¿Qué es la fabricación por electroerosión?

Fabricación EDM de un vistazo

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un método no convencional que se utiliza para eliminar material de una pieza de trabajo utilizando energía térmica. El proceso EDM es muy parecido al corte por láser, excepto que el proceso EDM no requiere fuerza mecánica para realizar la eliminación. Esta es la razón principal por la que la fabricación por electroerosión se considera no tradicional, ya que los procesos no necesariamente deben ir acompañados de herramientas de corte. El proceso EDM es muy frecuente, especialmente en las industrias de fabricación de herramientas y moldes, porque tiene la capacidad de trabajar materiales difíciles de mecanizar como el titanio u otros materiales de forma irregular y compleja que son difíciles de mecanizar con fresado.

El advenimiento de la música electrónica

La historia de la fabricación de EDM se remonta a la década de 1950, cuando un equipo de dos científicos rusos se dio a la tarea de encontrar formas de evitar que el tungsteno se erosione debido al contacto con chispas. Esto los llevó a inventar la primera máquina de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) en 1943, capaz de trabajar materiales como el tungsteno que es difícil de mecanizar. Al mismo tiempo, un equipo estadounidense inventó otro modelo de mecanizado por descarga eléctrica que es capaz de eliminar brocas y machos de rosca rotos de las piezas fundidas de aluminio. Muchos de los métodos de mecanizado por descarga eléctrica posteriores se basaron en sus invenciones, y nos referimos a estas últimas creaciones como electroerosión por penetración.

En la década de 1960, el mecanizado por electroerosión de corte por hilo (es decir, electroerosión por hilo), especialmente utilizado para fabricar troqueles de acero endurecido, comenzó a tener un gran auge. El electrodo de matriz en la electroerosión por hilo es básicamente un hilo. El equipo de mecanizado por descarga eléctrica en este punto es capaz de evitar la erosión y evitar que el alambre se rompa. Los sistemas de control numérico (NC) se implementaron por primera vez en la electroerosión por hilo en la década de 1970, y la primera máquina de electroerosión por hilo basada en NC se fabricó en 1967. Más tarde, la electroerosión por hilo evolucionó a los modelos controlados numéricamente por computadora (CNC), capaces de más automatización y flexibilidad de programación. La primera máquina de electroerosión por hilo CNC se creó en 1976.

Proceso moderno de electroerosión

Durante el proceso de mecanizado por descarga eléctrica del cable, se coloca una pieza de metal en un fluido dieléctrico y se alimenta un cable a través de la pieza de metal sumergida. Se dirige una corriente eléctrica a través de la pieza de trabajo de metal para crear una descarga, o chispas, que adoptarán la forma deseada a partir de la pieza de metal original. Cuando los electrodos se acercan entre sí, la intensidad del campo eléctrico crece y, en consecuencia, aumenta la fuerza del fluido dieléctrico. En estas circunstancias, la corriente puede pasar más fácilmente entre los dos electrodos, lo que permite que la forma de metal deseada se desprenda gradualmente de la pieza de metal original con cada chispa. Después de que la forma de metal deseada se haya separado de la pieza de metal, se puede realizar el proceso de lavado que utiliza el fluido dieléctrico para deshacerse del exceso de material en la forma de metal.

Tipos de electroerosión

La tecnología de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) ha evolucionado tan drásticamente que ahora se puede representar en tres categorías principales:electroerosión por hilo, electroerosión por penetración y perforación por electroerosión:

Electroerosión por hilo

Como ya hemos tocado brevemente, la electroerosión por hilo es una versión más evolucionada de la electroerosión por penetración que utiliza un hilo delgado como electrodo. Los usos tradicionales de la electroerosión por hilo incluían la fabricación de matrices, punzones e insertos de metales duros para aplicaciones de herramientas (matrices/moldes). Sin embargo, los usos de la electroerosión por hilo se han ampliado en cuanto a la producción de piezas, que ahora se utiliza ampliamente en muchas industrias.

Erosión por penetración

Tenga en cuenta que la electroerosión por penetración todavía existe hoy en día a pesar de ser una de las primeras invenciones. La electroerosión por penetración moderna se utiliza principalmente para producir formas de cavidades complejas en aplicaciones de herramientas, como sistemas de moldeo por inyección de plástico o troqueles de estampado de metal, pero también ha encontrado uso en una amplia gama de aplicaciones de producción alternativas.

Perforación por electroerosión

Este tipo de proceso de maquinado por descarga eléctrica implica el uso de un pequeño electrodo de tubo hueco hecho típicamente de latón o aleaciones de cobre para erosionar agujeros en la pieza de trabajo. Este método es más un proceso de preparación para la electroerosión por hilo mediante la preparación de agujeros de inicio. A lo largo de los años, se ha desarrollado para tener la capacidad de producir orificios pequeños, lo que lo convierte en el proceso de mecanizado por descarga eléctrica ideal para aplicaciones específicas, como la fabricación de piezas de motores de turbina y dispositivos médicos.

Ventajas y desventajas de la electroerosión

El principal beneficio de usar máquinas EDM es que la probabilidad de daño al metal debido a los electrodos fijos es relativamente baja (en comparación con otras operaciones de maquinado) gracias al suministro continuo de alambre. Además, dado que las máquinas de electroerosión pueden trabajar con material duro (es decir, electroerosión por hilo), no sería necesaria una submáquina para tratamientos térmicos, por lo que sería menos probable que la superficie de la forma del metal se distorsionara debido a la ausencia de tensión térmica en la forma metálica. Como resultado, las formas de metal más pequeñas y sofisticadas se pueden mecanizar fácilmente con alta precisión.

Sin embargo, las máquinas EDM tienen ciertas limitaciones. Por ejemplo, los mecánicos expertos en el método de mecanizado no son fáciles de encontrar. Además, la tasa de remoción de material a veces es lenta, a pesar de poder mantener una alta precisión. Las máquinas de electroerosión también presentan peligros potenciales relacionados con el uso de dieléctricos a base de aceite que pueden conducir fácilmente a la combustión si no se tiene cuidado. Y en el caso específico de una electroerosión por penetración, se necesita una cantidad considerable de tiempo y dinero solo para crear electrodos. Además, los mecánicos a menudo tienen problemas para reproducir esquinas afiladas en la pieza de trabajo debido al desgaste de los electrodos. Si bien el consumo de energía suele ser alto durante los procesos de mecanizado por descarga eléctrica, es posible que se incurra en costos adicionales y que también se produzca un sobrecorte excesivo y un desgaste de la herramienta durante el mecanizado.