Mecanizado por descarga eléctrica:principios y aplicaciones de fabricación

Los fabricantes a menudo recurren al mecanizado por descarga eléctrica (EDM) cuando los métodos de mecanizado tradicionales alcanzan su límite. El proceso EDM implica el uso de energía térmica para eliminar el exceso de material de un objeto, creando la forma requerida para una tarea. No es el proceso de mecanizado CNC más popular disponible. Sin embargo, los ingenieros confían en él para crear piezas que son imposibles de mecanizar.

EDM es similar a procesos como el corte por láser. No requiere ni utiliza fuerza mecánica para eliminar el exceso de material. Es por eso que muchas personas lo consideran un proceso de fabricación no tradicional. Este proceso ayuda en el moldeado y la fabricación de herramientas para una amplia gama de industrias. En este artículo examinaremos su funcionamiento, los distintos tipos disponibles, así como sus ventajas y aplicaciones. ¡Vamos a sumergirnos en eso!

¿Qué es la electroerosión? ?

Es posible que haya encontrado términos como mecanizado por chispa, hundimiento del troquel, erosión por hilo o erosión por chispa. Algunos ingenieros y fabricantes utilizan estos términos para referirse al mecanizado por descarga eléctrica (EDM). Pero, ¿qué es EDM? En pocas palabras, EDM consiste en eliminar el exceso de material de una pieza de trabajo con el uso de energía térmica.

Como se mencionó anteriormente, el proceso EDM no requiere fuerza mecánica. Este proceso de fabricación asegura que los ingenieros lleguen a las formas deseadas solo con el uso de descargas eléctricas. Es un proceso de alta precisión que no implica el uso de una herramienta en la pieza de trabajo. Cuando necesita trabajar en materiales duros como el titanio o formar formas complejas, la electroerosión suele ser el camino a seguir.

¿Cómo funciona el mecanizado por descarga eléctrica?

Si bien la definición puede parecer simplista, el proceso físico es un poco más complejo. La eliminación de material de una pieza de trabajo mediante electroerosión se produce a través de una serie de descargas de corriente rápidas y recurrentes entre electrodos. Estos electrodos se separan mediante un fluido dieléctrico. Luego, se envía un voltaje a través del fluido dieléctrico. Es importante tener en cuenta que la fabricación por electroerosión solo funciona con materiales eléctricamente conductores.

Uno de esos electrodos sirve para cambiar de forma para adaptarse al propósito exacto. Este electrodo es el electrodo de la pieza de trabajo o el “ánodo”. El otro electrodo es el electrodo-herramienta o el “cátodo”. El principio básico detrás de este proceso es la erosión del material con una chispa eléctrica controlada. Para que esto ocurra, los dos electrodos no deben entrar en contacto.

Existe la aplicación de la diferencia de potencial entre la pieza de trabajo y el electrodo en forma de pulso. A medida que el electrodo se acerca a la pieza de trabajo, aumenta el campo eléctrico presente en el pequeño espacio entre ellos. Esto continúa hasta que alcanza el volumen de ruptura.

La descarga eléctrica provoca un calentamiento extremo del material. El calentamiento conduce a la fusión de algunas partes del material. Un flujo constante del fluido dieléctrico ayuda a eliminar el exceso de material. El líquido también ayuda a enfriar durante el proceso de mecanizado.

Tipos de mecanizado por descarga eléctrica

El proceso EDM es único y convencional. Sin embargo, esto no significa que haya un solo enfoque para este proceso. Hay tres tipos diferentes de EDM. Esto ayuda a asegurar que existen métodos alternativos si un tipo no encaja adecuadamente. Los diferentes tipos de mecanizado por descarga eléctrica incluyen:

erosión por hilo

A veces denominada electroerosión por hilo o electroerosión por chispa, la electroerosión por hilo es un proceso popular. Implica el uso de un alambre de latón o cobre delgado para cortar la pieza de trabajo. Aquí, el alambre delgado actúa como electrodo. El líquido dieléctrico, en este caso, suele ser agua desionizada. Durante el proceso, se despliega continuamente el hilo desde un alimentador automático mediante una bobina.

Esto se debe a que la descarga eléctrica puede verse comprometida por la pieza de trabajo y el cable. Por lo tanto, existe la necesidad de una nueva ruta de descarga en el corte. Este enfoque funciona muy bien. Sin embargo, los ingenieros deben tener en cuenta que el cable debe atravesar completamente la pieza de trabajo. Por lo tanto, esencialmente crea cortes bidimensionales en partes tridimensionales. Tiendes a obtener resultados similares a los procesos de mecanizado CNC tradicionales.

EDM de agujeros

Como su nombre lo indica, Hold Drilling EDM ayuda explícitamente en la perforación rápida de agujeros. Los electrodos para electroerosión por perforación son tubulares, lo que permite que el fluido dieléctrico fluya fácilmente a través de los electrodos.

A diferencia de los métodos tradicionales de taladrado, la electroerosión por electroerosión puede mecanizar agujeros muy pequeños y profundos. Además, estos agujeros no requieren ningún desbarbado. Independientemente de la dureza o el tipo de metal, este proceso permite perforar orificios de precisión de manera efectiva más rápido que los métodos convencionales.

EDM por penetración

Esta es la EDM convencional, también conocida como EDM de ariete, electroerosión por penetración o EDM de tipo cavidad. Tipo de cavidad porque crea formas de cavidad complejas para diversas aplicaciones de fundición, como el moldeo por inyección de plástico.

