Mecanizado por electroerosión
Mecanizado por descarga eléctrica (EDM), también conocido como mecanizado por chispa, erosión por chispa, hundimiento, quema de alambre o erosión de alambre, es un metal proceso de fabricación mediante el cual se obtiene una forma deseada mediante el uso de descargas eléctricas (chispas). El material se elimina de la pieza de trabajo mediante una serie de descargas de corriente que se repiten rápidamente entre dos electrodos, separados por un líquido dieléctrico y sujetos a un voltaje eléctrico. Uno de los electrodos se denomina herramienta-electrodo, o simplemente herramienta o electrodo, mientras que el otro se denomina pieza de trabajo-electrodo, o pieza de trabajo. El proceso depende de que la herramienta y la pieza de trabajo no hagan contacto físico.
Cuando aumenta el voltaje entre los dos electrodos, la intensidad del campo eléctrico en el volumen entre los electrodos aumenta, provocando la ruptura dieléctrica del líquido y produciendo un arco eléctrico. Como resultado, se elimina material de los electrodos. Una vez que la corriente se detiene (o se detiene, según el tipo de generador), el dieléctrico líquido nuevo se transporta al volumen entre electrodos, lo que permite que las partículas sólidas (desechos) se eliminen y se restablezcan las propiedades aislantes del dieléctrico.. La adición de dieléctrico líquido nuevo en el volumen entre electrodos se conoce comúnmente como lavado. Después de un flujo de corriente, el voltaje entre los electrodos se restablece a lo que era antes de la ruptura, por lo que puede ocurrir una nueva ruptura dieléctrica líquida para repetir el ciclo.
Historia
El efecto erosivo de las descargas eléctricas fue observado por primera vez en 1770 por el físico inglés Joseph Priestley.
EDM por penetración
Dos científicos soviéticos, B. R. Lazarenko y N. I. Lazarenko, recibieron el encargo en 1943 de investigar formas de prevenir la erosión de los contactos eléctricos de tungsteno debido a las chispas. Fracasaron en esta tarea, pero descubrieron que la erosión se controlaba con mayor precisión si los electrodos se sumergían en un fluido dieléctrico. Esto los llevó a inventar una máquina EDM utilizada para trabajar materiales difíciles de mecanizar como el tungsteno. Los Lazarenko' La máquina se conoce como máquina de tipo R-C, por el circuito de resistencia-capacitor (circuito RC) utilizado para cargar los electrodos.
Simultáneamente pero de forma independiente, un equipo estadounidense, formado por Harold Stark, Victor Harding y Jack Beaver, desarrolló una máquina EDM para extraer brocas y machos de rosca rotos de fundiciones de aluminio. Inicialmente construían sus máquinas a partir de herramientas de grabado eléctrico de baja potencia, pero no tuvieron mucho éxito. Pero unidades de chispas más poderosas, combinadas con repetición automática de chispas y reemplazo de fluidos con un arreglo de interruptores electromagnéticos produjeron máquinas prácticas. Las máquinas de Stark, Harding y Beaver pudieron producir 60 chispas por segundo. Las máquinas posteriores basadas en su diseño utilizaron circuitos de tubos de vacío que podían producir miles de chispas por segundo, lo que aumentaba significativamente la velocidad de corte.
EDM de corte por hilo
El tipo de máquina de corte por alambre surgió en la década de 1960 para fabricar herramientas (troqueles) de acero templado. El electrodo de herramienta en electroerosión por hilo es simplemente un hilo. Para evitar que la erosión del hilo provoque su rotura, el hilo se enrolla entre dos bobinas de manera que la parte activa del hilo cambia constantemente. Las primeras máquinas de control numérico (NC) fueron conversiones de fresadoras verticales de cinta perforada. La primera máquina NC disponible comercialmente construida como una máquina EDM de corte por hilo se fabricó en la URSS en 1967. Las máquinas que podían seguir ópticamente las líneas en un dibujo maestro fueron desarrolladas por el grupo de David H. Dulebohn en la década de 1960 en Andrew Engineering. Empresa de fresadoras y rectificadoras. Posteriormente, se produjeron dibujos maestros mediante trazadores controlados numéricamente por computadora (CNC) para una mayor precisión. En 1974, se produjo una máquina de electroerosión por corte con hilo que usaba un trazador de dibujo CNC y técnicas de seguidor de línea óptica. Más tarde, Dulebohn usó el mismo programa CNC de trazador para controlar directamente la máquina de electroerosión, y la primera máquina de electroerosión CNC se produjo en 1976.
