schneidmittels (Slurry) umgeben, so dass die Weite WT des Trennspalts 4 in Richtung der Achse des Werkstücks 1 größer ist als der Durchmesser D des Glattdrahts 10, WT > DW. 4 (B) shows a wire 10 without structuring (smooth wire) in the workpiece in the workpiece 1 formed separating gap 4 , Because a smooth wire 10 have no protuberances and indentations in the wire transverse direction, wire diameter D and effective diameter DW are identical, D = DW. The smooth wire 10 has the shape of an elongated cylinder. Therefore, the envelope is 9 of the smooth-wire identical to the lateral surface of the (cylindrical) smooth-wire. The smooth wire is in the separation gap 4 also surrounded by a film of a liquid cutting agent (slurry), so that the width WT of the separating gap 4 in the direction of the axis of the workpiece 1 larger than the diameter D of the smooth wire 10 , WT> DW.

Für die Korngrößenverteilung im flüssigen Schneidmittel ist der so genannte D90-Wert entscheidend. D90 bezeichnet den Durchmesser einer Verteilung von Korngrößen, für den 90% aller Körner der Verteilung einen kleineren oder maximal gleichen Durchmesser aufweisen. Der D90-Wert entspricht also dem Durchmesser des größten Korns, das in einer Verteilung in noch nicht zu vernachlässigender Anzahl gefunden wird.The so-called D90 value is decisive for the particle size distribution in the liquid cutting agent. D90 denotes the diameter of a distribution of grain sizes, for which 90% of all grains of the distribution have a smaller or the same maximum diameter. The D90 value thus corresponds to the diameter of the largest grain, which is found in a distribution in not insignificant number.

Versuche der Erfinder haben ergeben, dass die Breite WT der durch einen Glattdraht mit einem Durchmesser bzw. einer Drahtdicke D in Gegenwart einer Sägesuspension (flüssiges Schneidmittel mit losen Abrasiven) erzeugten Trennspalte durch die Gleichung (1), WT = D + 2 × D90 (1), beschrieben werden kann, da der Draht mit einem Schneidmittelfilm in einer Dicke umgeben ist, die dem D90-Wert der Korngrößenverteilung der Hartstoffe in dem flüssigen Schneidmittel entspricht.Experiments of the inventors have revealed that the width WT of the separation gaps created by a smooth wire with a diameter or a wire thickness D in the presence of a sawing suspension (loose abrasives) is given by equation (1), WT = D + 2 × D90 (1), can be described because the wire is surrounded with a cutting agent film in a thickness corresponding to the D90 value of the grain size distribution of the hard materials in the liquid cutting means.

Da bei einem einzigen, endlichen Draht der Draht beim Durchlaufen des Werkstückes vom Werkstückanfang bis zum Werkstückende durch Verschleiß kontinuierlich dünner wird, verändert sich auch die Dicke WT der Trennspalte vom Werkstückanfang bis zum Werkstückende. Diese Änderung wird durch die Gleichung (1) ebenfalls wiedergegeben.Since, in a single, finite wire, the wire is continuously thinner as it passes through the workpiece from the beginning of the workpiece to the end of the workpiece, the thickness WT of the separating column also changes from the start of the workpiece to the end of the workpiece. This change is also represented by equation (1).

Bei einem Versuch mit einem Glattdraht mit der Drahtdicke D = 175 μm des Frischdrahts, D = 163 μm des Altdrahts (nach Durchlaufen eines kreiszylinderförmigen Werkstückes aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm) und D90 = 22,3 μm ergibt sich gemäß Gleichung (1) für den Stabanfang eine Breite WT des Trennspalts von WT = 175 μm + 2 × 22,3 μm = 219,6 μm und für das Stabende eine Breite WT des Trennspalts von WT = 163 μm + 2 × 22,3 μm = 207,6 μm. Diese berechneten Werte stimmen im angegebenen Beispiel auf 0,05% mit den tatsächlich gemessenen Trennspaltbreiten WT überein. Die Modellannahme WT = D + 2 × D90 gibt also die tatsächliche Breite des Trennspalt für einen Glattdraht eines Durchmessers D und eines Hartstoffs mit größter Korngröße D90 sehr genau wieder.In a test with a smooth wire with the wire thickness D = 175 microns of the fresh wire, D = 163 microns of the old wire (after passing through a circular cylindrical workpiece made of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm) and D90 = 22.3 microns results according to equation (1) for the rod beginning a width WT of the separation gap of WT = 175 microns + 2 × 22.3 microns = 219.6 microns and for the rod end width WT of the separation gap of WT = 163 microns + 2 × 22 , 3 μm = 207.6 μm. In the given example, these calculated values correspond to 0.05% with the actually measured separation gap widths WT. The model assumption WT = D + 2 × D90 thus gives the actual width of the separating gap for a smooth wire of a diameter D and a hard material with the largest grain size D90 very accurately.

Gleichung (1) kann zur Berechnung der Breite eines durch einen strukturierten Draht erzeugten Trennspaltes (4a) nicht verwendet werden. Ein strukturierter Draht hat einen Kerndurchmesser D (entsprechend der Drahtdicke D eines Glattdrahts) und einen Wirkdurchmesser DW, der durch die Struktur des Drahtes mit seinen Ausstülpungen bedingt ist. Der Wirkdurchmesser eines Strukturdrahtes ergibt sich aus der Gleichung (2), DW = D + 2 × A (2), wobei der Ausdruck 2 × A einer Doppel-Amplitude (Spitze zu Spitze) der wellenförmigen Ausstülpungen entspricht. Bei einem strukturierten Draht kann nicht von einer gleichmäßigen Dicke des den Draht umgebenden Schneidmittelfilms ausgegangen werden.Equation (1) can be used to calculate the width of a separation gap created by a structured wire ( 4a ) Not used. A structured wire has a core diameter D (corresponding to the wire thickness D of a smooth wire) and an effective diameter DW, which is due to the structure of the wire with its protuberances. The effective diameter of a structure wire is given by equation (2), DW = D + 2 × A (2), wherein the term 2 × A corresponds to a double amplitude (peak to peak) of the wave-shaped protuberances. A structured wire can not be considered to have a uniform thickness of the cutting medium film surrounding the wire.

Versuche der Erfinder haben ergeben, dass die Breite WT der durch einen strukturierten Draht erzeugten Trennspalte durch die Gleichung (3), WT = DW + k × D90 (3), berechnet werden kann, wobei k eine dimensionslose Proportionalitätskonstante ist.Experiments of the inventors have revealed that the width WT of the separation gaps created by a patterned wire is given by Equation (3), WT = DW + k × D90 (3), can be calculated, where k is a dimensionless proportionality constant.

Für das Auftrennen eines kreiszylindrischen Werkstücks aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm, wurde beispielsweise für einen Strukturdraht mit einem Kerndurchmesser D = 175 μm, einer Doppelamplitude 2 × A = 23,5 μm und somit einem Wirkdurchmesser DW von 198,5 μm (berechnet mit Gleichung (2)) der Wert für die dimensionslose Proportionalitätskonstante k unter Zuhilfenahme der Gleichung (3) mit 1,5 ermittelt.For the cutting of a circular cylindrical workpiece of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm, for example, for a structure wire with a core diameter D = 175 microns, a double amplitude 2 × A = 23.5 microns and thus a working diameter DW of 198.5 μm (calculated using Equation (2)), the value for the dimensionless proportionality constant k is determined to be 1.5 using the equation (3).

Der den Wirkdurchmesser DW des strukturierten Drahtes umgebende Film aus flüssigem Schneidmittel ist im Mittel wesentlich dünner als der Film, den ein Glattdraht gleichen Durchmessers D im Trennspalt umgibt. Der strukturierte Draht „füllt” den von ihm geschaffenen Trennspalt besser aus als ein vergleichbarer Glattdraht, da der Strukturdraht das flüssige Schneidmittel hauptsächlich in den „Taschen” seiner Einbuchtungen mitnimmt (4a), und somit die Korngröße des Schneidmittels den resultierenden Durchmesser des Trennspalts nur teilweise bestimmt.The film of liquid cutting means surrounding the effective diameter DW of the structured wire is substantially thinner on average than the film which surrounds a smooth wire of the same diameter D in the separating gap. The structured wire "fills" the separating gap created by it better than a comparable smooth wire, since the structure wire takes the liquid cutting agent mainly in the "pockets" of its indentations ( 4a ), and thus the grain size of the cutting means only partially determines the resulting diameter of the separation gap.

Die bessere Versorgung des Trennspalts mit flüssigem Schneidmittel bei Verwendung eines strukturierten Drahtes rührt daher, dass sich der im Mittel dünnere, den Wirkdurchmesser umgebende flüssige Schneidmittelfilm fortwährend sehr effektiv aus diesen Vorräten speist.The better supply of the separating gap with liquid cutting means when using a structured wire stems from the fact that the medium thinner, the effective diameter surrounding liquid cutting agent film constantly very effectively fed from these supplies.

Aufgrund des vom Werkstückanfang zum Werkstückende hin bei einem einzigen, endlichen strukturierten Draht zunehmenden Drahtverschleißes im Drahtgatter verändert sich auch die Breite der einzelnen Trennspalte im Werkstück dahingehend, dass die Breite der Trennspalte vom Werkstückanfang zum Werkstückende hin abnimmt.Due to the beginning of the workpiece to the end of the work in a single, finite structured wire increasing wire wear in the wire gate, the width of the individual separation column in the workpiece changes to the effect that the width of the separation column decreases from the workpiece beginning to the end of the workpiece.

Für das Auftrennen eines kreiszylindrischen Werkstücks aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm, wurde beispielsweise für einen Strukturdraht mit einem Kerndurchmesser D = 175 μm, einer Doppelamplitude 2 × A = 23,5 μm und somit einem Wirkdurchmesser DW von 198,5 μm am Werkstückanfang eine Spaltbreite WT von 219,5 μm und am Werkstückende eine Spaltbreite WT von 207,5 μm gemessen. Somit weist der Strukturdraht am Werkstückende ein um bis zu 60% geringeres Spiel im Trennspalt auf als der vergleichbare Glattdraht. Nach Schnittunterbrechung, Reparatur und Ausstattung des Drahtgatters mit Frischdraht neigt ein Strukturdraht daher weit mehr zum Verklemmen im Trennspalt als ein Glattdraht gleichen Kerndurchmessers.For the cutting of a circular cylindrical workpiece of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm, for example, for a structure wire with a core diameter D = 175 microns, a double amplitude 2 × A = 23.5 microns and thus a working diameter DW of 198.5 .mu.m at the workpiece beginning a gap width WT of 219.5 microns and measured at the workpiece end a gap width WT of 207.5 microns. Thus, the structure wire at the workpiece end up to 60% less clearance in the separating gap than the comparable smooth wire. After cut interruption, repair and equipment of the wire gate with fresh wire, a structure wire therefore tends much more to jamming in the separating gap than a smooth wire of the same core diameter.

Die Drahtabschnitte im Sägegatter einer Drahttrennvorrichtung erfahren durch die zusätzlich wirkenden Reibungskräfte zwischen Werkstück und Sägedraht während des Trennvorgangs eine elastische Durchbiegung in Richtung der Zustellung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu und durch dieses hindurch. Rückstellkräfte entgegen der Zustellrichtung erzeugen den Anpressdruck des Drahts an den Trennspaltgrund, der erforderlich ist, damit durch Relativbewegung von Draht und Werkstück die materialabtragende Wirkung entfaltet werden kann.The wire sections in the sawing gate of a wire separating device experience through the additional frictional forces between the workpiece and saw wire during the separation process, a resilient deflection in the direction of the delivery of the workpiece to the wire gate and through it. Restoring forces counter to the feed direction generate the contact pressure of the wire to the separating gap, which is required so that by relative movement of the wire and workpiece, the material-removing effect can be deployed.

Durch die elastische Durchbiegung der Drahtabschnitte im Drahtgatter während des Trennvorgangs erhöht sich die Zugkraft und damit die Drahtspannung in Drahtlängsrichtung DL, mit der der Draht im Drahtgatter um die Drahtführungsrollen gewickelt ist.Due to the elastic deflection of the wire sections in the wire gate during the separation process, the tensile force and thus the wire tension increases in the wire longitudinal direction DL, with which the wire is wound in the wire gate around the wire guide rollers.

Für eine Drahtspannung im Drahtgatter von 30 N und einer elastischen Durchbiegung von 8 mm ergibt sich für einen Glattdraht aus Stahl mit einem Durchmesser D von 175 μm und einem Elastizitätsmodul von ca. 210 GPa auf einer freien Länge von 510 mm eine Drahtquerkraft von gut 2 N und einen Anstieg der Drahtlängskraft um knapp 2,5 N. Der Draht wird dabei um etwa 0,05% in Längsrichtung elastisch gedehnt. Die Querkontraktion, die der Glattdraht dabei erfährt, führt zu einer Abnahme seines Durchmessers von nur gut 40 nm (Nanometer), die vernachlässigt werden kann.For a wire tension in the wire gate of 30 N and an elastic deflection of 8 mm results for a smooth wire of steel with a diameter D of 175 microns and a modulus of about 210 GPa on a free length of 510 mm, a wire transverse force of well 2 N and an increase in the wire longitudinal force by just under 2.5 N. The wire is thereby elastically stretched by about 0.05% in the longitudinal direction. The transverse contraction experienced by the smooth-wire leads to a decrease in its diameter of just over 40 nm (nanometers), which can be neglected.

Beim Trennen eines Werkstücks mit Strukturdraht mit 175 μm Kern- und 199 μm Wirkdurchmesser des Frischdrahts haben die Erfinder etwas größere Drahtdurchbiegungen beobachtet, die mindestens zu den für den Glattdraht ermittelten Drahtlängsund -querkräften führen dürften. Die etwas größeren Drahtdurchbiegungen können in einer ersten Näherung damit erklärt werden, dass zu der durch das Elastizitätsmodul und dem Drahtquerschnitt gegebenen Steifigkeit kE des Glattdrahts, beim Strukturdraht parallel eine weitere Steifigkeit kW wirkt, die sich aus Steifigkeit der wellenförmigen Struktur des strukturierten Drahts ergibt, so dass die resultierende Gesamtsteifigkeit kstrukt des strukturierten Drahts geringer ist als die eines Glattdraht gleichen Kerndurchmessers: 1/kstrukt = 1/kE + 1/kW > 1/kE, also kstrukt < kE. Die Steifigkeit k wird auch als Federkonstante bezeichnet und wird in N/m angegeben.When separating a workpiece with structure wire with 175 micron core and 199 micron effective diameter of the fresh wire, the inventors have observed slightly larger wire deflections, which should lead at least to the determined for the smooth wire Drahtlängsund- transverse forces. The somewhat larger wire deflections can be explained in a first approximation by the fact that the stiffness k E of the smooth wire given by the modulus of elasticity and the wire cross-section, in the structure wire parallel another stiffness k W resulting from stiffness of the wavy structure of the structured wire , so that the resulting overall stiffness k strukt of the structured wire is less than that of a smooth wire of the same core diameter: 1 / k strukt = 1 / k e + 1 / k W> 1 / k e, so k strukt <k e. The stiffness k is also called the spring constant and is expressed in N / m.

Messungen des Wirkdurchmessers DW des frischen Strukturdrahts bei verschiedenen Drahtlängsspannungen haben jeweils einen Wirkdurchmesser von 200,6 μm bei 25 N und 196,4 μm bei 35 N ergeben. Der strukturierte Draht erfährt also bereits bei geringen Änderungen der Drahtlängskraft eine deutliche Änderung seines Durchmessers, nämlich bei einer Zunahme der Drahtlängskraft um 2,5 N eine Durchmesserverringerung um gut 1 μm. Der Wirkdurchmesser des im Beispiel angegebenen Strukturdrahts verringert sich unter Längsspannung des Drahts somit über 50-mal so stark wie der Durchmesser des im Beispiel angegebenen Glattdrahts bei gleicher Längsspannung.Measurements of the effective diameter DW of the fresh structural wire at different wire-length stresses have each yielded an effective diameter of 200.6 μm at 25 N and 196.4 μm at 35 N. Thus, even with slight changes in the wire longitudinal force, the structured wire undergoes a clear change in its diameter, namely a reduction in diameter by a good 1 μm given an increase in the longitudinal force of the wire by 2.5 N. The effective diameter of the structural wire specified in the example is thus reduced by more than 50 times as much as the diameter of the smooth-wire element in the example given the same longitudinal stress under longitudinal tension of the wire.

