Las complejidades de la molienda electroquímica

¿Qué lo convierte en un método de molienda tan especializado y raro?

Un principio subyacente del rectificado electroquímico es que es una versión del rectificado superficial y, sin embargo, una categoría en sí misma. Eso se debe a algunas realidades inherentes del proceso electroquímico.

De hecho, una de las paradojas del esmerilado electroquímico es que es una forma terrible de realizar el esmerilado superficial tradicional.

Entonces, ¿por qué alguien hace el método electroquímico? ¿Y qué lo convierte en un nicho tan interesante?

Eliminación de material con acciones electroquímicas y abrasivas

Se podría decir que el proceso de rectificado electroquímico es una combinación de rectificado superficial y química. El proceso "pule" el metal utilizando tanto la actividad electrolítica como la acción física de una muela abrasiva cargada.

Específicamente, el método electroquímico combina una ligera acción abrasiva con la disolución anódica del material en presencia de un fluido conductor. En efecto, el metal se descompone por una corriente continua que fluye entre una muela abrasiva cargada negativamente (cátodo) y la pieza de trabajo cargada positivamente (ánodo).

A diferencia de muchos métodos de molienda tradicionales, la molienda electroquímica funciona en una amplia gama de metales, independientemente de la dureza o resistencia del material. Sin embargo, requiere que el metal molido sea conductor y electroquímicamente reactivo.

Variables en la “Receta” de Molienda Electroquímica

Cada tipo diferente de metal que desee moler tiene sus propios requisitos químicos y de conductividad específicos. La precisión del proceso de molienda electroquímica depende de obtener la receta correcta.

Eso incluye lograr el equilibrio adecuado en cuatro variables clave:

• Voltaje:una fuente de alimentación de CC de bajo voltaje le brinda menos acción electroquímica y más acción abrasiva. Un voltaje más alto le da lo contrario, más acción electroquímica y menos abrasiva, pero ¡cuidado! Demasiado voltaje puede causar arcos.
• Flujo de electrolito:debe haber suficiente flujo para crear una celda electroquímica y completar el proceso de molienda. Sin embargo, demasiado flujo de electrolito puede eliminar el metal más allá del área objetivo para el esmerilado.
• Ritmo de alimentación:al igual que con el voltaje bajo frente al alto, el índice de alimentación del material tiene un impacto en las acciones electroquímicas y abrasivas. En este caso, un avance más lento da como resultado más acción electroquímica y menos fuerza abrasiva, mientras que un avance más rápido aumenta la acción abrasiva.
• Tipo de rueda:aunque se pueden usar diferentes ruedas en el rectificado electroquímico, la rueda debe ser conductora. Por lo tanto, la muela abrasiva es similar a las muelas de partículas abrasivas aglomeradas tradicionales, pero única en el proceso, la muela se infunde con grandes cantidades de cobre para que sea conductora.

Comparación con otros métodos

Al igual que con el método de corte electroquímico (ECC) que a veces se usa para el corte de 2 ejes, con el rectificado electroquímico hay que controlar y manipular una relación entre el material que se elimina abrasivamente y la erosión de la reacción electroquímica.

Eso significa que el proceso no se ve afectado por problemas como la carga de las ruedas o el acristalamiento. Además, la muela abrasiva tiene una vida más larga (hasta 50 veces más) y hay menos necesidad de rectificar y rectificar que con los métodos tradicionales de pulido abrasivo.

El proceso de molienda electroquímica tiene cierta semejanza con la molienda por arrastre, en el sentido de que ambos alimentan el material más lentamente que la molienda superficial convencional. Sin embargo, aunque el avance lento se puede utilizar para mejorar el acabado de la superficie, ese método se diseñó principalmente para eliminar grandes cantidades de material en una sola pasada.

A diferencia del esmerilado mecánico tradicional, el esmerilado electroquímico produce poco o ningún calor o tensión que pueda distorsionar los componentes delicados y endurecer o dañar el metal que se está esmerilando. El método también es generalmente más eficiente y rentable que los procesos no tradicionales, como el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) por hilo y por penetración.