La capacidad y el uso de la electroerosión por hilo comercial ha avanzado sustancialmente durante las últimas décadas. Las velocidades de alimentación han aumentado y el acabado de la superficie se puede controlar con precisión.
Generalidades
El mecanizado por descarga eléctrica es un método de mecanizado utilizado principalmente para metales duros o aquellos que serían muy difíciles de mecanizar con técnicas tradicionales. EDM normalmente trabaja con materiales que son eléctricamente conductores, aunque también se han propuesto métodos para usar EDM para mecanizar cerámicas aislantes. EDM puede cortar contornos intrincados o cavidades en acero pretemplado sin necesidad de tratamiento térmico para ablandarlos y volver a endurecerlos. Este método se puede utilizar con cualquier otro metal o aleación de metal, como titanio, hastelloy, kovar e inconel. Además, se han informado aplicaciones de este proceso para dar forma a herramientas de diamante policristalino.
La EDM suele incluirse en la categoría "no tradicional" o "no convencional" grupo de métodos de mecanizado junto con procesos como el mecanizado electroquímico (ECM), corte por chorro de agua (WJ, AWJ), corte por láser y frente al "convencional" (torneado, fresado, rectificado, taladrado y cualquier otro proceso cuyo mecanismo de arranque de material se base fundamentalmente en fuerzas mecánicas).
Idealmente, EDM puede verse como una serie de rupturas y restauración del dieléctrico líquido entre los electrodos. Sin embargo, se debe tener cuidado al considerar tal declaración porque es un modelo idealizado del proceso, introducido para describir las ideas fundamentales que subyacen al proceso. Sin embargo, cualquier aplicación práctica implica muchos aspectos que también deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, es probable que la eliminación de los desechos del volumen entre electrodos sea siempre parcial. Así, las propiedades eléctricas del dieléctrico en el volumen entre electrodos pueden ser diferentes de sus valores nominales e incluso pueden variar con el tiempo. La distancia entre electrodos, a menudo también denominada chispa, es el resultado de los algoritmos de control de la máquina específica utilizada. El control de tal distancia parece lógicamente central en este proceso. Además, no toda la corriente entre el dieléctrico es del tipo ideal descrito anteriormente: los desechos pueden provocar un cortocircuito en el espacio de chispas. El sistema de control del electrodo puede no reaccionar lo suficientemente rápido para evitar que los dos electrodos (herramienta y pieza) entren en contacto, con el consiguiente cortocircuito. Esto no es deseado porque un cortocircuito contribuye a la eliminación de material de manera diferente al caso ideal. La acción de lavado puede ser inadecuada para restaurar las propiedades aislantes del dieléctrico, por lo que la corriente siempre ocurre en el punto del volumen entre electrodos (esto se conoce como formación de arco), con el consiguiente cambio no deseado de forma (daño) del herramienta-electrodo y pieza de trabajo. En última instancia, una descripción de este proceso de una manera adecuada para el propósito específico en cuestión es lo que hace que el área de EDM sea un campo tan rico para futuras investigaciones e investigaciones.
Para obtener una geometría específica, la herramienta EDM se guía por el camino deseado muy cerca del trabajo; idealmente, no debería tocar la pieza de trabajo, aunque en realidad esto puede suceder debido al desempeño del control de movimiento específico en uso. De esta forma, se produce una gran cantidad de descargas de corriente (coloquialmente también llamadas chispas), cada una de las cuales contribuye a la eliminación de material tanto de la herramienta como de la pieza de trabajo, donde se forman pequeños cráteres. El tamaño de los cráteres es una función de los parámetros tecnológicos establecidos para el trabajo específico en cuestión. Pueden tener dimensiones típicas que van desde la nanoescala (en operaciones de micro-EDM) hasta algunos cientos de micrómetros en condiciones de desbaste.
La presencia de estos pequeños cráteres en la herramienta provoca la erosión gradual del electrodo. Esta erosión de la herramienta-electrodo también se denomina desgaste. Se necesitan estrategias para contrarrestar el efecto perjudicial del desgaste en la geometría de la pieza de trabajo. Una posibilidad es la de sustituir continuamente la herramienta-electrodo durante una operación de mecanizado. Esto es lo que sucede si se utiliza como electrodo un alambre que se reemplaza continuamente. En este caso, el proceso de EDM correspondiente también se denomina electroerosión por hilo. El electrodo-herramienta también se puede utilizar de tal manera que sólo una pequeña parte del mismo se involucre realmente en el proceso de mecanizado y esta parte se cambie de forma regular. Este es, por ejemplo, el caso cuando se utiliza un disco giratorio como herramienta-electrodo. El proceso correspondiente a menudo también se denomina rectificado por electroerosión.