Daraus ergibt sich eine Nachgiebigkeit (Elastizität) des Strukturdrahts in Querrichtung bei Zug in Längsrichtung von –0,42 μm/N. Die Nachgiebigkeit ist der Kehrwert der Steifigkeit bzw. Federkonstanten und wird in m/N angegeben.This results in a compliance (elasticity) of the structure wire in the transverse direction with tension in the longitudinal direction of -0.42 microns / N. The compliance is the reciprocal of the stiffness or spring constant and is given in m / N.

Da das flüssige Schneidmittel eine gewisse Viskosität hat, sind aufgrund der hohen Reibungskräfte bei der Bewegung des Strukturdrahts durch das viskose flüssige Schneidmittel und der am Trennspaltgrund verrichteten Spanarbeit die tatsächlich auf den Strukturdraht wirkenden Kräfte und die daraus resultierenden Verringerungen des Wirkdurchmessers DW jedoch deutlich größer als die durch die vorstehenden einfachen Betrachtungen ermittelten.However, because the liquid cutting agent has a certain viscosity, due to the high frictional forces in the movement of the structural wire through the viscous liquid cutting means and the cutting work done on the separating gap bottom, the forces actually acting on the structure wire and the resulting reductions in effective diameter DW are significantly greater than those determined by the above simple considerations.

Beim Strukturdraht gelangen beim Trennvorgang nur die Ausstülpungen der zickzackförmigen Verformungen unter Druck und Relativbewegung in Kontakt mit den Hartstoffen des flüssigen Schneidmittels und den Wänden der Trennspalte. Der Strukturdraht unterliegt daher einem örtlich sehr ungleichförmigem Verschleiß.In the structure wire arrive during the separation process only the protuberances of the zigzag deformations under pressure and relative movement in contact with the hard materials of the liquid cutting means and the walls of the separation column. The structure wire is therefore subject to a locally very non-uniform wear.

Die Nachgiebigkeit in Querrichtung bei Zug in Längsrichtung eines Strukturdrahts und somit dessen resultierender Querschnitt, der Wirkdurchmesser DW, nimmt mit dem Verschleiß des strukturierten Drahts stark zu, da der die Steifigkeit verleihende Querschnitt durch selektiven Verschleiß an den Kontaktflächen („Spitzen”) der Ausstülpungen stark abnimmt. Für den Glattdraht gilt dies nicht, da dieser mit allen Punkten seiner Oberfläche gleichermaßen unter Druck und Relativbewegung in Kontakt mit Hartstoffen und Trennspaltwänden gelangt und somit einem sehr gleichförmigen Verschleiß unterliegt.The compliance in the transverse direction with tension in the longitudinal direction of a structure wire and thus its resulting cross section, the effective diameter DW, increases strongly with the wear of the structured wire, since the rigidity imparting cross section by selective wear on the contact surfaces ("tips") of the protuberances strong decreases. This does not apply to the smooth wire, since it comes with all points of its surface equally under pressure and relative movement in contact with hard materials and Trennspaltwänden and thus subject to a very uniform wear.

Die erfindungsgemäßen Verfahren werden im Folgenden einzeln ausführlich und anhand von Figuren beschrieben. Das Drahtgatter vor der Schnittunterbrechung wird im Rahmen dieser Erfindung auch als erstes Drahtgatter bezeichnet. Das zum Repositionieren verwendete Drahtgatter wird im Rahmen dieser Erfindung auch als zweites Drahtgatter bezeichnet.The methods according to the invention are described below in detail individually and with reference to figures. The wire gate before the cut interruption is referred to in the context of this invention as the first wire gate. The wire gate used for repositioning is also referred to as a second wire gate in the context of this invention.

Der Schnittbeginn, also der Beginn des Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben bis zur Unterbrechung, erfolgt bei den erfindungsgemäßen Verfahren mit einem ersten strukturierten Draht 5. Dieser erste strukturierte Draht 5 wird durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem in einer Ebene liegenden und aus parallel angeordneten Drahtabschnitten bestehenden Drahtgatter aufgespannt, wobei die Drahtabschnitte vor dem Kontakt mit dem Werkstück eine Grundspannung bzw. erste Drahtspannung aufweisen, die ein „Durchhängen” der einzelnen Drahtabschnitte verhindert. Der erste strukturierte Draht hat unter der Grundspannung im Drahtgatter einen Wirkdurchmesser 9.The start of cutting, ie the beginning of the cutting of a workpiece 1 in a plurality of slices to the interruption, takes place in the inventive method with a first structured wire 5 , This first structured wire 5 is passed through at least two wire guide rollers 6 spanned to a lying in a plane and consisting of parallel wire sections wire gate, the wire sections before contact with the workpiece have a base voltage or first wire tension, which prevents "sagging" of the individual wire sections. The first structured wire has an effective diameter below the base tension in the wire gate 9 ,

Die erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt eingesetzt, wenn die Schnittunterbrechung bei einer Trennspalttiefe von etwa zwei Dritteln oder mehr des Werkstückdurchmessers aufgetreten sind, da sich in diesem Fall ein Repositionieren des zweiten Drahtgatters ohne Bildung von Riefen in den Trennspaltwänden als besonders schwierig erwiesen hat.The methods according to the invention are preferably used when the cutting interruption has occurred at a separation gap depth of about two-thirds or more of the workpiece diameter, since repositioning of the second wire gate without formation of grooves in the separation gap walls has proven particularly difficult in this case.

Erstes VerfahrenFirst procedure

Zur Beschreibung des ersten Verfahrens (Anspruch 1) zeigt 1 zunächst als Vergleichsbeispiel den Vorgang des Repositionierens eines strukturierten Drahts nach Schnittunterbrechung und Entfernen des Drahts 5 aus dem Werkstück 1 in einem zuvor vom strukturierten Draht 5 geschaffenen Trennspalt 4 mit einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren.For a description of the first method (claim 1) shows 1 first, as a comparative example, the process of repositioning a patterned wire after cutting interruption and removing the wire 5 from the workpiece 1 in a previously structured wire 5 created separation gap 4 with a method not according to the invention.

1(A) zeigt das Werkstück 1 mit einer Achse 2, in das zuvor durch Zustellung 23 des Stabs auf ein Gatter aus Abschnitten eines strukturierten Drahts 5 Trennspalte 4 bis zu einer Tiefe 3 (Trennspaltgrund) erzeugt worden sind, nach Schnittunterbrechung und Entfernen des Werkstücks 1 aus dem Drahtgatter. Das Werkstück 1 wird soweit wieder auf das Drahtgatter zugestellt (23), dass es sich in Berührung mit dem Drahtgatter befindet, aber noch keine Drahtdurchbiegung 10 des Drahtgatters erzeugt wird. Der strukturierte Draht 5 weist daher den großen Wirkdurchmesser 9 eines nicht zusätzlich durch Drahtdurchbiegung belasteten Strukturdrahts 5 auf. Dieser Wirkdurchmesser 9 ist wesentlich größer als der Kerndurchmesser 8 des strukturierten Drahts 5. Zu diesem Zeitpunkt wird der Draht 5 noch nicht in Drahtlängsrichtung bewegt und dem Drahtgatter kein flüssiges Schneidmittel aus der Austrittsdüse für flüssiges Schneidmittel (Slurrydüse) 13 zugeführt. 1 (A) shows the workpiece 1 with an axis 2 , in the previously by delivery 23 of the rod on a gate made of sections of a structured wire 5 separation column 4 to a depth 3 (Trennspaltgrund) have been generated after cutting interruption and removal of the workpiece 1 from the wire gate. The workpiece 1 will be delivered to the wire gate so far ( 23 ) that it is in contact with the wire gate, but still no wire deflection 10 of the wire gate is generated. The structured wire 5 therefore has the large effective diameter 9 a structural wire not additionally loaded by wire deflection 5 on. This effective diameter 9 is much larger than the core diameter 8th of the textured wire 5 , At this point, the wire becomes 5 not yet moved in the wire longitudinal direction and the wire gate no liquid cutting means from the outlet nozzle for liquid cutting agent (Slurrydüse) 13 fed.

1(B) zeigt das Werkstück 1, das weiter auf das Gatter aus Abschnitten des strukturierten Drahts 5 zugestellt worden ist, so dass das Drahtgatter eine Durchbiegung um ein bis zwei Millimeter in Zustellrichtung 23 aufweist und die einzelnen Drahtabschnitte des Gatters in die Trennspalte 4 durch gleichsinnige Rotation 17 der Drahtführungsrollen 6 um ihre Achsen 7 unidirektional (15) in Drahtlängsrichtung unter Zugabe von flüssigem Schneidmittel 14 eingefädelt worden sind, und unter gleichzeitiger weiterer Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu, dieses in Richtung auf den Ort 3 der Schnittunterbrechung im Werkstück bewegt wird. Da sich die Slurrydüse 13 in Richtung der unidirektionalen Drahtlängsbewegung 15 gesehen vor dem Werkstück 1 befindet, zieht der Draht 5 dabei flüssiges Schneidmittel 14 in die Trennspalte 4 ein, das als Gleit- oder Schmiermittel wirkt und eine gleichmäßige Drahtbewegung durch die Trennspalte unterstützt. 1 (B) shows the workpiece 1 , which continues on the gate of sections of the structured wire 5 has been delivered, so that the wire gate a deflection by one to two millimeters in the feed direction 23 and the individual wire sections of the gate in the separation column 4 through the same direction of rotation 17 the wire guide rollers 6 around their axes 7 unidirectional ( 15 ) in the wire longitudinal direction with the addition of liquid cutting agent 14 have been threaded, and with simultaneous further delivery of the workpiece 1 towards the wire gate, this towards the place 3 the cut interruption in the workpiece is moved. Since the Slurrydüse 13 in the direction of unidirectional wire longitudinal movement 15 seen in front of the workpiece 1 is located, the wire pulls 5 while liquid cutting agent 14 in the separation column 4 which acts as a lubricant or lubricant and supports a uniform wire movement through the separating gaps.

Da der Strukturdraht 5 zunächst den großen Wirkdurchmesser 9 aus 1(A) aufweist, verklemmt er in 1(B) im Trennspalt 4 und wird bei weiterer Zustellung 23 des Werkstücks 1 aus der Ebene des unbelasteten Drahtgatters hinaus auf das Drahtgatter zu in Zustellrichtung des Werkstücks 1 ausgelenkt.As the structure wire 5 First, the large effective diameter 9 out 1 (A) he jammed in 1 (B) in the separating gap 4 and will be on further delivery 23 of the workpiece 1 from the plane of the unloaded wire gate on the wire gate in the feed direction of the workpiece 1 deflected.

2(B) zeigt einen Strukturdraht 5, der bereits so stark in Stabzustellrichtung ausgelenkt ist (hohe Drahtdurchbiegung 12), dass durch Längsdehnung und Querkontraktion sein Wirkdurchmesser 9 wesentlich kleiner geworden ist als er es beim nicht durch Drahtauslenkung zusätzlich gedehnten Draht 5 des unbelasteten Gatters in 1(A) ist. 2 B) shows a structure wire 5 , which is already so strongly deflected in rod feed direction (high wire deflection 12 ), that by longitudinal expansion and transverse contraction its effective diameter 9 has become much smaller than it is in the wire not additionally stretched by wire deflection 5 of the unloaded gate in 1 (A) is.

Nachdem der Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5 nun durch starke Drahtdurchbiegung 12 (1(B)) so dünn geworden ist, dass er nicht mehr im Trennspalt 4 verklemmt, zeigt 1(C) den wieder freigekommenen Draht 5 nach einer ruckartigen, entlastenden Sprungbewegung 18 in Richtung auf den Ort 3 der Schnittunterbrechung zu. Durch die Entlastung 18 nimmt der strukturierte Draht 5 wieder den großen Wirkdurchmesser 9 des nicht durchgebogenen Drahts 5 an, wodurch er erneut im Trennspalt 4 verklemmt und zunächst nicht weiter in Richtung auf den Ort 3 der Schnittunterbrechung im Stab gleiten kann.After the effective diameter 9 of the textured wire 5 now by strong wire deflection 12 ( 1 (B) ) has become so thin that it is no longer in the separation gap 4 jammed, shows 1 (C) the re-released wire 5 after a jerky, relieving jump movement 18 towards the place 3 the cut interruption too. By the discharge 18 takes the structured wire 5 again the big effective diameter 9 of the unbent wire 5 , causing him again in the separation gap 4 jammed and initially no further towards the place 3 the cut interruption in the bar can slide.

Durch das Verklemmen des Drahts 5 ist aufgrund fortgesetzter Drahtlängsbewegung 15 unter Zugabe von flüssigem Schneidmittel 14 ein zusätzlicher Materialabtrag entstanden, der sich nach vollständigem Auftrennen des Werkstücks 1 als lokale Verjüngung 16 (Riefe) in der Oberfläche der entstandenen Scheiben äußert. 1(C) zeigt die Situation in Sicht entlang der Werkstückachse 2 (linkes Teilbild) und in Sicht quer auf die Werkstückachse 2 (rechtes Teilbild).By jamming the wire 5 is due to continued wire longitudinal movement 15 with the addition of liquid cutting agent 14 An additional material removal occurred after the complete separation of the workpiece 1 as a local rejuvenation 16 (Riefen) in the surface of the resulting discs expresses. 1 (C) shows the situation in view along the workpiece axis 2 (left part of the picture) and in view across the workpiece axis 2 (right part of picture).

Durch die beim Repositionieren erfolgende weitere Zustellung des Stabs auf das Drahtgatter zu wiederholt sich das Wechselspiel aus Verklemmen und Springen des strukturierten Drahts mit einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren bei dessen Bewegung durch den Trennspalt 4 auf den Ort der Schnittunterbrechung 3 zu, und es entsteht entgegen der Zustellrichtung des Werkstücks 1 eine annähernd regelmäßige Abfolge mehr oder weniger paralleler Riefen 16 mit Längsausdehnung in Drahtlaufrichtung.By taking place during repositioning further delivery of the rod to the wire gate to repeat the interplay of jamming and jumping of the structured wire with a method not according to the invention as it moves through the separation gap 4 on the place of the cut interruption 3 to, and it arises contrary to the feed direction of the workpiece 1 an approximately regular sequence of more or less parallel grooves 16 with longitudinal extent in the wire running direction.

Im ersten erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 1) wird als neuer Draht für das Repositionieren des zweiten Drahtgatters strukturierter Draht 5 verwendet, der bei der gleichen Drahtspannung (Drahtlängsspannung) im Drahtgatter den gleichen Wirkdurchmesser 9 aufweist wie der erste strukturierte Draht 5 (jeweils bezogen auf den jeweiligen Neuzustand des Drahtes).In the first method according to the invention (claim 1) is a new wire for the repositioning of the second wire gate structured wire 5 used at the same wire tension (wire longitudinal tension) in the wire gate the same effective diameter 9 like the first structured wire 5 (in each case based on the respective new state of the wire).

Das erste erfindungsgemäße Verfahren vermeidet das Verklemmen des (neuen) strukturierten Drahts 5 bei der Repositionierung im Trennspalt 4 dadurch, dass der strukturierte Draht 5 bevorzugt während des Repositioniervorgangs, mindestens aber beim Einfädeln der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen (durch das erste Drahtgatter erzeugten) Trennspalte 4, mit einer höheren zweiten Drahtspannung als die Grundspannung bzw. erste Drahtspannung vor der Schnittunterbrechung beaufschlagt und sein Wirkdurchmesser DW damit im Vergleich zu dem Wirkdurchmesser DW des strukturierten Drahtes 5 vor der Schnittunterbrechung reduziert wird.The first method according to the invention avoids the jamming of the (new) structured wire 5 during repositioning in the separating gap 4 in that the structured wire 5 preferably during the Repositioningiervorgangs, but at least when threading the wire sections of the second wire gate in the existing (generated by the first wire gate) separating gaps 4 , is applied with a higher second wire tension than the base tension or first wire tension before the cut interruption and its effective diameter DW thus in comparison with the effective diameter DW of the structured wire 5 is reduced before the cut interruption.