Este proceso utiliza electrodos de cobre o grafito premecanizados para formar un "positivo" de la forma requerida. Luego, se presiona el electrodo en la pieza de trabajo para crear un negativo de la forma del material original. Algunos factores pueden influir en la elección del material del electrodo en la electroerosión por penetración. Estos incluyen la resistencia del electrodo a la erosión y su conductividad, que suele ser más fácil de mecanizar con grafito que con material de cobre. Sin embargo, el cobre es más fuerte y más propicio.

Ventajas del mecanizado por descarga eléctrica

Hay varias ventajas únicas asociadas con la fabricación EDM. Algunos de ellos incluyen:

1. Trabaje en cualquier tipo de material conductor de electricidad

Cuando piensa en la fabricación por electroerosión, lo primero que le viene a la mente es su capacidad para trabajar en una amplia gama de materiales. Mientras su material sea eléctricamente conductor, EDM es siempre el proceso correcto. Esto hace posible mecanizar piezas que son difíciles para los métodos de mecanizado tradicionales. Estos incluyen piezas hechas de titanio y carburo de tungsteno.

2. No hay fuerza mecánica involucrada

Otro beneficio crucial es que no se ejerce fuerza mecánica sobre la pieza de trabajo. Por lo tanto, no tiene que preocuparse por producir contornos frágiles. Esto se vuelve fácil porque no hay necesidad de una gran fuerza de corte antes de retirar el material. Dado que no se produce contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo, no hay problema de tensión mecánica.

3. Habilita varias formas y profundidades

Con EDM, alcanzar formas y profundidades parece imposible con una herramienta de corte. Es un método eficaz para el procesamiento profundo con longitudes de herramienta y relaciones de diámetro muy altas. Puede cortar fácilmente esquinas internas afiladas, ranuras estrechas y nervaduras profundas con el proceso EDM.

4. Fomenta un mejor acabado superficial

Los fabricantes también argumentan que el acabado superficial del moldeo por inyección suele ser mejor con EDM que con los métodos tradicionales. Esto puede ser cierto porque el proceso de electroerosión otorga a las superficies una alta precisión y acabados finos.

5. Trabajar en material endurecido

Es necesario realizar otros procesos de mecanizado convencionales antes de endurecer la pieza de trabajo. Por otro lado, EDM funciona perfectamente en material endurecido. Por lo tanto, es fácil evitar cualquier posible deformación por tratamiento térmico.

La fabricación por electroerosión, al ser una gran opción de producción de piezas, definitivamente tiene muchas ventajas en la creación de piezas de alta precisión con las formas deseadas. Si tiene piezas complejas para producir, considere el proceso EDM o elija RapidDirect se enfoca en el servicio de creación rápida de prototipos de alta precisión.

Aplicaciones del mecanizado por descarga eléctrica

EDM es particularmente famoso en la producción de pequeño volumen, lo que hace posibles varios procesos. Estos procesos incluyen fresado, torneado, perforación de orificios pequeños y más. Este proceso único también es valioso para una amplia gama de industrias, desde la automotriz hasta la industria aeroespacial.

Al poder crear formas únicas y precisas, esta técnica ayuda en las siguientes aplicaciones:

Moldeo por inyección

Lograr la dimensión, la profundidad y la forma correctas de un molde generalmente depende de EDM. Es el principal proceso de moldeo por inyección utilizado por los fabricantes de moldes. La electroerosión por hilo es el tipo principal utilizado en este caso.

Dado que el moldeo por inyección requiere varias piezas de trabajo delicadas y complejas, este suele ser el mejor método a utilizar. Además, a menudo produce un acabado superficial EDM fino y de alta precisión.

Perforación de agujeros pequeños

El mecanizado por descarga eléctrica es una forma rápida y única de crear agujeros pequeños y profundos con precisión en materiales, independientemente de su dureza.

El proceso de perforación del agujero implica el uso de un tubo de electrodo de latón para canalizar las descargas eléctricas sobre el material. Esto ayuda a crear agujeros de varias dimensiones pequeñas. Lo emocionante es que puede hacer agujeros en caras inclinadas y otras posiciones desafiantes.

Fundición a presión

EDM también es muy adecuado para aplicaciones de fabricación de troqueles. La fabricación de troqueles altamente personalizados requiere una precisión extrema. Estos troqueles cuentan con esquinas internas afiladas, nervaduras profundas y otras características complejas.

Además, las matrices suelen fabricarse con aleaciones de acero muy duro. Estas aleaciones suelen ser más difíciles de mecanizar con los métodos tradicionales. Las aleaciones de acero duro pueden requerir un acabado antes del tratamiento térmico, lo que puede reducir la precisión de los detalles. Por lo tanto, emplear el proceso EDM es más apropiado.

Conclusión

El mecanizado por descarga eléctrica sigue siendo la respuesta para las aplicaciones de mecanizado más exigentes. Ayuda a los ingenieros a remodelar materiales donde los métodos tradicionales son difíciles o imposibles. Este proceso único contribuye a la creación de componentes de alta calidad.

En RapidDirect, nuestros procesos EDM son las soluciones perfectas para sus necesidades de fabricación. Este proceso nos permite crear un corte de alta precisión y funciona bien para cualquier material conductor. De esta manera, podemos brindarle un mejor servicio, independientemente de los requisitos y las aplicaciones de sus piezas. Cargue su archivo de diseño hoy y recibirá una cotización instantánea. Todos nuestros servicios tienen precios competitivos.