Otra estrategia consiste en utilizar un conjunto de electrodos con diferentes tamaños y formas durante la misma operación de electroerosión. Esto a menudo se denomina estrategia de electrodos múltiples y es más común cuando el electrodo de la herramienta replica en negativo la forma deseada y avanza hacia el blanco en una sola dirección, generalmente la dirección vertical (es decir, el eje z). Esto se parece al hundimiento de la herramienta en el líquido dieléctrico en el que se sumerge la pieza de trabajo, por lo que, como era de esperar, a menudo se lo denomina electroerosión por penetración (también llamado electroerosión por penetración y electroerosión por penetración). Las máquinas correspondientes a menudo se denominan electroerosión por penetración. Por lo general, los electrodos de este tipo tienen formas bastante complejas. Si la geometría final se obtiene usando un electrodo generalmente de forma simple que se mueve a lo largo de varias direcciones y posiblemente también está sujeto a rotaciones, a menudo se usa el término fresado por electroerosión.
En cualquier caso, la severidad del desgaste depende estrictamente de los parámetros tecnológicos utilizados en la operación (por ejemplo: polaridad, corriente máxima, voltaje de circuito abierto). Por ejemplo, en micro-EDM, también conocida como μ-EDM, estos parámetros suelen establecerse en valores que generan un desgaste severo. Por lo tanto, el desgaste es un problema importante en esa zona.
Se está abordando el problema del desgaste de los electrodos de grafito. En un enfoque, un generador digital, controlable en milisegundos, invierte la polaridad a medida que se produce la electroerosión. Eso produce un efecto similar a la galvanoplastia que deposita continuamente el grafito erosionado en el electrodo. En otro método, el llamado "Zero Wear" circuito reduce la frecuencia con la que se inicia y se detiene la descarga, manteniéndola encendida durante el mayor tiempo posible.
Definición de los parámetros tecnológicos
Se han encontrado dificultades en la definición de los parámetros tecnológicos que impulsan el proceso.
Dos amplias categorías de generadores, también conocidas como fuentes de alimentación, se utilizan en las máquinas EDM disponibles comercialmente: el grupo basado en circuitos RC y el grupo basado en pulsos controlados por transistores.
En ambas categorías, los parámetros principales en la configuración son la corriente y la frecuencia entregada. En los circuitos RC, sin embargo, se espera poco control sobre la duración de la descarga, que probablemente dependerá de las condiciones reales del espacio de chispas (tamaño y contaminación) en el momento de la descarga. Además, el voltaje de circuito abierto (es decir, el voltaje entre los electrodos cuando el dieléctrico aún no se ha roto) puede identificarse como voltaje de estado estable del circuito RC.
En los generadores basados en control de transistores, el usuario generalmente puede entregar un tren de pulsos de voltaje a los electrodos. Cada pulso se puede controlar en forma, por ejemplo, cuasi-rectangular. En particular, se puede configurar el tiempo entre dos pulsos consecutivos y la duración de cada pulso. La amplitud de cada pulso constituye el voltaje de circuito abierto. Así, la duración máxima de descarga es igual a la duración de un pulso de tensión en el tren. Entonces se espera que no ocurran dos pulsos de corriente por una duración igual o mayor que el intervalo de tiempo entre dos pulsos de voltaje consecutivos.
También se puede controlar la corriente máxima durante una descarga que entrega el generador. Debido a que otros fabricantes de máquinas también pueden usar otros tipos de generadores, los parámetros que realmente se pueden configurar en una máquina en particular dependerán del fabricante del generador. Los detalles de los generadores y los sistemas de control de sus máquinas no siempre están fácilmente disponibles para el usuario. Esta es una barrera para describir inequívocamente los parámetros tecnológicos del proceso EDM. Además, los parámetros que afectan los fenómenos que ocurren entre la herramienta y el electrodo también están relacionados con el controlador del movimiento de los electrodos.