In einer ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens wird die Erhöhung der zweiten Drahtspannung im zweiten Drahtgatter dadurch erreicht, dass vor dem Wiedereinführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 strukturierter Draht 5 mit einer höheren Drahtspannung aus einem Drahtvorrat zugeführt wird als vor der Schnittunterbrechung. Die Drahtabschnitte des ersten Drahtgatters, mit denen vor der Schnittunterbrechung die Trennspalte 4 im Werkstück 1 erzeugt worden sind, haben dementsprechend eine geringere erste Drahtspannung aufgewiesen.In a first embodiment of the first method, the increase in the second wire tension in the second wire gate is achieved by re-inserting the wire sections of the second wire gate into the existing separation gaps 4 structured wire 5 supplied with a higher wire tension from a wire supply than before the cut interruption. The wire sections of the first wire gate with which before the cut interruption, the separation column 4 in the workpiece 1 have been correspondingly exhibited a lower first wire tension.

Zunächst wird dabei nach einer Schnittunterbrechung das Werkstück 1 umgekehrt zur Zustellrichtung aus dem ersten Drahtgatter heraus und von diesem weg bewegt. Falls ein Drahtriss die Ursache für die Schnittunterbrechung ist, die ein Herausfahren des Werkstücks 1 aus dem ersten Gatter erforderlich gemacht hat, werden alle Drahtreste aus den bereits geschaffenen Trennspalten 4 und aus der Drahtsäge entfernt.First, after a cut interruption, the workpiece 1 reversed to the feed direction out of the first wire gate and away from it. If a wire tear is the cause of the cut interruption, which is a retraction of the workpiece 1 made from the first gate, all wire remains from the already created separation columns 4 and removed from the wire saw.

Wesentliches Merkmal des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das Repositionieren des aus strukturiertem Draht 5 bestehenden zweiten Drahtgatters mit einer höheren zweiten Drahtgrundspannung erfolgt, als diejenige erste Drahtgrundspannung im ersten Drahtgatter, mit der die Trennspalte im Werkstück 1 vor der Schnittunterbrechung gebildet wurden.An essential feature of the first method according to the invention is that the repositioning of the structured wire 5 existing second wire gate with a higher second wire ground voltage than that first wire ground voltage in the first wire gate, with the separating gaps in the workpiece 1 were formed before the cut interruption.

Da beim der Schnittunterbrechung vorangegangenen Bilden der Trennspalte 4 der Draht an dem Werkstückende, an dem der Draht bei seiner Bewegung um die zweite Länge in die zweite Richtung eines Pilgerschrittzyklus' den letzten Trennspalt 4 verlässt, wegen Verschleißes einen gegenüber dem des entgegengesetzten Werkstückendes, an dem der Draht zuvor als Frischdraht eingetreten ist, reduzierten Durchmesser aufweist, ist am erstgenannten Werkstückende der Trennspalt 4 wesentlich enger als am letztgenannten.Since at the cut interrupt preceding formation of the separation column 4 the wire at the workpiece end, on which the wire as it moves around the second length in the second direction a pilgrim step cycle 'the last separation gap 4 leaves because of wear one opposite to the opposite end of the workpiece, where the wire has previously entered as a fresh wire, reduced diameter, is at the former end of the workpiece separation gap 4 much narrower than the latter.

Zur vollständigen Belegung aller Windungen im zweiten Drahtgatter mit Draht 5 nach der Reparatur wird frischer (neuer) strukturierter Draht 5 aus dem vorhandenen Drahtvorrat nachgezogen. Nach Reparatur des Drahtgatters befindet sich somit zwangsläufig stets frischer Draht 5 im zweiten Drahtgatter.For complete assignment of all turns in the second wire gate with wire 5 after the repair becomes fresh (new) structured wire 5 pulled from the existing wire supply. After repair of the wire gate is thus inevitably always fresh wire 5 in the second wire gate.

Dieser frische Draht 5 weist einen unter der im zweiten Drahtgatter anliegenden zweiten Grundspannung einen Wirkdurchmesser 9 auf, der deutlich größer ist als der mittlere Wirkdurchmesser 9 des teilverschlissenen Drahts 5, mit dem zuvor die Trennspalte 4 gebildet worden sind. Im Bereich der besonders engen Trennspalte 4 am Altdraht-Austrittsende des Werkstücks 1 kann der Frischdraht 5 sogar einen Wirkdurchmesser 9 aufweisen, der größer ist als die in diesem Bereich des Werkstücks vorhandene Trennspaltbreite WT.This fresh wire 5 has an effective diameter under the second base voltage applied in the second wire gate 9 on, which is significantly larger than the mean effective diameter 9 the partially worn wire 5 , with the previously the separation column 4 have been formed. In the area of the particularly narrow separation gaps 4 at the old wire exit end of the workpiece 1 can the fresh wire 5 even an effective diameter 9 have, which is greater than the existing in this region of the workpiece separation gap width WT.

Dies gilt insbesondere dann, wenn die Trennspalte 4 vor der Schnittunterbrechung mit einem strukturierten Draht 5 gebildet wurden und nach Reparatur des Drahtgatters frischer strukturierter Draht 5 das zweite Drahtgatter bildet, da zusätzlich zum Drahtverschleiß die Abnahme des Wirkdurchmessers 9 des strukturierten Drahts 5 aus der zusätzlichen Drahtdurchbiegung (entsprechend einer zusätzlichen Drahtspannung in Drahtlängsrichtung DL) während des Trennvorgangs resultiert. Somit sind im Vergleich zum beim Repositionieren nur mit Grundspannung im reparierten zweiten Drahtgatter vorliegenden Frischdraht 5 daher die Trennspalte 4 besonders eng.This is especially true when the separation column 4 before the cut interruption with a textured wire 5 and after repair of the wire gate fresh structured wire 5 the second wire gate forms, in addition to the wire wear, the decrease of the effective diameter 9 of the textured wire 5 resulting from the additional wire deflection (corresponding to an additional wire tension in the wire longitudinal direction DL) during the separation process. Thus, in comparison to the present in the repositioning with basic voltage in the repaired second wire gate fresh wire 5 hence the separation column 4 especially tight.

Die Grundspannung (Nennspannung) ist die Spannung des Drahts in Drahtlängsrichtung DL im unbelasteten (nicht im Eingriff mit dem Werkstück befindlichen) Drahtgatter und entspricht damit dem Betrag der Drahtlängsspannung, mit der der Draht während des Trennvorgangs dem Drahtgatter aus dem Frischdrahtvorrat zugeführt wird. Bei einem strukturierten Draht mit einem Kerndurchmesser von beispielsweise 175 μm beträgt die Grundspannung bevorzugt zwischen 20 und 45 N und besonders bevorzugt 30 N.The basic voltage (rated voltage) is the tension of the wire in the wire longitudinal direction DL in the unloaded (not in engagement with the workpiece) wire gate and thus corresponds to the amount of wire longitudinal tension, with which the wire is supplied to the wire gate from the Frischdrahtvorrat during the separation process. In the case of a structured wire with a core diameter of, for example, 175 μm, the base stress is preferably between 20 and 45 N and particularly preferably 30 N.

Zu dieser Grundspannung gehört ein resultierender effektiver Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5. Je stärker der strukturierte Draht 5 vorgespannt wird, desto mehr nimmt sein effektiver Wirkdurchmesser 9 ab.This basic stress requires a resulting effective effective diameter 9 of the textured wire 5 , The stronger the structured wire 5 is biased, the more decreases its effective effective diameter 9 from.

Wenn der strukturierte Draht 5 Spanarbeit am Werkstück 1 verrichtet, wirkt eine zusätzliche Kraft in Drahtquerrichtung auf den Draht 5, die dem Zeitspanvolumen proportional ist, d. h. je mehr Volumen an Material je Zeiteinheit zerspant wird, desto größer ist die Kraft in Drahtquerrichtung. Das Zeitspanvolumen wird durch die Geschwindigkeit der Werkstückzustellung bestimmt. Diese Drahtquerkraft führt zu einer Drahtdurchbiegung. Mit der Erhöhung der Drahtquerkraft (Drahtdurchbiegung) geht stets auch eine Erhöhung der Kraft in Drahtlängsrichtung DL, also einer zusätzlichen Spannung, einher. Diese zusätzlich zur Grundspannung auf den strukturierten Draht 5 in Drahtlängsrichtung DL wirkende Spannung „streckt” den Strukturdraht und macht ihn somit „schlanker”, d. h. der resultierende Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5 ist somit geringer als der Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5 unter Grundspannung.If the structured wire 5 Chip work on the workpiece 1 performed, an additional force in the wire transverse direction acts on the wire 5 , which is proportional to the chip removal volume, ie the more volume of material per unit time is machined, the greater the force in the wire transverse direction. The material removal rate is determined by the speed of workpiece delivery. This wire transverse force leads to a wire deflection. With the increase in the wire lateral force (wire deflection) is always accompanied by an increase in the force in the wire longitudinal direction DL, so an additional voltage. This in addition to the basic voltage on the structured wire 5 In the wire longitudinal direction DL acting tension "stretches" the structure wire and thus makes it "slimmer", ie the resulting effective diameter 9 of the textured wire 5 is thus less than the effective diameter 9 of the textured wire 5 under ground voltage.

Mit zunehmendem Zeitspanvolumen (Tischvorschubgeschwindigkeit) nimmt die Drahtdurchbiegung zu und der effektive Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5 ab. Mit abnehmendem effektivem Wirkdurchmesser 9 des strukturierten Drahts 5 nimmt auch die Weite WT des gebildeten Trennspalts 4 ab. Ein durch schnelles Sägen gebildeter Trennspalt 4 ist bei einem Strukturdraht 5 immer enger als ein durch langsames Sägen gebildeter und somit erst recht enger als der Trennspalt 4, der einem unbelasteten strukturierten Draht entsprechen würde.As the chip removal rate (table feed rate) increases, the wire deflection increases and the effective effective diameter increases 9 of the textured wire 5 from. With decreasing effective effective diameter 9 of the textured wire 5 also takes the width WT of the formed separation gap 4 from. A separating gap formed by rapid sawing 4 is with a structure wire 5 always narrower than one formed by slow sawing, and therefore rather narrower than the separating gap 4 which would correspond to an unloaded structured wire.

Für einen Glattdraht 10 gibt es diesen Mechanismus des mit Drahtbelastung abnehmenden Drahtdurchmessers nicht, da die Abnahme des Wirkdurchmessers DW (entsprechend dem Durchmesser D) des Glattdrahts 10 bei Erhöhung der Drahtspannung in Drahtlängsrichtung DL vernachlässigbar ist. Für einen Glattdraht 10 ist ein mit schnellem Schnitt erzeugter Trennspalt 4 genauso weit wie ein durch langsamen Schnitt gebildeter Trennspalt 4. Nur bei extrem langsamer Zustellung des Werkstücks auf das Drahtgatter wird auch der durch einen Glattdraht erzeugte Trennspalt etwas weiter, da jeder bewegte Draht beispielsweise durch Vibration auch eine gewisse Eigenbewegung in Drahtquerrichtung senkrecht zur Zustellrichtung vollführt und den Trennspalt daher langsam aufweitet. Im Fall eines Stopps der Werkstückzustellung bei fortgesetzter Drahtlängsbewegung kann sogar eine Kerbe in den Wänden der Trennspalte erzeugt werden.For a smooth wire 10 There is no such mechanism of wire loading decreasing wire diameter, since the decrease in effective diameter DW (corresponding to the diameter D) of the plain wire 10 when increasing the wire tension in the wire longitudinal direction DL is negligible. For a smooth wire 10 is a split gap created with fast cutting 4 as far as a dividing gap formed by slow cutting 4 , Only at extremely slow delivery of the workpiece on the wire gate and the gap produced by a smooth wire is something further, as each moving wire performs, for example, by vibration and some self-motion in the wire transverse direction perpendicular to the feed direction and therefore slowly expands the separation gap. In the case of stopping the workpiece feed with continued wire longitudinal movement, even a notch may be created in the walls of the separation gap.

Erfindungsgemäß wird nach Reparatur des Drahtgatters aus dem Frischdrahtvorrat dem zweiten Drahtgatter strukturierter Draht 5 von mindestens der Länge zugeführt, die der Länge des in allen Windungen des Drahts im Drahtgatter enthaltenen Drahts entspricht. Der Wert der Erhöhung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter vor der Repositionierung, der ein klemmfreies gleichmäßiges Gleiten des Drahtes 5 beim Repositionieren sicher gewährleistet, hängt bei einem strukturierten Draht 5 sowohl vom jeweiligen Drahtkerndurchmesser 8 als auch von der Ausgestaltung der Strukturierung (z. B. Wellenlänge und Amplitude der zickzack-förmigen Ausstülpungen und Einbuchtungen, Wahl der transversalen Ebenen, in denen diese verlaufen) ab.According to the second wire gate is structured wire after repair of the wire gate from the fresh wire supply 5 of at least the length corresponding to the length of the wire contained in all turns of the wire in the wire gate. The value of increasing the wire tension in the second wire gate prior to repositioning, which provides jam-free smooth sliding of the wire wire 5 Safely guaranteed during repositioning depends on a structured wire 5 both from the respective wire core diameter 8th as well as the design of the structuring (eg wavelength and amplitude of the zigzag-shaped protuberances and indentations, choice of the transversal planes in which they run).

Die Erhöhung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter kann nicht beliebig erfolgen, da jeder Draht eine im Wesentlichen durch das Material und durch die Materialstärke (Drahtdurchmesser) bestimmte maximale Bruchspannung (engl.: ultimate tensile strength, oder tensile strength) hat, also eine Spannung, bei der der Draht reißt.The increase in the wire tension in the second wire gate can not be arbitrary, since each wire has a maximum by the material and by the material thickness (wire diameter) determined maximum ultimate tensile strength (or tensile strength), ie a voltage at the wire breaks.

Weist beispielsweise ein Draht aus gehärtetem Stahl mit 0,9% Kohlenstoffgehalt und einem Kerndurchmesser von 175 μm eine maximale Bruchspannung von 85 N auf, hat ein Draht aus gleichem Material mit Kerndurchmesser 140 μm eine Bruchspannung von 58 N.For example, if a 0.9% carbon steel tempered steel wire having a core diameter of 175 μm has a maximum breaking stress of 85 N, a wire of the same material having a core diameter of 140 μm has a breaking stress of 58 N.

Im ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drahtspannung im zweiten Drahtgatter wenigstens zu Beginn des Repositionierens, also vor dem Einfädeln der Drahtabschnitte des Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4, so gewählt, dass die Drahtlängsspannung (Drahtspannung, Grundspannung) im Drahtgatter größer ist als die Drahtlängsspannung im ersten Drahtgatter vor der Schnittunterbrechung.In the first method according to the invention, the wire tension in the second wire gate is at least at the beginning of repositioning, ie before the threading of the wire sections of the wire gate into the existing separation gaps 4 , chosen so that the wire longitudinal tension (wire tension, basic tension) in the wire gate is greater than the wire longitudinal tension in the first wire gate before the cut interruption.

Für das erfindungsgemäße erste Verfahren ist eine Erhöhung der Drahtspannung wenigstens zu Beginn des Repositionierens auf bis zu 75% der Bruchspannung bevorzugt, um den strukturierten Draht 5 gleichmäßig durch einen zuvor von ihm gebildeten Trennspalt 4 zu bewegen. Besonders bevorzugt ist eine Erhöhung der Drahtspannung wenigstens zu Beginn des Repositionierens auf bis zu 60% der Bruchspannung.For the first method of the invention, increasing the wire tension at least at the beginning of repositioning to up to 75% of the breaking stress is preferred over the patterned wire 5 evenly through a separating gap previously formed by him 4 to move. Particularly preferred is an increase in the wire tension at least at the beginning of the repositioning to up to 60% of the breaking stress.

Beispiele für die sich daraus ergebenden Verringerungen der Wirkdurchmesser 11 sind in der Beschreibung der ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens genannt. Die Grundspannung bezeichnet den Betrag der Drahtlängsspannung, mit der der Draht während des Trennvorgangs dem Drahtgatter aus dem Frischdrahtvorrat zugeführt wird.Examples of the consequent reductions in the effective diameter 11 are mentioned in the description of the first embodiment of the first method. The base voltage refers to the amount of wire longitudinal tension with which the wire is fed during the separation process, the wire gate from the fresh wire supply.

