¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica (EDM)?

¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica (EDM)?

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un proceso de mecanizado no tradicional basado en la eliminación de material de una pieza mediante una serie de descargas eléctricas repetidas entre herramientas, llamadas electrodos, y la pieza que se está mecanizando en presencia de un fluido dieléctrico.

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM), también conocido como mecanizado por chispa, erosión por chispa, hundimiento de matriz, quemado de alambre o erosión por alambre, es un proceso de fabricación de metal 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, lo que provoca una ruptura dieléctrica del líquido y produce un arco eléctrico.

Como resultado, el material se elimina de los electrodos. Una vez que la corriente se detiene (o se detiene, según el tipo de generador), el nuevo dieléctrico líquido se transporta al volumen entre electrodos, lo que permite que las partículas sólidas (desechos) sean transportadas y las propiedades aislantes del dieléctrico sean restaurado.

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 para que pueda ocurrir una nueva ruptura dieléctrica líquida para repetir el ciclo.

Funcionamiento de la máquina EDM

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un proceso de eliminación de metal controlado que se utiliza para eliminar metal por medio de la erosión por chispa eléctrica. En este proceso, se utiliza una chispa eléctrica como herramienta de corte para cortar (erosionar) la pieza de trabajo y producir la pieza acabada con la forma deseada.

El proceso de remoción de metal se realiza aplicando una carga eléctrica pulsante (ENCENDIDO/APAGADO) de corriente de alta frecuencia a través del electrodo a la pieza de trabajo. Esto elimina (erosiona) piezas muy pequeñas de metal de la pieza de trabajo a un ritmo controlado.

Proceso de EDM

La erosión por chispa EDM es lo mismo que tener un cortocircuito eléctrico que quema un pequeño agujero en una pieza de metal con la que entra en contacto. Con el proceso EDM, tanto el material de la pieza de trabajo como el material del electrodo deben ser conductores de electricidad.

El proceso EDM se puede utilizar de dos maneras diferentes:

• Un electrodo (herramienta) preformado o formado, generalmente hecho de grafito o cobre, tiene la forma de la cavidad que va a reproducir. El electrodo formado se alimenta verticalmente hacia abajo y la forma inversa del electrodo se erosiona (quema) en la pieza de trabajo sólida.
• La computadora controla un electrodo de alambre vertical de viaje continuo, del diámetro de una aguja pequeña o menos, para que siga un camino programado para erosionar o cortar una ranura estrecha a través de la pieza de trabajo para producir la forma requerida.

Tipos de máquinas de electroerosión

1. Electroerosión por hilo o “Cheese Cutter”

La máquina de electroerosión por hilo utiliza un electrodo de hilo y un movimiento CNC para producir la forma o el contorno deseados. Esta técnica elimina el material conductor mediante electroerosión, que es el principio principal del proceso de EDM.

El alambre viaja desde un carrete a través de guías de alambre de precisión controladas en movimiento por el CNC. Enjuagado con dieléctrico (agua desionizada) para enfriar el cable delgado y eliminar las partículas erosionadas, se puede considerar que una electroerosión por hilo es una sierra de cinta muy precisa y precisa.

2. Taladro o perforador EDM

Esta máquina de electroerosión se utiliza para hacer pequeños agujeros en una pieza de metal. La máquina utiliza un tubo conductor como electrodo y un flujo continuo de líquido dialéctico a través y alrededor de ese electrodo para eliminar los metales vaporizados.

La capacidad de la máquina para perforar orificios exactos y precisos, incluso en materiales duros y exóticos, sigue siendo una de las industrias de fabricación de desarrollo con visión de futuro.

3. RAM o electroerosión por inmersión

Siendo la forma más antigua de mecanizado EDM, RAM EDM consta de un electrodo de forma especial que se sumerge en una pieza de trabajo para crear cortes sofisticados y cavidades de forma ciega.

Como sugiere el nombre, en las máquinas de electroerosión por penetración, tanto la pieza de trabajo como los electrodos se sumergen en el fluido dieléctrico (aceites livianos y viscosos) y a través del generador de potencia correcto para lograr los resultados deseados.

El EDM se utiliza en la fabricación

Con su capacidad para crear formas únicas y precisas, muchas industrias han utilizado EDM en sus procesos de fabricación. Estos son los tipos de aplicaciones más comunes para EDM.

• Fabricación de troqueles: Los troqueles son herramientas que se utilizan para cortar o dar forma a materiales en un producto sólido. Se utiliza EDM para crear estos troqueles, a pesar del tamaño o la forma común necesaria.
• Fabricación de moldes: Los moldes son recipientes que transforman líquido o sustancia en la forma del recipiente. La dimensión y la profundidad de un molde se logran con el uso de EDM.
• Perforación de agujeros pequeños: Sin EDM, la perforación de agujeros pequeños sería difícil. La capacidad de EDM para crear formas pequeñas con precisión lo hace ideal para perforar el tamaño exacto de los agujeros necesarios.
• 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 bajas. /li>

Ventajas de la máquina EDM

• Capacidad para mecanizar formas complejas que de otro modo serían difíciles de producir con herramientas de corte convencionales.
• Mecanizado de material extremadamente duro con tolerancias muy estrechas.
• Se pueden mecanizar piezas de trabajo muy pequeñas donde las herramientas de corte convencionales pueden dañar la pieza debido al exceso de presión de la herramienta de corte.
• No hay contacto directo entre la herramienta y la pieza de trabajo. Por lo tanto, las secciones delicadas y los materiales débiles se pueden mecanizar sin distorsión perceptible.
• Se puede obtener un buen acabado superficial; se puede obtener una muy buena superficie mediante recorridos de acabado redundantes.
• Se pueden lograr agujeros muy finos.
• Se pueden producir orificios cónicos.
• Contornos internos de tuberías o contenedores y esquinas internas hasta R .001″.

Desventajas de la máquina EDM

• Dificultades para encontrar maquinistas expertos.
• La lenta tasa de eliminación de material.
• Posible riesgo de incendio asociado con el uso de dieléctricos a base de aceite combustible.
• El tiempo y el costo adicionales utilizados para crear electrodos para electroerosión por penetración/descarga.
• Es difícil reproducir esquinas afiladas en la pieza de trabajo debido al desgaste de los electrodos.
• El consumo de energía específico es muy alto.
• El consumo de energía es alto.
• Se forma un "sobrecorte".
• Se produce un desgaste excesivo de la herramienta durante el mecanizado.
• Los materiales eléctricamente no conductores se pueden mecanizar solo con una configuración específica del proceso.