Ferri et al. ha propuesto recientemente un marco para definir y medir los parámetros eléctricos durante una operación EDM directamente en el volumen entre electrodos con un osciloscopio externo a la máquina. Estos autores llevaron a cabo su investigación en el campo de μ-EDM, pero el mismo enfoque se puede utilizar en cualquier operación de EDM. Esto permitiría al usuario estimar directamente los parámetros eléctricos que afectan sus operaciones sin depender de las afirmaciones del fabricante de la máquina. Cuando se mecanizan diferentes materiales en las mismas condiciones de configuración, los parámetros eléctricos reales del proceso son significativamente diferentes.
Mecanismo de eliminación de material
El primer intento serio de proporcionar una explicación física de la eliminación de material durante el mecanizado por descarga eléctrica es quizás el de Van Dijck. Van Dijck presentó un modelo térmico junto con una simulación computacional para explicar los fenómenos entre los electrodos durante el mecanizado por descarga eléctrica. Sin embargo, como el mismo Van Dijck admitió en su estudio, la cantidad de suposiciones hechas para superar la falta de datos experimentales en ese momento fue bastante significativa.
A finales de los ochenta y principios de los noventa se desarrollaron otros modelos de lo que ocurre durante el mecanizado por descarga eléctrica en términos de transferencia de calor. El resultado fueron tres artículos académicos: el primero presenta un modelo térmico de eliminación de material en el cátodo, el segundo presenta un modelo térmico para la erosión que ocurre en el ánodo y el tercero presenta un modelo que describe el canal de plasma formado durante el paso de la descarga. corriente a través del líquido dieléctrico. La validación de estos modelos está respaldada por datos experimentales proporcionados por AGIE.
Estos modelos brindan el apoyo más autorizado para la afirmación de que la electroerosión por electroerosión es un proceso térmico, que elimina material de los dos electrodos debido a la fusión o vaporización, junto con la dinámica de presión establecida en el espacio de chispas por el colapso del canal de plasma. Sin embargo, para energías de descarga pequeñas, los modelos son inadecuados para explicar los datos experimentales. Todos estos modelos dependen de una serie de suposiciones de áreas de investigación tan dispares como explosiones submarinas, descargas en gases y fallas de transformadores, por lo que no sorprende que se hayan propuesto modelos alternativos más recientemente en la literatura para tratar de explicar el proceso EDM.
Entre estos, el modelo de Singh y Ghosh vuelve a conectar la eliminación de material del electrodo con la presencia de una fuerza eléctrica en la superficie del electrodo que podría eliminar material mecánicamente y crear los cráteres. Esto sería posible porque el material de la superficie tiene propiedades mecánicas alteradas debido a un aumento de temperatura provocado por el paso de la corriente eléctrica. Los autores' las simulaciones mostraron cómo podrían explicar la EDM mejor que un modelo térmico (fusión o evaporación), especialmente para energías de descarga pequeñas, que se utilizan normalmente en μ-EDM y en operaciones de acabado.
Dados los muchos modelos disponibles, parece que el mecanismo de eliminación de material en EDM aún no se comprende bien y que se necesita más investigación para aclararlo, especialmente considerando la falta de evidencia científica experimental para construir y validar los modelos EDM actuales. Esto explica un mayor esfuerzo de investigación actual en técnicas experimentales relacionadas.
En esta conclusión, se logran los siguientes factores principales durante las operaciones de mecanizado:
- Como resultado de las principales conclusiones se puede afirmar en el examen de la labor en esta esfera que el desempeño de la EDM se evalúa generalmente sobre la base de RDA, RRM, Ra y dureza.
- En la tasa de eliminación de materiales (MRR) de todos los parámetros seleccionados, la corriente de chispa (I) es el factor de entrada más significativo que afecta al mecanizado de la pieza de trabajo.
- El rendimiento se ve afectado por la corriente de descarga, el pulso en el tiempo, el tiempo de pulso, el ciclo de servicio, el voltaje para EDM.
- Para la tasa de desgaste de la herramienta (TWR) de todos los parámetros seleccionados, la corriente de chispa (I) es el factor de entrada más significativo que afecta al mecanizado de la pieza seguida de tiempo de chispa y tensión.
- La tecnología innovadora en el EDM está progresando incesantemente para que este procedimiento sea más apropiado para el mecanizado. En el campo de la fabricación se presta más atención a la optimización del método reduciendo el número de Electrodo.
.