Da während des Repositionierens, im Gegensatz zum Trennvorgang, keine Spankräfte (Kraft in Drahtquerrichtung) auf die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters einwirken und der Draht 5 beim Repositionieren auch keiner weiteren Schwächung durch Verschleiß unterliegt, besteht durch die im Vergleich zum Trennvorgang erhöhte Drahtspannung keine Bruchgefahr des Drahts 5.Since during Repositionierens, in contrast to the separation process, no Spankräfte (force in the wire transverse direction) act on the wire sections of the second wire gate and the wire 5 There is no risk of breakage of the wire due to the increased wire tension in comparison to the cutting process 5 ,

Die Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit jeder Vorrichtung zum Drahttrennläppen gemäß dem Stand der Technik erfolgen.The implementation of the first method according to the invention can be carried out with any wire-cutting apparatus according to the prior art.

Nach dem Zuführen von neuem (frischem bzw. unverschlissenem) strukturierten Draht 5 mit einer im Vergleich zu vor der Schnittunterbrechung erhöhten Spannung zum zweiten Drahtgatter, wird im ersten Verfahren das zweite Drahtgatter in Richtung der Zustellung des Werkstücks 1 auf das zweite Drahtgatter zu in Deckung mit den Trennspalten 4 im Werkstück 1 gebracht, so dass zu jedem Trennspalt 4 genau ein Drahtabschnitt des zweiten Drahtgatters in Deckung vorliegt. Anschließend wird das Werkstück 1 weiter zugestellt, bis das Werkstück 1 das zweite Drahtgatter berührt und die Drahtabschnitte um ca. 1 bis 2 mm in Zustellrichtung ausgelenkt werden. Die mit dieser geringen Drahtdurchbiegung einhergehende weitere Erhöhung der Drahtspannung ist gering gegen die gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte erhöhte Drahtspannung und erhöht das Drahtbruchrisiko daher nicht.After feeding new (fresh or unworn) structured wire 5 with an increased voltage to the second wire gate compared to before the cut interruption, in the first method, the second wire gate in the direction of the delivery of the workpiece 1 on the second wire gate to coincide with the separating gaps 4 in the workpiece 1 brought so that to each separation gap 4 exactly one wire section of the second wire gate is in cover. Subsequently, the workpiece becomes 1 further delivered until the workpiece 1 touches the second wire gate and the wire sections are deflected by about 1 to 2 mm in the feed direction. The further increase in the wire tension associated with this small wire deflection is small compared with the increased wire tension carried out according to the first method according to the invention and therefore does not increase the risk of wire breakage.

Tauchen die Drahtabschnitte noch nicht selbsttätig in die Trennspalte 4 ein, können beispielsweise durch Beblasen der Kanten der teilabgetrennten Scheiben in Höhe des Drahtgatters mit Druckluft die teilabgetrennten Scheiben in Vibration in Richtung der Werkstückachse 2 versetzt werden, wodurch die Trennspalte 4 abwechselnd weiter und enger werden und die unter leichter Spannung in Zustellrichtung des Werkstücks 1 befindlichen Drahtabschnitte nach und nach in die Trennspalte 4 eintauchen.Do not immerse the wire sections automatically in the separation column 4 For example, by blowing the edges of the partially separated disks at the level of the wire gate with compressed air, the partially separated disks vibrate in the direction of the workpiece axis 2 be offset, causing the separation column 4 alternately further and narrower and under slight tension in the feed direction of the workpiece 1 gradually located wire sections in the separation column 4 plunge.

Sobald alle Drahtabschnitte in die Trennspalte 4 eingetaucht sind, wird dem zweiten Drahtgatter flüssiges Schneidmittel 14 über die Düsen 13 zugeführt und durch bevorzugt unidirektionale Rotation 21 der Drahtführungsrollen 6 der Draht 5 mit einer ersten Geschwindigkeit in Drahtlängsrichtung bewegt, während gleichzeitig das Werkstück 1 weiter mit einer ersten Geschwindigkeit kontinuierlich auf das Drahtgatter bzw. das Drahtgatter auf das Werkstück 1 zugestellt wird.Once all the wire sections in the separation column 4 immersed, the second wire gate is liquid cutting means 14 over the nozzles 13 supplied and by preferably unidirectional rotation 21 the wire guide rollers 6 the wire 5 moved at a first speed in the wire longitudinal direction, while at the same time the workpiece 1 continue with a first speed continuously on the wire gate or the wire gate on the workpiece 1 is delivered.

Die bevorzugte erste Geschwindigkeit, mit der das Werkstück 1 während des Repositionierens auf das Drahtgatter bzw. das Drahtgatter auf das Werkstück 1 zugestellt wird, beträgt 25 bis 500 mm/min. Die bevorzugte erste Geschwindigkeit, mit der der Draht während des Repositionierens in Drahtlängsrichtung bewegt wird, beträgt 0,25 bis 5 m/s.The preferred first speed with which the workpiece 1 during Repositionierens on the wire gate or the wire gate on the workpiece 1 is delivered, is 25 to 500 mm / min. The preferred first speed at which the wire is moved in the wire longitudinal direction during repositioning is 0.25 to 5 m / s.

Bevorzugt werden sowohl die Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks auf das Drahtgatter zu als auch die Drahtgeschwindigkeit in Längsrichtung während des Repositionierens in Abhängigkeit von der Position des Drahtgatters im Werkstück 1 von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit geändert, wobei die Position des Drahtgatters im Werkstück 1 während der Änderung der Drahtgeschwindigkeit in Drahtlängsrichtung bevorzugt zwischen 0% und 33% des Durchmessers des Werkstückes 1 liegt. 0% entspricht dabei der Position des Drahtabschnittes am Beginn des Trennspaltes.Both the feed rate of the workpiece to the wire gate and the wire speed in the longitudinal direction during repositioning depending on the position of the wire gate in the workpiece are preferred 1 changed from a first speed to a second speed, wherein the position of the wire gate in the workpiece 1 during the change of the wire speed in the wire longitudinal direction preferably between 0% and 33% of the diameter of the workpiece 1 lies. 0% corresponds to the position of the wire section at the beginning of the separation gap.

Darüber hinaus können die erste Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks auf das Drahtgatter bzw. des Drahtgatters auf das Werkstück zu und die erste Drahtgeschwindigkeit, also die unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung, gleich oder unterschiedlich sein. Ebenfalls können die zweite Zustellgeschwindigkeit und die zweite Drahtgeschwindigkeit gleich oder unterschiedlich sein.In addition, the first feed rate of the workpiece to the wire gate or the wire gate on the workpiece and the first wire speed, so the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction, the same or different. Also, the second feed speed and the second wire speed may be the same or different.

Bevor der Strukturdraht 5 zusätzliche Last durch Reibung und Spanarbeit beim Fortsetzen des Trennvorgangs aufnimmt, wird bevorzugt bereits während des Repositionierens damit begonnen, die im zweiten Drahtgatter vorhandenen Länge an Draht 5 mit erhöhter Spannung gegen Draht 5 mit reduzierter Spannung auszutauschen. Dadurch wird bis zum Erreichen des Orts der Schnittunterbrechung 3 der Draht 5 im zweiten Drahtgatter nicht überlastet und die Gefahr eines Drahtrisses vermieden.Before the structure wire 5 receives additional load by friction and chip work in the continuation of the separation process is preferably already begun during repositioning, the existing wire in the second wire length 5 with increased tension against wire 5 replace with reduced voltage. This will until reaching the location of the cut interruption 3 the wire 5 not overloaded in the second wire gate and avoided the risk of wire breakage.

Unterschiedliche Drahtspannungen in einem Drahtgatter, das von mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 aufgespannt wird, werden zwar teilweise durch Drahtschlupf infolge der Gleitschmierwirkung des flüssigen Schneidmittels 14 ausgeglichen, dieser Ausgleich der Drahtlängsspannungen wirkt sich aber nur über einige wenige benachbarter Windungen im Drahtgatter aus.Different wire tensions in a wire gate, that of at least two wire guide rollers 6 Although is spanned, are partially due to wire slip due to the sliding lubricant effect of the liquid cutting agent 14 balanced, this compensation of the wire longitudinal stresses but affects only a few adjacent turns in the wire gate.

Die am Ende des Repositionierungsvorgang eingestellte reduzierte Spannung im zweiten Drahtgatter wird bevorzugt so gewählt, dass die reduzierte Drahtspannung der Drahtspannung entspricht, mit der vor der Schnittunterbrechung die Trennspalte 4 gebildet wurden und mit der nach Erreichen des Orts der Schnittunterbrechung 3 das Werkstück 1 bis zum vollständigen Auftrennen in eine Vielzahl gleichförmiger Scheiben der Trennvorgang beendet werden soll.The reduced voltage in the second wire gate set at the end of the repositioning operation is preferably selected such that the reduced wire tension corresponds to the wire tension with the separation gap before the cut interruption 4 were formed and with after reaching the place of cut interruption 3 the workpiece 1 until complete separation into a plurality of uniform slices of the separation process is to be terminated.

Bevorzugt erfolgt die Verringerung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im ersten erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Werkstück 1 beim Repositionieren um ein Drittel (33%) seines Durchmessers in das Drahtgatter eingetaucht ist.Preferably, the reduction of the wire tension in the second wire gate in the first method according to the invention takes place when the workpiece 1 when repositioning by one third (33%) of its diameter is immersed in the wire gate.

Ebenfalls bevorzugt erfolgt die Verringerung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im ersten erfindungsgemäßen Verfahren, unabhängig von der Position der Schnittunterbrechung im Werkstück 1, wenn das zweite Drahtgatter beim Wiedereinführen in die Trennspalte 4 um ein Drittel (33%) bezogen auf die Trennspalttiefe eingetaucht ist.Also preferably, the reduction of the wire tension in the second wire gate in the first method according to the invention, regardless of the position of the cut interruption in the workpiece 1 when the second wire gate when re-entering the separation column 4 immersed by a third (33%) based on the separation gap depth.

Nach dem Wiedereinführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die Trennspalte 4 des Werkstücks 1 erfolgt bevorzugt die Verringerung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter während des Repositionierens gleichzeitig mit der Wahl einer zweiten Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung und des Werkstücks 1 und der Wahl einer zweiten Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstückes 1 auf das Drahtgatter zu, während sich die Drahtabschnitte bei Schnitttiefen von größer 0 bis 33% bezogen auf den Durchmesser des Werkstücks 1 befinden bzw. wenn sich die Drahtabschnitte bei Schnitttiefen von größer 0 bis 33% bezogen auf die Trennspalttiefe befinden.After reinserting the wire sections of the second wire gate into the separation gaps 4 of the workpiece 1 Preferably, the reduction of the wire tension in the second wire gate during repositioning is performed simultaneously with the selection of a second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction and the workpiece 1 and the choice of a second speed of further delivery of the workpiece 1 to the wire gate, while the wire sections at cutting depths of greater than 0 to 33% based on the diameter of the workpiece 1 or if the wire sections are at cutting depths of greater than 0 to 33% based on the separation gap depth.

Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung größer als die erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung gewählt.More preferably, the second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is selected to be greater than the first speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction.

Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung so hoch gewählt, dass bis zum Erreichen des Orts der Schnittunterbrechung dem Drahtgatter Draht einer Länge zugeführt wird, die der Länge des im Drahtgatter enthaltenen Drahts entspricht. Mindestens beträgt diese zweite Geschwindigkeit jedoch 50% höher als die erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung.Particularly preferably, the second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is selected so high that until reaching the location of the interruption cut the wire gate wire of a length is supplied, which corresponds to the length of the wire contained in the wire gate. However, at least this second speed is 50% higher than the first speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction.

Ebenfalls besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstückes 1 auf das Drahtgatter zu kleiner gewählt als die erste Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstückes 1 auf das Drahtgatter zu.Also particularly preferred is the second speed of the further delivery of the workpiece 1 on the wire gate chosen to be smaller than the first speed of further delivery of the workpiece 1 towards the wire gate.

Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu so gering gewählt, dass bis zum Erreichen des Orts der Schnittunterbrechung dem Drahtgatter Draht einer Länge zugeführt wird, die der Länge des im Drahtgatter enthaltenen Drahts entspricht. Mindestens wird diese zweite Geschwindigkeit jedoch gegenüber der ersten Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu halbiert.Particularly preferred is the second speed of the further delivery of the workpiece 1 chosen so low on the wire gate, that until reaching the location of the interruption cut the wire gate wire of a length is supplied, which corresponds to the length of the wire contained in the wire gate. However, at least this second speed is compared to the first speed of the further delivery of the workpiece 1 halved on the wire gate.

Im Folgenden ist ein Beispiel für die erste Ausführungsform des ersten Verfahrens angegeben:
Ein gerade kreiszylindrischer Siliciumstab mit 300 mm Durchmesser wurde mit einem Strukturdraht mit 175 μm Kern- und 199,5 μm Wirkdurchmesser des Frischdrahts unter 30 N Drahtlängssspannung im Pilgerschrittverfahren trenngeläppt. Der Trennvorgang wurde bei 225 mm Schnitttiefe, entsprechend 75% der Gesamtschnitttiefe von 300 mm, unterbrochen und der Stab unter langsamer unidirektionaler Drahtlängsbewegung und Zufuhr von Slurry wieder aus dem Drahtgatter herausgefahren.
The following is an example of the first embodiment of the first method:
A straight cylindrical silicon rod with a diameter of 300 mm was parted by means of a structure wire with 175 μm core diameter and 199.5 μm effective diameter of the fresh wire under 30 N wire longitudinal stress in the pilgrim step method. The separation process was at 225 mm cutting depth, corresponding to 75% The total depth of cut of 300 mm, interrupted and the rod under slow unidirectional wire longitudinal movement and supply of slurry again moved out of the wire gate.

Dem Drahtgatter wurde dann gemäß der ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens zunächst frischer Draht 5 aus dem Drahtvorrat (Geberspule) unter einer Drahtlängsspannung von 50 N zugeführt, entsprechend einer Spannung von knapp 60% der Bruchspannung des Drahts 5 von 85 N. Dann wurden die Drahtabschnitte des Drahtgatters in Zustellrichtung des Stabs auf das Drahtgatter zu in Deckung mit den entstandenen Trennspalten 4 und das Drahtgatter durch Zustellung des Stabs in Berührung mit dem Stab gebracht. Durch weitere Zustellung wurde das Drahtgatter um ca. 2 mm durchgebogen und durch Beblasen der Trennspalte entlang der Berührungslinie des Stabs mit dem Drahtgatter die Drähte in Eingriff mit den Trennspalten 4 gebracht.The wire gate was then first fresh wire according to the first embodiment of the first method 5 supplied from the wire supply (donor coil) under a wire longitudinal tension of 50 N, corresponding to a voltage of almost 60% of the breaking tension of the wire 5 of 85 N. Then, the wire portions of the wire gate in the feed direction of the rod toward the wire gate became coincident with the resulting separation gaps 4 and the wire gate brought by contact of the rod in contact with the rod. Further infeed, the wire gate was deflected by about 2 mm and, by blowing the separation gaps along the line of contact of the rod with the wire gate, the wires engaged the separation gaps 4 brought.

Anschließend wurde das Drahtgatter gemäß der ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens zur Wiederaufnahme des Trennläppens nach Unterbrechung mit einer unidirektionalen Drahtlängsbewegung unter Zuführung von Slurry durch die Trennspalte 4 geführt (Repositionieren), wobei die Drahtlängsspannung des dem Drahtgatter aus dem Drahtvorrat (Geberspule) zugeführten Drahts weiterhin 50 N betrug. Nachdem das Drahtgatter eine Schnitttiefe von 100 mm erreicht hatte, entsprechend einem Drittel (33%) der Gesamtschnitttiefe von 300 mm, wurde die Längsspannung des aus dem Vorrat zugeführten Drahts auf 30 N reduziert, die Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung erhöht und die Geschwindigkeit der Stabzustellung reduziert.Subsequently, the wire gate according to the first embodiment of the first method for resuming the separation lapping after interruption with a unidirectional wire longitudinal movement with the supply of slurry through the separation gaps 4 guided (repositioning), wherein the wire longitudinal tension of the wire gate from the wire supply (donor coil) supplied wire was still 50 N. After the wire gate had reached a cutting depth of 100 mm, corresponding to one third (33%) of the total cutting depth of 300 mm, the longitudinal tension of the wire fed from the supply was reduced to 30 N, the speed of the wire longitudinal movement increased and the speed of the bar delivery reduced.