Pero como dijimos anteriormente, el rectificado electroquímico es principalmente un proceso erosivo, que descompone la pieza de trabajo. Además, el material que se elimina se queda en la solución conductora. Por lo tanto, el fluido debe cambiarse con frecuencia para mantener la química y la conductividad adecuadas.

La molienda electroquímica puede lograr un acabado superficial de 16 Ra micropulgadas. Sin embargo, el proceso da como resultado un acabado mate en lugar del acabado altamente pulido de la molienda abrasiva. Esto se debe a que no se mancha el metal como en el pulido convencional.

Eso puede ser una ventaja o una desventaja, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, en el sellado de vidrio a metal, las manchas son una característica deseable; de ​​hecho, es el punto central. Por lo tanto, la molienda electroquímica nunca se usaría para esta aplicación.

Usos del proceso de molienda electroquímica

Si el trabajo se puede mover, se puede usar el rectificado electroquímico para lograr diferentes superficies planas. Por ejemplo, para la industria de dispositivos médicos, el proceso se utiliza para crear productos como:

• Agujas de múltiples biseles
• Estiletes
• Trócares
• Lancetas

Sin embargo, el proceso requiere muchos accesorios junto con la receta adecuada para la química de cada metal y su conductividad específica. Eso agrega tiempo (y costo) al proceso.

La rapidez con la que se completa el proceso también depende del diámetro de la pieza y el grosor de la pared, así como de factores como la complejidad de la configuración final y la cantidad de bordes que deben redondearse.

Además, existe otra paradoja si está tratando de hacer algo afilado, ya sea una esquina, con un radio mínimo o nulo, o una hoja de corte real. Y es que, en virtud de sus propiedades químicas y físicas, cualquier proceso de mecanizado electroquímico elimina cualquier punta afilada del metal.

La combinación de la electricidad que atrae y la química que actúa sobre el diámetro más delgado literalmente redondeará cualquier ángulo agudo en la punta final del metal.

La solución interesante en el proceso de rectificado electroquímico es crear una ligera rebaba y luego electropulir la rebaba, dejando una punta tan afilada como sea posible. Este paso debe realizarse como un proceso secundario para no eliminar la función de ángulo agudo.

La complejidad crece

Ahora vemos que el proceso de rectificado electroquímico es realmente una combinación de tres cosas:rectificado superficial y química y fijación. Y los tres están inevitablemente entrelazados.

No hay una buena razón para usar una rectificadora electroquímica solo por su aspecto de rectificado de superficies. Por ejemplo, nunca lo usaría para lograr un acabado superficial y paralelismo en un bloque de metal, ya que el proceso electroquímico básicamente erosionaría el bloque.

Probablemente la única razón por la que haría eso es porque podría eliminar más material utilizando la acción electroquímica como acelerador. Sin embargo, por varias razones, el rectificado por arrastre sería una forma mucho más económica de lograr el mismo efecto.

De hecho, una de las desventajas de la molienda electroquímica es su propia complejidad. Se vuelve muy complicado reunir todos sus requisitos:

• La acción mecánica del rectificado superficial complejo y las fijaciones móviles
• La receta para la química perfecta y la corriente, el voltaje y los amperios correctos:una receta que es diferente para cada metal
• La erosión inherente del proceso en la propia maquinaria

Además, el proceso no está muy automatizado, por lo que no es muy eficiente. Por ejemplo, generalmente requiere múltiples operadores o, quizás en estos días, robots para cargar y descargar cartuchos para mantener el proceso en marcha.

Sin embargo, una de las ventajas del rectificado electroquímico es que, si puede manipular una pieza mediante dispositivos móviles automatizados en el lecho del rectificador de superficie, puede hacer algunas cosas interesantes.

Y los resultados son realmente exclusivos de la molienda electroquímica.

¿Cuál es tu mejor opción?

El proceso de rectificado electroquímico es un método altamente especializado, ocupando un nicho muy pequeño en el mecanizado. De hecho, el proceso es practicado por muy pocas empresas y tiene aplicaciones limitadas.

Sin embargo, su socio de fabricación puede trabajar con usted para ayudarlo a determinar qué método, ya sea electroquímico o algún otro proceso, es la mejor opción para su aplicación de rectificado de precisión.