Tipos
Erosión por penetración
La electroerosión por penetración, también llamada electroerosión por penetración, electroerosión por electroerosión de tipo cavidad o electroerosión por volumen, consta de un electrodo y una pieza de trabajo sumergidos en un líquido aislante como, por lo general, aceite o, con menor frecuencia, otros fluidos dieléctricos. El electrodo y la pieza de trabajo están conectados a una fuente de alimentación adecuada. La fuente de alimentación genera un potencial eléctrico entre las dos partes. A medida que el electrodo se acerca a la pieza de trabajo, se produce una ruptura dieléctrica en el fluido, formando un canal de plasma y saltando una pequeña chispa.
Estas chispas generalmente golpean una a la vez, porque es muy poco probable que diferentes ubicaciones en el espacio entre electrodos tengan las mismas características eléctricas locales que permitirían que una chispa ocurra simultáneamente en todas esas ubicaciones. Estas chispas ocurren en grandes cantidades en lugares aparentemente aleatorios entre el electrodo y la pieza de trabajo. A medida que se erosiona el metal base y, posteriormente, aumenta el espacio de chispa, la máquina baja automáticamente el electrodo para que el proceso pueda continuar sin interrupciones. Varios cientos de miles de chispas ocurren por segundo, con el ciclo de trabajo real cuidadosamente controlado por los parámetros de configuración. Estos ciclos de control a veces se conocen como "a tiempo" y "tiempo libre", que se definen más formalmente en la literatura.
La configuración de tiempo de encendido determina la longitud o la duración de la chispa. Por lo tanto, un mayor tiempo produce una cavidad más profunda de cada chispa, creando un acabado más rugoso en la pieza de trabajo. Lo contrario es cierto para un tiempo más corto. El tiempo de apagado es el período de tiempo entre chispas. Aunque no afecta directamente el mecanizado de la pieza, el tiempo de inactividad permite el lavado de fluido dieléctrico a través de una boquilla para limpiar los residuos erosionados. La remoción de escombros insuficiente puede causar golpes repetidos en el mismo lugar, lo que puede provocar un cortocircuito. Los controladores modernos monitorean las características de los arcos y pueden alterar los parámetros en microsegundos para compensar. La geometría típica de la pieza es una forma 3D compleja, a menudo con ángulos pequeños o de formas extrañas. También se utilizan ciclos de mecanizado vertical, orbital, vectorial, direccional, helicoidal, cónico, rotacional, de giro e indexado.
Electroerosión por hilo
En el mecanizado por descarga eléctrica con hilo (WEDM), también conocido como electroerosionado por hilo y corte por hilo, un metal fino de una sola hebra el alambre, generalmente de latón, se alimenta a través de la pieza de trabajo, sumergido en un tanque de fluido dieléctrico, generalmente agua desionizada. La electroerosión por hilo se utiliza normalmente para cortar placas de hasta 300 mm de grosor y para fabricar punzones, herramientas y troqueles a partir de metales duros que son difíciles de mecanizar con otros métodos. El alambre, que se alimenta constantemente desde un carrete, se mantiene entre las guías de diamante superior e inferior que se centra en una cabeza de boquilla de agua. Las guías, generalmente controladas por CNC, se mueven en el plano x–y. En la mayoría de las máquinas, la guía superior también se puede mover de forma independiente en el eje z–u–v, dando lugar a la capacidad de cortar cónicos y formas en transición (círculo en la parte inferior, cuadrado en la parte superior, por ejemplo). La guía superior puede controlar los movimientos de los ejes en el estándar GCode, x–y–u–v–i–j–k–l–. Esto permite programar la electroerosión por hilo para cortar formas muy complejas y delicadas. Las guías de diamante superior e inferior suelen tener una precisión de 0,004 mm (0,16 mils) y pueden tener una ruta de corte o corte tan pequeño como 0,021 mm (0,83 mils) con alambre de Ø 0,02 mm (0,79 mils), aunque el corte de corte promedio que logra el mejor costo económico y tiempo de maquinado es de 0.335 mm (13.2 mils) usando alambre de latón de Ø 0.25 mm (9.8 mils). La razón por la que el ancho de corte es mayor que el ancho del alambre se debe a que se producen chispas desde los lados del alambre hasta la pieza de trabajo, lo que provoca erosión. Este "sobrecorte" es necesario, para muchas aplicaciones es adecuadamente predecible y, por lo tanto, puede compensarse (por