Beim Erreichen des Trennspaltgrunds 3 in 225 mm Schnitttiefe wurden unidirektionale Drahtlängsbewegung, Stabzustellung und Slurryzufuhr gestoppt und der Trennvorgang mit den gleichen Steuergrößen (u. a. Drahtgeschwindigkeit, Drahtlängsspannung, Zustellgeschwindigkeit, Slurryzufuhr zum Drahtgatter) wie vor der Schnittunterbrechung bis zum vollständigen Auftrennen des Stabs im Pilgerschrittverfahren fortgeführt.When reaching the Trennspaltgrunds 3 in 225 mm depth of cut unidirectional wire movement, rod delivery and slurry feed were stopped and the separation process continued with the same control variables (including wire speed, wire tension, feed rate, slurry feed to the wire gate) as before the cut interruption until complete separation of the rod in the pilgrim step method.

Da dem Gatter während des Repositionierens Frischdraht 5 zugeführt wird, der noch keinem Verschleiß unterlag und folglich eine größere Reißfestigkeit besitzt als der teilverschlissene Draht 5, der sich während des Trennläppens im Mittel stets im Drahtgatter befindet, ist es bevorzugt, wenn nur ein Teil des Drahtgatters mit Draht 5 der reduzierten Spannung von beispielsweise 30 N gefüllt ist und ein Teil noch mit Draht 5 der erhöhten Spannung von beispielsweise 50 N, wenn der Draht 5 beim fortgesetzten Trennläppen die volle Last durch Materialabtrag und Reibung aufnimmt. Da, wie bereits erläutert, die Gefahr des Verklemmens des Drahtes 5 während des Repositionierens in den vor dem Drahtriss erzeugten Trennspalten 4 am Altdraht-Austrittende des Werkstücks 1 am größten ist, unterstützt ein bevorzugt bei Erreichen des Orts 3 der Schnittunterbrechung nur teilweise mit Draht 5 in Grundspannung befülltes Drahtgatter ein gleichmäßiges, verklemmungsfreies Gleiten des Drahts 5 dort am meisten, wo es am dringendsten erforderlich ist, da dann nämlich der noch im Drahtgatter verbliebene Drahtanteil mit höherer Spannung als der Grundspannung ebenfalls in der Nähe des Altdraht-Austrittsendes vorliegt.Since the gate during repositioning fresh wire 5 is fed, which was not subject to wear and thus has a greater tensile strength than the teilverschlissene wire 5 , which is always in the wire gate during the Trennläppens on average, it is preferred if only a part of the wire gate with wire 5 the reduced voltage of for example 30 N is filled and a part still with wire 5 the increased voltage of, for example, 50 N when the wire 5 in the continued Trennläppen the full load by material removal and friction absorbs. Since, as already explained, the risk of jamming of the wire 5 during repositioning into the separation gaps created before the wire tear 4 at the Altdraht exit end of the workpiece 1 is greatest, supports a preferred when reaching the place 3 the cut interruption only partially with wire 5 in basic tension filled wire gate a uniform, jam-free sliding of the wire 5 There most, where it is most needed, because then the remaining wire in the wire portion with higher voltage than the base voltage is also present in the vicinity of the old-wire outlet end.

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform des ersten Verfahrens beschrieben, bei der die Erhöhung der Drahtspannung des im Drahtgatter vorhandenen Drahts 5 vor dem Einfädeln der Drahtabschnitte in die vorhandenen Trennspalte 4 mittels einer Vordehnung, beispielsweise durch eine Andruckrolle 19, vorgenommen wird.In the following, a second embodiment of the first method will be described, in which the increase of the wire tension of the wire present in the wire gate 5 before threading the wire sections into the existing separation gaps 4 by means of a pre-stretching, for example by a pressure roller 19 , is made.

2 zeigt die zweite Ausführungsform des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch. In der zweiten Ausführungsform wird die für das erste Verfahren erfindungswesentliche Erhöhung der Längsspannung des strukturierten Drahts 5 wenigstens zu Beginn des Repositionierens, also vor dem Einfädeln der Drahtabschnitte des Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4, nach Schnittunterbrechung dadurch bewirkt, dass mindestens eine drehbar um ihre Achse 20 gelagerte Andruckrolle 19 mittels einer Zustellbewegung 30 gegen das Drahtgatter gedrückt wird. Dadurch wird die Länge einer jeden Windung des Drahts 5 um die Drahtführungsrollen 6 vergrößert und der strukturierte Draht 5 folglich elastisch in Drahtlängsrichtung gedehnt. Diese Dehnung führt zu einer Verringerung des Wirkdurchmessers 11 des strukturierten Drahts 5, der beim Repositionieren dadurch leicht durch die Trennspalte 4 gleiten kann. 2 shows the second embodiment of the first method according to the invention schematically. In the second embodiment, the increase of the longitudinal tension of the structured wire essential to the invention for the first method becomes 5 at least at the beginning of Repositioningierens, so before threading the wire sections of the wire gate in the existing separation column 4 , after cutting interruption thereby causing at least one rotatable about its axis 20 mounted pinch roller 19 by means of a delivery movement 30 is pressed against the wire gate. This will change the length of each turn of the wire 5 around the wire guide rollers 6 enlarged and the structured wire 5 consequently stretched elastically in the wire longitudinal direction. This stretching leads to a reduction in the effective diameter 11 of the textured wire 5 This makes it easy to reposition through the separation column 4 can slide.

Nach Unterbrechung des Drahttrennläppens mit strukturiertem Draht 5 einer ersten Spannung bei einer Schnitttiefe 3 wird das Werkstück 1 aus dem Drahtgatter herausgefahren. Falls der Grund für die Schnittunterbrechung ein Drahtriss war, wird das Drahtgatter repariert. Anschließend wird die Andruckrolle 19, deren Drehachse 20 parallel zu den Achsen 7 der Drahtführungsrollen 6 und der Achse 2 des Werkstücks 1 angeordnet ist und die sich über die gesamte Länge des Drahtgatters erstreckt, mittels einer Zustellbewegung 30 so gegen das Drahtgatter gedrückt, dass jede Drahtwindung eine Auslenkung 12 in Drahtquerrichtung erfährt (Drahtdurchbiegung 12) und sich die Länge einer jeden Wicklung des Drahts 5 um die Drahtführungsrollen 6 vergrößert. Dadurch wird jede Windung des Drahts 5 und somit jeder Abschnitt des Drahtgatters elastisch in Drahtlängsrichtung gedehnt, und es kommt über die gesamte Länge des Drahts 5 zu einer Verringerung des Wirkdurchmessers 11.After interruption of wire-cutting lapping with structured wire 5 a first tension at a depth of cut 3 becomes the workpiece 1 pulled out of the wire gate. If the reason for the cut interruption was a wire break, the wire gate is repaired. Subsequently, the pinch roller 19 whose axis of rotation 20 parallel to the axes 7 the wire guide rollers 6 and the axis 2 of the workpiece 1 is arranged and which extends over the entire length of the wire gate, by means of a feed movement 30 so pressed against the wire gate that every wire turn a deflection 12 in wire transverse direction experiences (wire deflection 12 ) and the length of each winding of the wire 5 around the wire guide rollers 6 increased. This will make every turn of the wire 5 and thus each section of the wire gate is stretched elastically in the wire longitudinal direction, and it is over the entire length of the wire 5 to a reduction of the effective diameter 11 ,

Die Repositionierung des durch die Andruckrolle 19 zusätzlich gespannten Drahtgatters erfolgt wie bereits oben beschrieben. The repositioning of the by the pressure roller 19 additionally tensioned wire gate takes place as already described above.

Sobald das Drahtgatter den Ort 3 der Schnittunterbrechung erreicht hat, wird die Andruckrolle 19 entgegengesetzt zur Zustellbewegung 30 bewegt und so aus dem Eingriff mit dem Drahtgatter gebracht und der Trennvorgang durch Drahtlängsbewegung, weiterer Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu und Zugabe von flüssigem Schneidmittel 14 fortgeführt, bis das Werkstück vollständig in eine Vielzahl gleichförmiger Scheiben aufgetrennt ist.Once the wire gate the place 3 the cut interruption has reached, the pinch roller 19 opposite to the delivery movement 30 moved and brought out of engagement with the wire gate and the separation process by wire longitudinal movement, further delivery of the workpiece 1 on the wire gate and adding liquid cutting agent 14 continued until the workpiece is completely separated into a plurality of uniform slices.

Neben der Verwendung einer Andruckrolle 19 ist auch der Einsatz mehrerer Andruckrollen 19 zur anfänglichen Erhöhung der Drahtlängsspannung im Drahtgatter bevorzugt.In addition to the use of a pressure roller 19 is also the use of several pinch rollers 19 for the initial increase of the wire longitudinal stress in the wire gate preferred.

Werden mehrere Andruckrollen 19 verwendet, werden diese vorzugsweise jeweils eine zwischen einem jeden Paar einander gegenüberliegender Drahtführungsrollen 6 positioniert. Dadurch wird die erhöhte Drahtspannung gleichmäßiger auf den gesamten Umfang aller Drahtwindungen verteilt. Auch bei Verwendung nur einer Andruckrolle 19 verteilt sich die Drahtspannung im Zuge der fortwährenden Drahtlängsbewegung jedoch ebenfalls sehr gleichmäßig über die gesamte Windung, da der Draht 5 auf den Drahtführungsrollen 6 aufgrund des flüssigen Schneidmittels 14 einem Schlupf unterliegt.Be several pinch rollers 19 Preferably, these are each one between each pair of opposing wire guide rollers 6 positioned. This distributes the increased wire tension more uniformly over the entire circumference of all wire turns. Even when using only one pinch roller 19 However, in the course of the continuous longitudinal movement of the wire, the wire tension is distributed very evenly over the entire turn, since the wire 5 on the wire guide rollers 6 due to the liquid cutting agent 14 is subject to a slip.

Bevorzugt wird die Andruckrolle 19 bereits wieder aus dem Eingriff mit dem Drahtgatter gebracht, wenn das Werkstück 1 um ein Drittel (33%) oder mehr der zum vollständigen Abtrennen von Scheiben erforderlichen Gesamtschnitttiefe in das Drahtgatter wiedereingefahren wurde.The pressure roller is preferred 19 already brought back out of engagement with the wire gate when the workpiece 1 by one-third (33%) or more of the total depth of cut required to completely separate slices was reintroduced into the wire gate.

Die Geschwindigkeiten der Drahtlängsbewegung und der Zustellung des Stabs können während des Repositionierens über die bis zum Ort 3 der Schnittunterbrechung verbleibende Schnitttiefe von jeweils einer ersten auf jeweils eine zweite Geschwindigkeit wieder verändert werden.The velocities of the wire longitudinal movement and the delivery of the rod can during the Repositionierens over to the place 3 the cutting interruption remaining depth of cut from one first to one second speed to be changed again.

Damit sich der strukturierte Draht 5 nicht Material abtragend in die Andruckrolle 19 einarbeitet, ist es bevorzugt, die Mantelfläche der Andruckrolle 19 mit einem verschleißresistenten Material 28 zu beschichten, beispielsweise einem Polyurethan.So that the structured wire 5 not material removing in the pressure roller 19 incorporated, it is preferred, the lateral surface of the pressure roller 19 with a wear-resistant material 28 to coat, for example, a polyurethane.

In einer dritten Ausführungsform des ersten Verfahrens wird die Erhöhung der Drahtspannung des im Drahtgatter vorhandenen Drahts 5 vor dem Einfädeln der Drahtabschnitte in die vorhandenen Trennspalte 4 durch Vergrößern des Abstands der Achsen 7 mindestens zweier benachbarter Drahtführungsrollen 6 (im Vergleich zum Abstand Achsen 7 vor der Schnittunterbrechung) realisiert.In a third embodiment of the first method, the increase in the wire tension of the wire present in the wire gate 5 before threading the wire sections into the existing separation gaps 4 by increasing the pitch of the axes 7 at least two adjacent wire guide rollers 6 (compared to the distance axes 7 before the cut interruption) realized.

Zweites VerfahrenSecond procedure

Im Folgenden wird das zweite Verfahren (Anspruch 9) anhand von 3 beschrieben.In the following, the second method (claim 9) based on 3 described.

3(A) zeigt die Ausgangssituation nach Schnittunterbrechung bei Schnitttiefe 3 und dem Entfernen des teilweise durchtrennten Werkstücks 1 aus dem ersten Drahtgatter. Das teilweise durchtrennte Werkstück 1 wird dem aus strukturiertem Draht 5 bestehenden, durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 aufgespannten zweiten Drahtgatter in Zustellrichtung 23 auf das Drahtgatter zugestellt; anschließend erfolgt das zu In-Deckung-Bringen der vorhandenen Trennspalten 4 und der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters nach Zustellen des Werkstücks 1 bis zur Berührung des zweiten Drahtgatters. Der strukturierte Draht 5 steht unter Grundspannung, ist aber nicht durchgebogen und hat einen Wirkdurchmesser 9. 3 (A) shows the initial situation after cutting interruption at cutting depth 3 and removing the partially severed workpiece 1 from the first wire gate. The partially severed workpiece 1 is made of textured wire 5 existing, by at least two wire guide rollers 6 spanned second wire gate in delivery direction 23 delivered to the wire gate; This is followed by bringing the existing separation gaps into line 4 and the wire sections of the second wire gate after feeding the workpiece 1 until the touch of the second wire gate. The structured wire 5 is under basic tension, but is not bent and has an effective diameter 9 ,

Kennzeichnend für das zweite erfindungsgemäße Verfahren ist, dass die Drahtabschnitte im mit frischem strukturierten Draht 5 versehenen zweiten Drahtgatter eine Grundspannung aufweisen. Die Grundspannung des zweiten Drahtgatters kann kleiner, gleich oder größer als die Grundspannung im ersten Drahtgatter sein. Bei einem strukturierten Draht mit einem Kerndurchmesser von beispielsweise 175 μm beträgt die Grundspannung bevorzugt 30 N.Characteristic of the second method according to the invention is that the wire sections in the freshly structured wire 5 provided second wire gate having a base voltage. The basic voltage of the second wire gate may be smaller, equal to or greater than the base voltage in the first wire gate. For a structured wire with a core diameter of, for example, 175 μm, the base stress is preferably 30 N.

Gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 9) werden nun mindestens zwei zusätzliche Stützrollen 25 links und rechts des Werkstücks 1 so angeordnet, dass das Werkstück 1 beim vollständigen Durchtreten durch das Drahtgatter die Stützrollen 25 passieren kann. Bei mehr als zwei Drahtführungsrollen 6 befinden sich die mindestens zwei Stützrollen 25 zwischen dem Werkstück 1 und den jeweils zum Werkstück 1 benachbarten Drahtführungsrollen (3).According to the second method of the invention (claim 9) now at least two additional support rollers 25 left and right of the workpiece 1 arranged so that the workpiece 1 when fully passing through the wire gate, the support rollers 25 can happen. For more than two wire guide rollers 6 are the at least two support rollers 25 between the workpiece 1 and each to the workpiece 1 adjacent wire guide rollers ( 3 ).

Die Einhüllende 29 begrenzt dabei den Raum, den das Werkstück 1 beim Gatterdurchtritt überstreicht. Die Stützrollen 25 haben eine kreiszylindrische Form mit zwei Seitenflächen und einer Mantelfläche, sind frei drehbar um die Achsen 26 gelagert und sind, bezogen auf das Werkstück 1, unterhalb des zweiten Drahtgatters aus dem strukturierten Draht 5 und seitlich von den mindestens zwei Drahtführungsrollen 6, die das zweite Drahtgatter aufspannen, angeordnet. Die Achsen 26 der Stützrollen 25 verlaufen parallel zu den Achsen 7 der Drahtführungsrollen 6 und der Achse 2 des Werkstücks 1, und jede Stützrolle 25 erstreckt sich über alle Drahtabschnitte des Drahtgatters.The envelope 29 limits the space that the workpiece 1 sweeps over the gate passage. The support rollers 25 have a circular cylindrical shape with two side surfaces and a lateral surface, are freely rotatable about the axes 26 are stored and are, based on the workpiece 1 , below the second wire gate of the structured wire 5 and laterally of the at least two wire guide rollers 6 , which span the second wire gate, arranged. The axes 26 the support rollers 25 run parallel to the axes 7 the wire guide rollers 6 and the axis 2 of the workpiece 1 , and every supporting role 25 extends over all wire sections of the wire gate.

Bevorzugt sind die Stützrollen 25 mit einer Höhenverstellung 31 versehen, mit der der Abstand der Stützrollen 25 zur Unterseite des Drahtgatters eingestellt werden kann.The support rollers are preferred 25 with a height adjustment 31 provided with the distance the support rollers 25 can be adjusted to the bottom of the wire gate.

Die unterhalb des Drahtgatters angebrachten Stützrollen 25 können vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 einen Abstand zum nicht durchgebogenen Drahtgatter (Drahtabschnitte in Grundspannung) aufweisen, der so bemessen ist, dass die beim Repositionieren des Drahtgatters in den Trennspalten des Werkstücks 1 auftretende geringe Durchbiegung 12 der Drahtabschnitte dazu führt, dass alle Drahtabschnitte in Berührung mit den Stützrollen 25 gelangen. In dieser Ausführungsform sind die Mantelflächen der Stützrollen 25 nicht im Kontakt mit dem unter Grundspannung stehenden Drahtabschnitten im Drahtgatter.The attached below the wire gate support rollers 25 may be prior to inserting the wire sections of the second wire gate in the existing separation column 4 a distance to the non-deflected wire gate (wire sections in basic voltage), which is dimensioned such that when repositioning the wire gate in the separating gaps of the workpiece 1 occurring low deflection 12 the wire sections cause all wire sections in contact with the support rollers 25 reach. In this embodiment, the lateral surfaces of the support rollers 25 not in contact with the under wire tension wire sections in the wire gate.

Die Stützrollen 25 können auch vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 so unterhalb des Drahtgatters positioniert sein, dass sie alle Drahtabschnitte des nicht durchgebogenen Drahtgatters (Drahtabschnitte in Grundspannung) gerade eben die Mantelfläche berühren, ohne die Drahtabschnitte entgegen der Richtung der Zustellung des Werkstücks 1 durchzubiegen.The support rollers 25 may also be prior to inserting the wire sections of the second wire gate into the existing separation gaps 4 be positioned below the wire gate so that they just touch all the wire sections of the unbent wire gate (wire sections in basic voltage) just the outer surface, without the wire sections against the direction of the delivery of the workpiece 1 deflect.

Bevorzugt kann der Abstand zwischen der Mantelfläche der Stützrolle 25 und den unter Grundspannung stehenden Drahtabschnitten des Drahtgatters zwischen 0 mm und 2 mm verstellt werden.Preferably, the distance between the lateral surface of the support roller 25 and the under wire tension wire sections of the wire gate between 0 mm and 2 mm are adjusted.

Schließlich können die Stützrollen 25 vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 auch so unterhalb des Drahtgatters angeordnet sein, dass sie das Drahtgatter um einige Millimeter entgegen der Richtung der Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter durchbiegen.Finally, the support rollers 25 prior to inserting the wire sections of the second wire gate into the existing separation gaps 4 Also be arranged below the wire gate, that they the wire gate by a few millimeters counter to the direction of the delivery of the workpiece 1 bend on the wire gate.

Bevorzugt beträgt die Drahtdurchbiegung 12 entgegen der Richtung der Zustellung des Werkstücks 1 mm bis 10 mm.Preferably, the wire deflection is 12 against the direction of the delivery of the workpiece 1 mm to 10 mm.

Diese letztgenannte Ausführungsform ist besonders bevorzugt, da dadurch zusätzlich zur die Auslenkung der Drahtabschnitte durch Unterstützung begrenzenden Wirkung der Stützrollen 25 die Längsspannung der Drahtabschnitte durch Längsdehnung über die Grundspannung hinaus erhöht wird und der Wirkdurchmesser 9 der Drahtabschnitte dadurch infolge gleichzeitiger Querkontraktion zusätzlich verringert wird, was ein gleichmäßiges, verklemmungsfreies Gleiten der Drahtabschnitte durch die Trennspalte während des Repositionierens zusätzlich unterstützt.This latter embodiment is particularly preferred because in addition to the deflection of the wire sections by supporting limiting effect of the support rollers 25 the longitudinal stress of the wire sections is increased by longitudinal expansion beyond the basic stress and the effective diameter 9 As a result, the wire sections are additionally reduced as a result of simultaneous transverse contraction, which additionally supports a uniform, jam-free sliding of the wire sections through the separating gaps during repositioning.

Die Stützrollen 25 weisen im zweiten erfindungsgemäßen Verfahren eine Steifigkeit auf, die ein Durchbiegen der Stützrollen 25 über die gesamte Gatterlänge in Werkstückachsrichtung unter der Auflast aller Drahtabschnitte sicher verhindert.The support rollers 25 have in the second method according to the invention on a rigidity, which is a bending of the support rollers 25 safely prevented over the entire gate length in Werkstückachsrichtung under the load of all wire sections.

Die Bewegung des Drahts 5 in Drahtlängsrichtung DL versetzt die Stützrollen 25 durch Berührung mit dem Draht 5 während des Repositionierens in eine Drehung 27. Damit sich der Draht 5 nicht in die Stützrollen 25 einarbeitet, sind die Stützrollen 25 bevorzugt mit einer Beschichtung 28 aus einem Verschleißresistenten Material versehen, beispielsweise einem Polyurethan.The movement of the wire 5 in wire longitudinal direction DL displaces the support rollers 25 by touching with the wire 5 during repositioning into a rotation 27 , So that the wire 5 not in the support rollers 25 incorporated, are the support rollers 25 preferably with a coating 28 made of a wear-resistant material, such as a polyurethane.

Zur Wiederaufnahme des Trennvorgangs nach Unterbrechung und Entfernen des Werkstücks 1 aus dem ersten Drahtgatter werden nach Montage der Stützrollen 25 die im Werkstück 1 entstandenen Trennspalte wieder in Richtung der Zustellung des Werkstücks 1 auf das zweite Drahtgatter zu in Deckung mit den Drahtabschnitten des zweiten Drahtgatters gebracht, das Werkstück 1 auf das zweite Drahtgatter zugestellt, bis es das zweite Drahtgatter ein bis zwei Millimeter in Zustellrichtung durchbiegt.To resume cutting after interruption and removal of the workpiece 1 from the first wire gate are after mounting the support rollers 25 those in the workpiece 1 formed separating column again in the direction of the delivery of the workpiece 1 brought to the second wire gate to coincide with the wire portions of the second wire gate, the workpiece 1 delivered to the second wire gate until it bends the second wire gate one to two millimeters in the feed direction.

Die Drahtabschnitte werden beispielsweise durch Beblasen der Berührungslinie von Werkstück 1 und den Drahtabschnitten in Eingriff mit den Trennspalten 4 gebracht. Durch Rotation 17 der Drahtführungsrollen 6 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit um ihre Achsen 7 wird der strukturierte Draht 5 unidirektional in Drahtlängsrichtung bewegt und unter Zuführung von flüssigen Schneidmittel 14 und bei gleichzeitiger Zustellung des Werkstücks 1 auf das zweite Drahtgatter zu und durch dieses hindurch solange bewegt, bis das zweite Drahtgatter den Ort 3 der Schnittunterbrechung im Werkstück 1 erreicht.The wire sections are formed, for example, by blowing the contact line of the workpiece 1 and the wire sections in engagement with the separation gaps 4 brought. By rotation 17 the wire guide rollers 6 with the same peripheral speed around their axes 7 becomes the structured wire 5 unidirectionally moved in the wire longitudinal direction and under supply of liquid cutting agent 14 and with simultaneous delivery of the workpiece 1 moved to the second wire gate and through this until the second wire gate the place 3 cutting interruption in the workpiece 1 reached.

3(B) zeigt die Situation während des Bewegens des von den Stützrollen 25 unterstützten zweiten Drahtgatters durch die Trennspalte 4 im Werkstück 1. Da der strukturierte Draht 5 bei das Drahtgatter in Grundspannung nicht oder nur gerade eben berührenden Stützrollen 25 aufweist, besitzt der Draht 5 einen Wirkdurchmesser 9, der größer ist als der Wirkdurchmesser 9, den der Draht während des Trennvorgangs aufgewiesen hat. Während des Trennvorgangs erfährt der Draht 5 infolge des Schneiddrucks eine Durchbiegung 12 und somit eine Querkontraktion, also eine Verringerung des Wirkdurchmessers 9. Bei Zustellung 23 des Werkstücks 1 im Trennspalt 4 werden die Drahtabschnitte folglich zunächst in den Trennspalten verklemmen und somit in Zustellrichtung 23 ausgelenkt und durchgebogen werden. 3 (B) shows the situation while moving the of the support rollers 25 supported second wire gate through the separation column 4 in the workpiece 1 , Because the structured wire 5 at the wire gate in basic tension not or only just just touching support rollers 25 has, has the wire 5 an effective diameter 9 which is larger than the effective diameter 9 that the wire had during the separation process. During the separation process, the wire experiences 5 due to the cutting pressure, a deflection 12 and thus a transverse contraction, ie a reduction of the effective diameter 9 , upon delivery 23 of the workpiece 1 in the separating gap 4 Consequently, the wire sections will first jam in the separating gaps and thus in the feed direction 23 be deflected and bent.

Die Berührungspunkte des Drahts 5 mit den Stützrollen 25 verkürzen die freie Länge des Drahts 5, auf der er weiter durchgebogen werden kann. Die Federkonstante des Drahts 5 gegenüber seitlicher Auslenkung erhöht sich näherungsweise umgekehrt proportional zum Verhältnis der Verkürzung der freien Drahtlänge zwischen den das zweite Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen 6 und zwischen den Stützrollen 25.The points of contact of the wire 5 with the support rollers 25 shorten the free length of the wire 5 on which he can be bent further. The spring constant of the wire 5 relative to lateral deflection increases approximately inversely proportional to the ratio of the shortening of free wire length between the wire guide rollers spanning the second wire gate 6 and between the support rollers 25 ,

Innerhalb des Werkstücks 1 wirkt auf den Draht 5 jedoch näherungsweise eine entlang der Eingriffslänge gleichmäßig verteilte Kraft auf den Draht, woraus sich innerhalb des Werkstücks 1 ein parabelförmiges Profil der Drahtdurchbiegung ergibt. Die Bogenlänge einer Parabel (gleichverteilte Drahtlast) ist größer als die zweier Strecken mit einem Winkel (mittige Punktbelastung des Drahts) gleicher Durchbiegung am jeweiligen Scheitelpunkt. Der Draht 5 wird also tatsächlich mehr in Längsrichtung gedehnt, d. h. verhält sich steifer, und die Durchbiegung innerhalb des Werkstücks 1 ist bei gleichverteilter Drahtlast daher geringer als die bei einer Punktbelastung.Within the workpiece 1 works on the wire 5 however, approximately an equally distributed along the engagement length force on the wire, resulting within the workpiece 1 a parabolic profile of the wire deflection results. The arc length of a parabola (evenly distributed wire load) is greater than that of two sections with an angle (center point load of the wire) of the same deflection at the respective vertex. The wire 5 Thus, in fact, it is stretched more in the longitudinal direction, ie behaves stiffer, and the deflection within the workpiece 1 is therefore less than that at a point load with equally distributed wire load.

Beispiel: Für 0,2 mm Abstand der Stützrollen 25 zum Drahtgatter ergibt sich eine Änderung Δl der Drahtlänge l = 510 mm zwischen den Drahtführungsrollen 6 um Δl ≈ 1,3 μm, bis die Drahtabschnitte die Stützrollen 25 berühren. Dadurch erhöht sich die Spannung F|| in Drahtlängsrichtung um ΔF|| ≈ 0,013 N, und auf die ausgelenkten Drahtabschnitte wirkt eine Rückstellkraft F entgegen der Werkstückzustellrichtung von F ≈ 0,05 N. Eine Drahtquerkraft von F = 2,5 N, die bei freier Länge der Drahtabschnitte von 510 mm zu einer Drahtauslenkung in Zustellrichtung von 8 mm geführt hätte, führt bei Verwendung der Stützrollen 25 mit einer auf 333 mm reduzierten freien Länge der Drahtabschnitte nur noch zu einer geringen Drahtauslenkung 24 in Zustellrichtung von 5 mm. Für die genaue Berechnung mit parabolischer Drahtdurchbiegung innerhalb des Werkstücks 1 ergibt sich eine maximale Durchbiegung in Zustellrichtung von weniger als 4 mm.Example: For 0.2 mm distance of the support rollers 25 to the wire gate results in a change .DELTA.l the wire length l = 510 mm between the wire guide rollers 6 by Δl ≈ 1.3 μm until the wire sections form the support rollers 25 touch. This increases the voltage F || in the wire longitudinal direction by ΔF || ≈ 0.013 N, and on the deflected wire sections acts a restoring force F counter to the workpiece delivery direction of F ≈ 0.05 N. A wire transverse force of F = 2.5 N, the free length of the wire sections of 510 mm to a wire deflection in Feed direction of 8 mm would result when using the support rollers 25 with a reduced to 333 mm free length of the wire sections only a small wire deflection 24 in the feed direction of 5 mm. For accurate calculation with parabolic wire deflection within the workpiece 1 results in a maximum deflection in the feed direction of less than 4 mm.

Die Durchbiegung 12 ist im angegebenen Beispiel durch Stützrollen 25 also gegenüber der einer Drahtsäge ohne Stützrollen 25 mehr als halbiert worden. Wenn während der Bewegung der Drahtabschnitte des Drahtgatters durch die Trennspalte 4 während des Repositionierens ein Drahtabschnitt im Trennspalt 4 „hängenbleibt”, dann halbiert sich mit der Halbierung der freien Drahtlänge auch der Weg, um die das Werkstück 1 weiter auf das Drahtgatter zustellt wird, bis die Rückstellkraft infolge der Durchbiegung 12 des hängengebliebenen Drahtabschnitts so groß geworden ist, dass der Draht 5 wieder freikommt und im Trennspalt 4 „weiterspringt”. Dadurch halbiert sich auch die Verweilzeit des hängengebliebenen Drahts 5 an einer Stelle im Trennspalt 4 und somit die Tiefe der durch die fortwährende Drahtlängsbewegung und Slurry-Zufuhr dort entstehenden Kerbe oder Riefe. Die Verkürzung der freien Drahtlänge durch die Stützrolle 25 wirkt so der Entstehung tiefer und schädlicher Riefen oder Kerben erfindungsgemäß entgegen.The deflection 12 is in the example given by support rollers 25 So compared to a wire saw without support rollers 25 more than halved. If during movement of the wire sections of the wire gate through the separation gaps 4 during repositioning, a wire section in the separation gap 4 "Stuck", then halved by half the free wire length and the way to halve the workpiece 1 continues on the wire gate is delivered until the restoring force due to the deflection 12 of the stuck wire section has become so large that the wire 5 is released again and in the separation gap 4 "Jumps". This also halves the dwell time of the stuck wire 5 at one point in the separating gap 4 and thus the depth of the notch or groove created by the continuous wire longitudinal movement and slurry feed. The shortening of the free wire length by the support roller 25 thus counteracts the formation of deeper and harmful grooves or notches according to the invention.

Sobald das zweite Drahtgatter den Ort 3 der Schnittunterbrechung erreicht hat, werden Drahtlängsbewegung, Werkstückzustellung und Zufuhr des flüssigen Schneidmittels 14 gestoppt und die Stützrollen 25 bevorzugt vor Fortsetzung des Trennvorgangs wieder aus der Vorrichtung entfernt.Once the second wire gate the place 3 has reached the cut interruption, are wire longitudinal movement, workpiece delivery and supply of liquid cutting agent 14 stopped and the support rollers 25 preferably removed from the device before continuing the separation process.