ejemplo, en micro-EDM, este no suele ser el caso). Los carretes de alambre son largos: un carrete de 8 kg de alambre de 0,25 mm tiene poco más de 19 kilómetros de longitud. El diámetro del cable puede ser tan pequeño como 20 μm (0,79 mils) y la precisión de la geometría no está lejos de ± 1 μm (0,039 mils). El proceso de corte de alambre utiliza agua como fluido dieléctrico, controlando su resistividad y otras propiedades eléctricas con filtros y unidades desionizadoras controladas por PID. El agua elimina los desechos cortados de la zona de corte. El lavado es un factor importante para determinar la velocidad de alimentación máxima para un espesor de material determinado. Junto con tolerancias más estrictas, los centros de mecanizado de corte de alambre EDM multieje han agregado características tales como cabezales múltiples para cortar dos partes al mismo tiempo, controles para evitar la rotura del alambre, funciones de autorroscado automático en caso de rotura del alambre y estrategias de mecanizado programables. para optimizar la operación. La EDM de corte por hilo se usa comúnmente cuando se desean tensiones residuales bajas, porque no requiere fuerzas de corte altas para la remoción de material. Si la energía/potencia por pulso es relativamente baja (como en las operaciones de acabado), se esperan pocos cambios en las propiedades mecánicas de un material debido a estas bajas tensiones residuales, aunque el material que no ha sido aliviado de tensión puede distorsionarse en el proceso de mecanizado. La pieza de trabajo puede sufrir un ciclo térmico importante, dependiendo su severidad de los parámetros tecnológicos utilizados. Dichos ciclos térmicos pueden provocar la formación de una capa refundida en la pieza y tensiones de tracción residuales en la pieza de trabajo. Si el mecanizado se realiza después del tratamiento térmico, la precisión dimensional no se verá afectada por la distorsión del tratamiento térmico.
EDM de taladrado rápido
La electroerosión por electroerosión de perforación rápida se diseñó para producir orificios rápidos, precisos, pequeños y profundos. Es conceptualmente similar a la electroerosión por penetración, pero el electrodo es un tubo giratorio que transporta un chorro presurizado de fluido dieléctrico. Puede hacer un agujero de una pulgada de profundidad en aproximadamente un minuto y es una buena manera de mecanizar agujeros en materiales demasiado duros para el mecanizado con broca helicoidal. Este tipo de perforación EDM se usa principalmente en la industria aeroespacial, produciendo orificios de enfriamiento en palas aerodinámicas y otros componentes. También se utiliza para taladrar orificios en álabes de turbinas de gas industriales, en moldes y troqueles, y en cojinetes.
Aplicaciones
Producción de prototipos
El proceso EDM es el más utilizado por las industrias de fabricación de moldes, herramientas y troqueles, pero se está convirtiendo en un método común para fabricar prototipos y piezas de producción, especialmente en las industrias aeroespacial, automotriz y electrónica en las que las cantidades de producción son relativamente bajo. En la electroerosión por penetración, se mecaniza un electrodo de grafito, cobre, tungsteno o cobre puro en la forma deseada (negativa) y se introduce en la pieza de trabajo en el extremo de un pistón vertical.
Fabricación de troqueles de acuñación
Para la creación de troqueles para la producción de joyas e insignias, o troquelado y perforado (mediante el uso de un troquel panqueque) mediante el proceso de acuñación (estampado), el maestro positivo puede estar hecho de plata esterlina, ya que (con los ajustes de máquina apropiados) el maestro está significativamente erosionado y se usa solo una vez. El dado negativo resultante luego se endurece y se usa en un martillo de caída para producir superficies planas estampadas a partir de láminas recortadas en blanco de bronce, plata o aleación de oro de baja pureza. Para las insignias, estas superficies planas pueden moldearse aún más en una superficie curva mediante otro troquel. Este tipo de EDM generalmente se realiza sumergido en un dieléctrico a base de aceite. El objeto terminado se puede refinar aún más mediante un esmaltado duro (vidrio) o suave (pintura), o electrochapado con oro puro o níquel. Los materiales más blandos, como la plata, pueden grabarse a mano como refinamiento.
Perforación de agujeros pequeños
La electroerosión por perforación de orificios pequeños se utiliza en una variedad de aplicaciones.