Abhängig von Details der Konstruktion der verwendeten Drahtsäge und der Schnitttiefe, bei der die Schnittunterbrechung auftrat, ist ein Entfernen der Stützrollen 25 bei ins Drahtgatter abgesenktem Werkstück 1 unter Umständen nicht möglich, da nun das Werkstück 1 einen leichten Zugang zu den Stützrollen 25 teilweise versperrt. In diesem Fall können die Stützrollen 25 bis zum Ende des Trennvorgangs auch in der Drahtsäge verbleiben. Der Trennvorgang wird nun bis zum vollständigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben vom Werkstück 1 fortgeführt.Depending on the details of the construction of the wire saw used and the depth of cut at which the cutting interruption occurred, removal of the support rollers is 25 when lowered into the wire gate workpiece 1 may not be possible because now the workpiece 1 easy access to the support rollers 25 partially locked. In this case, the support rollers 25 remain in the wire saw until the end of the separation process. The separation process will now take until complete removal of a plurality of slices from the workpiece 1 continued.

Wenn die Stützrollen 25 nach Beenden des Repositioniervorgangs nicht aus der Drahtsäge entfernt werden können, wird am Ende des Repositionierens der Abstand der Stützrollen 25 zum Drahtgatter mittels der Höhenverstellung 31 bevorzugt so vergrößert, dass die Stützrollen 25 bei während des fortgesetzten Trennvorgangs durchgebogenem zweiten Drahtgatter nicht mehr in Berührung mit dem zweiten Drahtgatter gelangen. Andernfalls würden sie wegen der dann sehr großen Geschwindigkeit des Drahts 5 in Drahtlängsrichtung (beispielsweise 10 m/s) aufgrund ihres geringen Durchmessers sehr schnell rotieren (27), was schädlich für die Lagerung der Drehachsen 26 wäre und zudem zu einem vorzeitigen Einarbeiten der Drahtabschnitte in die Beschichtung der Stützrollen führen würde, wodurch diese vorzeitig unbrauchbar würden.When the support rollers 25 can not be removed from the wire saw after completion of the repositioning, is the distance of the support rollers at the end of Repositioningierens 25 to the wire gate by means of the height adjustment 31 preferably enlarged so that the support rollers 25 no longer come into contact with the second wire gate during the continuous separation process bent second wire gate. Otherwise they would because of the then very high speed of the wire 5 in the wire longitudinal direction (for example 10 m / s) rotate very fast due to their small diameter ( 27 ), which is detrimental to the bearing of the rotary axes 26 and would also lead to premature incorporation of the wire sections in the coating of the support rollers, making them prematurely unusable.

Drittes VerfahrenThird procedure

Das dritte erfindungsgemäße Verfahren (Anspruch 13) ist dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem ersten strukturierten Draht 5 begonnene Trennvorgang nach einer Schnittunterbrechung mit einem zweiten Draht bis zum vollständigen Abtrennen der Scheiben beendet wird, wobei der Wirkdurchmesser 9 des zweiten Drahts kleiner ist als der Wirkdurchmesser 9 des ersten Drahts 5, jeweils bezogen auf die gleiche Grundspannung.The third method according to the invention (claim 13) is characterized in that the first structured wire 5 started separation process after a cut interruption with a second wire is terminated until complete separation of the discs, wherein the effective diameter 9 of the second wire is smaller than the effective diameter 9 of the first wire 5 , each related to the same basic voltage.

Der zweite Draht ist dabei bevorzugt ein Glattdraht 10. Bei einem Glattdraht 10 sind Wirkdurchmesser 9 und Durchmesser D identisch. In dieser Ausführungsform wird der Durchmesser D des glatten zweiten Drahts 10 kleiner als der Wirkdurchmesser 9 des strukturierten ersten Drahts 5 gewählt.The second wire is preferably a smooth wire 10 , With a smooth wire 10 are effective diameters 9 and diameter D are identical. In this embodiment, the diameter D of the smooth second wire becomes 10 smaller than the effective diameter 9 of the structured first wire 5 selected.

Ebenfalls bevorzugt ist der zweite Draht ein Strukturdraht 5. Bei einem strukturierten Draht (Strukturdraht) ist der Wirkdurchmesser DW größer als der Drahtdurchmesser D. In dieser Ausführungsform wird der Wirkdurchmesser 9 des strukturierten zweiten Drahts 5 kleiner als der Wirkdurchmesser 9 des strukturierten ersten Drahts 5, jeweils bezogen auf die gleiche in Drahtlängsrichtung DL wirkende Grundspannung, gewählt.Also preferably, the second wire is a structure wire 5 , In a structured wire (structure wire), the effective diameter DW is greater than the wire diameter D. In this embodiment the effective diameter 9 of the structured second wire 5 smaller than the effective diameter 9 of the structured first wire 5 , in each case based on the same basic voltage acting in the wire longitudinal direction DL, selected.

Das dritte erfindungsgemäße Verfahren (Anspruch 13) zum Repositionieren des zweiten Drahtgatters nach einer Schnittunterbrechung wird nachfolgend detailliert beschrieben.The third method according to the invention (claim 13) for repositioning the second wire gate after a cut is described in detail below.

Der Schnittbeginn, also das Auftrennen eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben, erfolgt wie bei den anderen erfindungsgemäßen Verfahren mit einem durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer ersten Drahtspannung aufgespannten, aus parallel angeordneten Drahtabschnitten aus einem strukturierten Draht 5 mit einem Wirkdurchmesser 9 bestehenden ersten Drahtgatter.The start of cutting, ie the cutting of a workpiece 1 into a plurality of disks, as in the other methods according to the invention with a through at least two wire guide rollers 6 spanned with a first wire tension, from parallel wire sections of a structured wire 5 with an effective diameter 9 existing first wire gate.

Nach der Schnittunterbrechung wird das Werkstück 1 aus dem ersten Drahtgatter herausgefahren und der erste strukturierte Draht 5, mit dem der Trennvorgang bis zur Schnittunterbrechung durchgeführt wurde, wird gegen den zweiten strukturierten Draht 5 bzw. glatten Draht 10 ausgetauscht, wobei der zweite Draht 5 bzw. 10 einen kleineren Wirkdurchmesser 9 hat als der erste strukturierte Draht 5, jeweils bezogen auf die gleiche in Drahtlängsrichtung DL wirkende Grundspannung.After cutting interruption, the workpiece becomes 1 moved out of the first wire gate and the first structured wire 5 , with which the separation process was carried out until the cutting interruption, is against the second structured wire 5 or smooth wire 10 exchanged, with the second wire 5 respectively. 10 a smaller effective diameter 9 has as the first structured wire 5 , in each case based on the same basic voltage acting in the wire longitudinal direction DL.

Der Drahtaustausch kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der zweite strukturierte Draht 5 bzw. glatte Draht 10 an den ersten strukturierten Draht 5 geknüpft und durch Rotation 17 der Drahtführungsrollen 6 aus dem Drahtvorrat über das gesamte Drahtgatter und bis zur Nehmerspule gezogen wird.The wire exchange can take place, for example, in that the second structured wire 5 or smooth wire 10 to the first structured wire 5 knotted and by rotation 17 the wire guide rollers 6 is pulled from the wire supply over the entire wire gate and to the Nehmererspule.

Bevorzugt entspricht die Drahtspannung im zweiten Drahtgatter der Drahtgrundspannung (Drahtspannung, Drahtlängsspannung) im ersten Drahtgatter. Ebenfalls bevorzugt ist eine höhere oder niedrigere Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im Vergleich zur Drahtspannung im ersten Drahtgatter.The wire voltage in the second wire gate preferably corresponds to the wire base voltage (wire voltage, wire longitudinal voltage) in the first wire gate. Also preferred is a higher or lower wire tension in the second wire gate compared to the wire tension in the first wire gate.

Anschließend werden die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters aus dem zweiten Draht 5 bzw. 10 in Zustellrichtung des Werkstücks 1 in Deckung mit den bereits geschaffenen Trennspalten 4 gebracht und in die jeweiligen Trennspalte 4 des Werkstücks 1 eingefädelt.Subsequently, the wire portions of the second wire gate are made of the second wire 5 respectively. 10 in the feed direction of the workpiece 1 in coincidence with the already created separating gaps 4 brought and into the respective separation column 4 of the workpiece 1 threaded.

Die Einfädelung der aus dem zweiten strukturierten Draht 5 bzw. glatten Draht 10 gebildeten Drahtabschnitte in die Trennspalte 4 erfolgt unter Drahtlängsbewegung des zweiten Drahts 5 bzw. 10 durch gleichsinnige Rotation 17 der Drahtführungsrollen 6 mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten, Zugabe von flüssigem Schneidmittel 14 und bei fortgesetzter Zustellung des Werkstücks 1 auf das zweite Drahtgatter zu. Gleichzeitig werden die Drahtabschnitte schließlich bis zum Ort 3 der Schnittunterbrechung durch die Trennspalte 4 geführt.The threading of the second structured wire 5 or smooth wire 10 formed wire sections in the separation column 4 takes place under wire longitudinal movement of the second wire 5 respectively. 10 through the same direction of rotation 17 the wire guide rollers 6 at the same peripheral speeds, adding liquid cutting agent 14 and with continued delivery of the workpiece 1 towards the second wire gate. At the same time the wire sections are finally up to the place 3 the cut interruption by the separating column 4 guided.

Da der zweite strukturierte Draht 5 bzw. glatte Draht 10 einen, bezogen auf die gleiche in Drahtlängsrichtung DL wirkende Grundspannung, geringeren Wirkdurchmesser 9 als der erste strukturierte Draht 5, der die Trennspalte 4 vor der Schnittunterbrechung gebildet hat, aufweist, verklemmt der zweite Draht 5 bzw. 10 während des Bewegens durch die Trennspalte 4 bis an den Ort 3 der Schnittunterbrechung nicht (3b).Because the second structured wire 5 or smooth wire 10 a, based on the same in the wire longitudinal direction DL acting base tension, lower effective diameter 9 as the first structured wire 5 who has the separation column 4 before the cut interruption has formed, jammed the second wire 5 respectively. 10 while moving through the separation column 4 to the place 3 the cut interruption not ( 3b ).

Der Trennvorgang wird dann abschließend mit dem zweiten strukturierten Draht 5 bzw. glatten Draht 10 bis zum vollständigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben vom Werkstück 1 fortgeführt. Bevorzugt wird der Trennvorgang mit den gleichen Einstellungen des Trennvorgangs (Zustellgeschwindigkeit, Art und Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung uni- oder bidirektional, beispielsweise nach dem Pilgerschrittverfahren usw.) beendet, mit denen der Trennvorgang bis zur Schnittunterbrechung durchgeführt wurde.The separation process is then completed with the second structured wire 5 or smooth wire 10 until complete separation of a plurality of slices from the workpiece 1 continued. Preferably, the separation process with the same settings of the separation process (feed rate, type and speed of longitudinal wire movement unidirectional or bidirectional, for example after the pilgrim step method, etc.) ended, with which the separation process was performed until the cut interruption.

Ebenfalls bevorzugt werden andere Einstellungen für die Wiederaufnahme des Trennvorgangs gewählt, beispielsweise solche, die dem reduzierten Wirkdurchmesser 9 des zweiten Drahts 5 bzw. 10 oder dessen Drahtart (Glatt- bzw. Strukturdraht) gezielt Rechnung tragen.Also preferably, other settings for the resumption of the separation process are selected, for example those that the reduced effective diameter 9 of the second wire 5 respectively. 10 or whose type of wire (smooth or structured wire) take specific account.

Ist der zweite Draht 5 bzw. 10 beispielsweise aufgrund seines geringeren Wirkdurchmessers 9 rissanfälliger, so kann langsamer gesägt oder eine größere Drahtlänge eingesetzt werden. Bei einer größeren Drahtlänge verteilt sich das dem zerspanten Werkstückvolumen entsprechende Verschleißvolumen an Draht 5 bzw. 10 auf eine größere Drahtlänge. Die Dickenabnahme des Drahts 5 bzw. 10 infolge Verschleißes ist also geringer als beim Trennen mit kurzer Drahtlänge. Der verschlissene Draht 5 bzw. 10 verlässt das Werkstück mit einer verbliebenen größeren Restdicke als im Vergleichsfall des Trennens mit kurzer Drahtlänge. Eine erhöhte Restdicke erhöht die Reißfestigkeit des verschlissenen Drahts 5 bzw. 10 und wirkt somit Drahtrissen beim Trennläppen mit dünnem (Frisch-)Draht vor.Is the second wire 5 respectively. 10 for example due to its lower effective diameter 9 susceptible to cracking, so sawn more slowly or a larger wire length can be used. With a larger wire length, the wear volume of wire corresponding to the machined workpiece volume is distributed 5 respectively. 10 on a larger wire length. The thickness decrease of the wire 5 respectively. 10 due to wear is thus less than the separation with short wire length. The worn wire 5 respectively. 10 leaves the workpiece with a remaining greater residual thickness than in the comparison case of the separation with short wire length. An increased residual thickness increases the tear strength of the worn wire 5 respectively. 10 and thus acts on wire tears when Trennläppen with thin (fresh) wire.

In einem Ausführungsbeispiel des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Drahtsäge mit 195 mm Durchmesser und 510 mm Abstand der das Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen 6 verwendet und ein 300 mm-Siliciumstab mit einem strukturierten ersten Draht 5 unter 30 N Drahtlängsspannung (Grundspannung), einem Kerndurchmesser von 175 μm und einem Wirkdurchmesser des frischen Drahts von 198,5 μm bei 30 N im Pilgerschrittverfahren bis zu einer Tiefe von 225 mm eingeschnitten. Die Schnitttiefe für die Unterbrechung wird mit 225 mm (75% der Gesamtschnitttiefe) gewählt, weil das Repositionieren bei Schnittunterbrechungen ab 50% der Gesamtschnitttiefe mit nicht erfindungsgemäßen Verfahren anfällig und ab 75% sogar besonders anfällig für Drahtrisse oder das Entstehen von Riefen in der Oberfläche der nach vollständiger Abtrennung erhaltenen Scheiben ist und somit einen guten Testfall für die Wirksamkeit des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.In one embodiment of the third method according to the invention, a wire saw with a diameter of 195 mm and a spacing of 510 mm is used for the wire guide rollers spanning the wire gate 6 used and a 300 mm silicon rod with a structured first wire 5 Below 30 N wire tension (base tension), a core diameter of 175 microns and a working diameter of the fresh wire of 198.5 microns at 30 N in the pilgrim step process to a depth of 225 mm cut. The cutting depth for the interruption is chosen to be 225 mm (75% of the total depth of cut), because repositioning at cut interruptions from 50% of the total depth of cut is susceptible to non-inventive methods and from 75% even more susceptible to wire breaks or the formation of grooves in the surface Slices obtained after complete separation and thus represents a good test case for the effectiveness of the third method according to the invention.

Als zweiter Draht wird ein Glattdraht 10 mit 175 μm Kerndurchmesser gewählt. Da bei einen Glattdraht Kern- und Wirkdurchmesser identisch sind, ist der zweite Draht 10 dünner als der erste Draht 5 mit einem Wirkdurchmesser 9 von 198,5 μm.The second wire is a smooth wire 10 chosen with 175 μm core diameter. Since a smooth-wire core and effective diameter are identical, the second wire is identical 10 thinner than the first wire 5 with an effective diameter 9 of 198.5 μm.

Zum Wechseln des Drahts nach der Schnittunterbrechung wird der strukturierte erste Draht 5 – in Richtung der Nettobewegung des Drahts 5 gesehen – vor dem ersten Drahtgatter durchtrennt, der glatte zweite Draht 10 an das drahtgatterseitige Ende des ersten Drahts 5 geknüpft, die Geberspule mit strukturiertem ersten Draht 5 in der Drahtsäge gegen die Geberspule mit glattem zweiten Draht 10 ausgewechselt und der Knoten durch gleichsinnige Rotation 17 der Drahtführungsrollen 6 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit solange über das zweite Drahtgatter bis zur Nehmerspule bewegt, bis der erste Draht 5 unter einigen Drahtwicklungen auf der Nehmerspule begraben ist.To change the wire after the cut interruption is the structured first wire 5 - in the direction of the net movement of the wire 5 seen - severed before the first wire gate, the smooth second wire 10 to the wire gate end of the first wire 5 knotted, the encoder coil with structured first wire 5 in the wire saw against the donor coil with a smooth second wire 10 replaced and the node by the same direction rotation 17 the wire guide rollers 6 with the same peripheral speed as long as the second wire gate moves to the Nehmererspule until the first wire 5 is buried under some wire windings on the Nehmererspule.