En las máquinas de electroerosión por hilo, la electroerosión por perforación de orificios pequeños se utiliza para hacer un orificio pasante en una pieza de trabajo a través de la cual se pasa el cable para la operación de electroerosión por hilo. Un cabezal EDM separado específicamente para la perforación de orificios pequeños se monta en una máquina de corte por hilo y permite que las placas endurecidas grandes tengan piezas acabadas erosionadas según sea necesario y sin taladrado previo.
La electroerosión por electroerosión de orificios pequeños se utiliza para perforar filas de orificios en los bordes delantero y trasero de los álabes de las turbinas que se utilizan en los motores a reacción. El flujo de gas a través de estos pequeños orificios permite que los motores utilicen temperaturas más altas de lo que sería posible de otro modo. Las aleaciones monocristalinas, muy duras y de alta temperatura empleadas en estas hojas hacen que el mecanizado convencional de estos agujeros con una alta relación de aspecto sea extremadamente difícil, si no imposible.
La electroerosión por electroerosión de orificios pequeños también se utiliza para crear orificios microscópicos para componentes del sistema de combustible, hileras para fibras sintéticas como el rayón y otras aplicaciones.
También hay máquinas independientes de electroerosión por perforación de orificios pequeños con un eje x–y, también conocido como supertaladro o perforador de orificios que puede mecanizar agujeros ciegos o pasantes. EDM perfora orificios con un electrodo de tubo largo de latón o cobre que gira en un mandril con un flujo constante de agua destilada o desionizada que fluye a través del electrodo como agente de lavado y dieléctrico. Los tubos de electrodos funcionan como el cable en las máquinas de electroerosión por hilo, con un espacio de chispa y una tasa de desgaste. Algunos EDM de perforación de orificios pequeños pueden perforar 100 mm de acero blando o endurecido en menos de 10 segundos, con una tasa de desgaste promedio de 50% a 80%. En esta operación de taladrado se pueden lograr agujeros de 0,3 mm a 6,1 mm. Los electrodos de latón son más fáciles de mecanizar, pero no se recomiendan para operaciones de corte con alambre debido a las partículas de latón erosionadas que provocan "latón sobre latón" rotura de hilos, por lo que se recomienda el cobre.
Mecanizado de desintegración de metales
Varios fabricantes producen máquinas EDM con el propósito específico de eliminar herramientas de corte y sujetadores rotos de las piezas de trabajo. En esta aplicación, el proceso se denomina "mecanizado de desintegración de metal" o MDM. El proceso de desintegración de metal elimina solo el centro de la herramienta rota o el sujetador, dejando el orificio intacto y permitiendo que se recupere una parte.
Fabricación en circuito cerrado
La fabricación de ciclo cerrado puede mejorar la precisión y reducir los costos de herramientas
Ventajas y desventajas
A menudo se compara la EDM con el mecanizado electroquímico. Las ventajas de EDM incluyen:
- Capacidad para crear formas complejas que de otro modo serían difíciles de producir con herramientas de corte convencionales.
- Mecanizado de material extremadamente duro a tolerancias muy cercanas.
- Las piezas de trabajo muy pequeñas se pueden mecanizar cuando las herramientas de corte convencionales pueden dañar la parte de la presión de la herramienta de corte sobrante.
- No hay contacto directo entre herramienta y pieza de trabajo. Por lo tanto, secciones delicadas y materiales débiles se pueden mecanizar sin distorsiones perceptibles.
- Se puede obtener un buen acabado superficial; una superficie muy buena puede obtenerse por caminos de acabado redundantes.
- Se pueden alcanzar agujeros muy finos.
- Se pueden producir agujeros ajustados.
- Contornos internos de tubería o contenedor y esquinas internas hasta R.001".
Las desventajas de EDM incluyen:
- Dificultad para encontrar machistas expertos.
- La lenta tasa de eliminación de materiales.
- Posible peligro de incendio asociado con el uso de dieléctricas basadas en aceite combustible.
- El tiempo adicional y el costo utilizado para crear electrodos para carnero/sinker EDM.
- Reproducir esquinas afiladas en la pieza de trabajo es difícil debido al desgaste de electrodos.
- El consumo de energía específico es muy alto.
- El consumo de energía es alto.
- "Overcut" se forma.
- El desgaste excesivo de la herramienta ocurre durante el mecanizado.
- Los materiales eléctricos no conductores se pueden mecanizar sólo con la configuración específica del proceso.
Contenido relacionado
Columna de fraccionamiento
Fokker Dr.I
Escuela central de Lille