Anschließend werden die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in Zustellrichtung des Siliciumstabs auf das Drahtgatter zu in Deckung mit den Trennspalten 4 im Stab gebracht, der Stab auf das Drahtgatter zugestellt, bis das zweite Drahtgatter um ein bis zwei Millimeter in Zustellrichtung ausgelenkt ist, und durch Beblasen der Berührungslinie von Stab und Drahtabschnitten werden die Drahtabschnitte in Eingriff mit den Trennspalten 4 gebracht.Subsequently, the wire sections of the second wire gate in the feed direction of the silicon rod to the wire gate to coincide with the separating gaps 4 placed in the rod, the rod is delivered to the wire gate until the second wire gate is deflected by one to two millimeters in the feed direction, and by blowing the contact line of rod and wire sections, the wire sections are engaged with the separation gaps 4 brought.

Durch gleichsinnige Rotation 17 der Drahtführungrollen 6 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wird der zweite Draht 10 unidirektional von der Geber- zur Nehmerspule unter gleichzeitiger Zustellung des Stabs weiter auf das zweite Drahtgatter zu und Zugabe von flüssigem Schneidmittel 14 weiterbewegt, bis das Drahtgatter am Ort 3 der Schnittunterbrechung angelangt ist.By the same direction rotation 17 the wire guide rollers 6 at the same peripheral speed becomes the second wire 10 unidirectional from the donor to slave coil with simultaneous delivery of the rod further to the second wire gate and addition of liquid cutting means 14 moved on until the wire gate is in place 3 the cut interruption has arrived.

Der Trennvorgang wird dann mit einem Pilgerschrittverfahren mit dem glatten zweiten Draht 10 fortgesetzt und bis zum vollständigen Abtrennen einer Vielzahl gleichförmiger Scheiben vom Stab beendet.The separation process is then pilgrim-paced with the smooth second wire 10 and terminated until complete separation of a plurality of uniform slices from the rod.

Für das Trennen bis zur Schnittunterbrechung mit dem strukturierten ersten Draht 5 wird der Draht mit 10 m/s bei jedem Pilgerschritt um 320 m vor und um 220 m zurückbewegt. Dabei wird die mittlere Tischzustellgeschwindigkeit mit 0,47 mm/min so gewählt, dass ein vollständiger, unterbrechungsfreier Trennvorgang durch den gesamten Querschnitt des Stabs mit dem strukturierten ersten Draht 5 10,6 Stunden gedauert hätte und dabei eine Gesamtdrahtlänge von 72 km mit einer effektiven Geschwindigkeit der Nettobewegung des Drahts von 1,85 m/s von der Geber- zur Nehmerspule umgespult worden wäre.For cutting up to cutting interruption with the structured first wire 5 At 10 m / s, the wire is moved 320 m forward and backward by 220 m for each pilgrim step. The average table delivery speed of 0.47 mm / min is chosen so that a complete, uninterrupted separation process through the entire cross-section of the rod with the structured first wire 5 10.6 hours, winding a total wire length of 72 km with an effective speed of net wire movement of 1.85 m / s from the donor to slave coil.

Für das Trennen nach dem Pilgerschrittverfahren nach Repositionieren wird der glatte zweite Draht 10 ebenfalls mit 10 m/s bei jedem Pilgerschritt um 320 m vor, jedoch um 247 m zurückbewegt, wobei die Tischzustellgeschwindigkeit mit 0,39 mm/min so gewählt wird, dass ein vollständiger, unterbrechungsfreier Trennvorgang durch den gesamten Querschnitt des Stabs mit dem glatten zweiten Draht 10 (vgl. 4(B)) 12,9 Stunden gedauert hätte und dabei eine Gesamtdrahtlänge von 60 km von der Geber- zur Nehmerspule umgespult worden wäre. Da ein Glattdraht 10 mit einem Durchmesser D das flüssige Schneidmittel 14 weniger gut in den Trennspalt transportiert als ein Strukturdraht 5 identischen Kerndurchmessers D aber eines größeren Wirkdurchmessers 9, muss das Beenden des Trennvorgangs mit dem Glattdraht 10 bei langsamerer Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu (geringeres Zeitspanvolumen) durchgeführt werden als der Trennvorgang mit dem Strukturdraht 5 (höheres Zeitspanvolumen).For post-pilgrim separation after repositioning, the smooth second wire is used 10 also traveling at 10 m / s for each pilgrim step by 320 m, but moving back 247 m, with the tabletop delivery speed of 0.39 mm / min being chosen so that a complete, uninterrupted separation process through the entire cross section of the bar with the smooth second wire 10 (see. 4 (B) ) Would have taken 12.9 hours and thereby a total wire length of 60 km from the donor to Nehmererspule would have been rewound. Because a smooth wire 10 with a diameter D, the liquid cutting agent 14 less well transported in the separating gap than a structure wire 5 identical core diameter D but a larger effective diameter 9 , must finish the separation process with the smooth wire 10 at slower delivery of the workpiece 1 on the wire gate to (less Zeitspanvolumen) are performed as the separation process with the structure wire 5 (higher time-wasting volume).

Am Ort 3 der Schnittunterbrechung ergibt sich dadurch, dass der Trennvorgang mit einem Strukturdraht 5 oder einem Glattdraht 10 mit geringerem Wirkdurchmesser 9 als der des ersten Drahts 5, der bis zur Schnittunterbrechung verwendet wurde, vollendet wird, eine sprungförmige Erhöhung der Dicke der nach vollständigem Auftrennen erhaltenen Scheiben.Locally 3 the cut interruption results from the fact that the separation process with a structure wire 5 or a smooth wire 10 with a smaller effective diameter 9 as the first wire 5 , which was used until the cut interruption, is completed, a sudden increase in the thickness of the slices obtained after complete slicing.

Im angegebenen Ausführungsbeispiel eines bis zur Schnittunterbrechung verwendeten Strukturdrahts 5 mit einem Wirkdurchmesser 9 des frischen Drahts von 198,5 μm und einem ab der Schnittunterbrechung verwendeten Glattdrahts 10 mit einem Durchmesser D des frischen Drahts 10 von 175 μm beträgt die Dicke der Scheiben bis zur Schnittunterbrechung im Mittel über den gesamten Stab 899,0 μm und ab der Schnittunterbrechung im Mittel über den gesamten Stab 907,5 μm.In the specified embodiment, a structure wire used until the cut interruption 5 with an effective diameter 9 the fresh wire of 198.5 microns and a plain wire used from the cut interruption 10 with a diameter D of the fresh wire 10 of 175 microns is the thickness of the slices to the interruption of cut average over the entire rod 899.0 microns and from the interruption of cut average over the entire rod 907.5 microns.

Es entsteht also am Ort der Schnittunterbrechung eine Stufe im Dickenprofil der erhaltenen Scheiben von durchschnittlich 8,5 μm Höhe. Diese Stufe tritt jedoch jeweils zur Hälfte auf Vorder- und Rückseite der erhaltenen Scheiben auf, beeinflusst somit ausschließlich die Dicke der Scheiben, nicht jedoch deren Form und kann daher durch die Folgeschritte der Bearbeitung der Scheibe wirkungsvoll und vollständig entfernt werden.Thus, at the site of the cut interruption, a step in the thickness profile of the resulting slices of an average of 8.5 μm in height arises. However, this step occurs in each case half on the front and back of the discs obtained, thus affecting only the thickness of the discs, but not their shape and therefore can be effectively and completely removed by the subsequent steps of the processing of the disc.

Claims (18)

Verfahren zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4b b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einem strukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in die Trennspalte 4, und die strukturierten Drähte 5 im ersten und im zweiten Drahtgatter im Neuzustand bei der gleichen Drahtspannung den gleichen Wirkdurchmesser 9 haben, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 die zweite Drahtspannung größer ist als die erste Drahtspannung.Method for resuming an incomplete parting of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 is clamped, comprising a) removing the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4b b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structured wire 5 spanned wire gate in the separating column 4 , and the patterned wires 5 in the first and in the second wire gate in the new state at the same wire tension the same effective diameter 9 have, characterized in that prior to the insertion of the wire sections of the second wire gate in the existing separation gaps 4 the second wire voltage is greater than the first wire voltage. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung im zweiten Drahtgatter durch die Zufuhr des strukturierten Drahts 5 mit einer höheren Drahtspannung als beim ersten Drahtgatter erreicht wird.A method according to claim 1, characterized in that the second wire tension in the second wire gate by the supply of the structured wire 5 is achieved with a higher wire tension than the first wire gate. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung im zweiten Drahtgatter durch mindestens eine drehbar um ihre Achse 20 gelagerte Andruckrolle 19, die mittels einer Zustellbewegung 30 gegen das Drahtgatter gedrückt wird, erreicht wird.A method according to claim 1, characterized in that the second wire tension in the second wire gate by at least one rotatable about its axis 20 mounted pinch roller 19 that by means of a delivery movement 30 is pressed against the wire gate is reached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung im zweiten Drahtgatter durch Vergrößern des Abstands der Achsen 7 mindestens zweier benachbarter Drahtführungsrollen 6 zueinander bewirkt wird.A method according to claim 1, characterized in that the second wire tension in the second wire gate is increased by increasing the pitch of the axes 7 at least two adjacent wire guide rollers 6 is effected to each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 bis zu 75% der Bruchspannung des Drahtes 5 beträgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second wire voltage before inserting the wire sections of the second wire gate in the existing separation gaps 4 up to 75% of the breaking stress of the wire 5 is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung nach dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 und vor der Wiederaufnahme des Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben wieder verringert wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second wire tension after the insertion of the wire sections of the second wire gate in the existing separation gaps 4 and before resuming cutting a workpiece 1 is reduced again in a variety of slices. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung der zweiten Drahtspannung im zweiten Drahtgatter beginnt, wenn das zweite Drahtgatter beim Einführen in die Trennspalte 4 des Werkstücks 1 um ein Drittel der Gesamtschnitttiefe in die Tiefe der Trennspalte 4 eingetaucht ist.A method according to claim 6, characterized in that the reduction of the second wire tension in the second wire gate begins when the second wire gate upon insertion into the separation gaps 4 of the workpiece 1 by one third of the total depth of cut into the depth of the separation column 4 is immersed. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drahtspannung im zweiten Drahtgatter auf die erste Drahtspannung im ersten Drahtgatter vor der Schnittunterbrechung verringert wird.Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that the second wire tension in the second wire gate is reduced to the first wire tension in the first wire gate before the cut interruption. Verfahren zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4b b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einem strukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in die Trennspalte 4, und die strukturierten Drähte 5 im ersten und im zweiten Drahtgatter im Neuzustand bei der gleichen Drahtspannung den gleichen Wirkdurchmesser 9 haben, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen dem Werkstück 1 und den zwei zum Werkstück benachbarten Drahtführungsrollen 6 jeweils mindestens eine Stützrolle 25 so angeordnet ist, dass die mindestens eine Stützrolle 25 ein Durchbiegen 12 der Drahtabschnitte im zweiten Drahtgatter in Richtung der Werkstückzustellung begrenzt.Method for resuming an incomplete parting of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 is clamped, comprising a) removing the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4b b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structured wire 5 spanned wire gate in the separating column 4 , and the structured wires 5 in the first and in the second wire gate in new condition at the same wire tension the same effective diameter 9 have, characterized in that in each case between the workpiece 1 and the two wire guide rollers adjacent to the workpiece 6 in each case at least one support roller 25 is arranged so that the at least one support roller 25 a bending 12 limits the wire sections in the second wire gate in the direction of the workpiece delivery. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen 25 bei der zweiten Drahtspannung vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 keinen Kontakt mit den Drahtabschnitten des zweiten Drahtgatters haben.A method according to claim 9, characterized in that the support rollers 25 at the second wire tension prior to insertion of the wire sections of the second wire gate into the existing separation gaps 4 have no contact with the wire sections of the second wire gate. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen 25 vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 bei der zweiten Drahtspannung in Kontakt mit den Drahtabschnitten des zweiten Drahtgatters sind, ohne eine Durchbiegung des Drahtgatters zu bewirken.A method according to claim 9, characterized in that the support rollers 25 before inserting the wire sections of the second wire gate into the existing separation column 4 at the second wire tension in contact with the wire sections of the second wire gate, without causing a deflection of the wire gate. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen 25 vor dem Einführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte 4 bei der zweiten Drahtspannung in Kontakt mit den Drahtabschnitten des zweiten Drahtgatters sind und dabei eine Durchbiegung des Drahtgatters zu bewirken.A method according to claim 9, characterized in that the support rollers 25 prior to inserting the wire sections of the second wire gate into the existing separation gaps 4 at the second wire tension are in contact with the wire sections of the second wire gate, thereby causing a deflection of the wire gate. Verfahren zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes 1 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem strukturierten Draht 5, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 zu einem ersten Drahtgatter umfassend eine Vielzahl von parallel angeordneten Drahtabschnitten mit einer ersten Drahtspannung und mit einem ersten Wirkdurchmesser 9 aufgespannt wird, umfassend a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten 4b b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aufgespannten zweiten Drahtgatters in die Trennspalte 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleicher Drahtspannung im ersten und im zweiten Drahtgatter der Wirkdurchmesser 9 des ersten Drahtes 5 größer ist als der Wirkdurchmesser des zweiten Drahtes.Method for resuming an incomplete parting of a workpiece 1 in a variety of slices with a textured wire 5 passing through at least two wire guide rollers 6 to a first wire gate comprising a plurality of parallel wire sections having a first wire tension and having a first effective diameter 9 is clamped, comprising a) removing the first wire gate from the in the workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate 4b b) the reintroduction of one by at least two wire guide rollers 6 with a second wire tension spanned second wire gate in the separation column 4 , characterized in that at the same wire tension in the first and in the second wire gate of the effective diameter 9 of the first wire 5 greater than the effective diameter of the second wire. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Draht ein strukturierter Draht 5 ist.A method according to claim 13, characterized in that the second wire is a structured wire 5 is. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Draht ein glatter Draht 10 ist.A method according to claim 13, characterized in that the second wire is a smooth wire 10 is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei nach dem Eintauchen des zweiten Drahtgatters in die Trennspalte 4 bei der gleichzeitigen weiteren Zustellung des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter bzw. des Drahtgatters auf das Werkstück 1 mit einer ersten Geschwindigkeit zu a) eine erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung gewählt wird, sich die Drahtabschnitte bei Schnitttiefen zwischen größer 0% und 33%, bezogen auf den Durchmesser des Werkstücks 1 oder bezogen auf die Trennspalttiefe, befinden und b) bevor das Drahtgatter den Trennspaltgrund erreicht, eine zweite Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks 1 auf das Drahtgatter zu bzw. des Drahtgatters auf das Werkstück 1 zu und eine zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung gewählt werden.The method of any one of claims 1 to 15, wherein after dipping the second wire gate into the separation gap 4 at the simultaneous further delivery of the workpiece 1 on the wire gate or the wire gate on the workpiece 1 at a first speed to a) a first speed of unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is selected, the wire sections at cutting depths between greater than 0% and 33%, based on the diameter of the workpiece 1 or based on the separation gap depth, and b) before the wire gate reaches the Trennspaltgrund, a second feed rate of the workpiece 1 on the wire gate to the wire gate or on the workpiece 1 to and a second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction can be selected. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zweite Geschwindigkeit der gleichzeitigen weiteren Zustellung des Stabs auf das Drahtgatter zu kleiner als die erste Geschwindigkeit der gleichzeitigen weiteren Zustellung des Stabs auf das Drahtgatter zu ist.The method of claim 16, wherein the second rate of concurrent further delivery of the rod to the wire gate is less than the first rate of simultaneous further delivery of the rod to the wire gate. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung größer als die erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung ist.The method of claim 16 or 17, wherein the second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is greater than the first speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction.
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