Rectificado Electroquímico: Desentrañando sus Complejidades y Ventajas

¿Qué lo hace un método de rectificado tan especializado —y raro?

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

De hecho, una de las paradojas del rectificado electroquímico es que es una terrible forma de hacer rectificado superficial tradicional.

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

Remoción de Material con Acciones Electroquímica y Abrasiva

Se podría decir que el proceso de rectificado electroquímico es una combinación de rectificado superficial y química. El proceso "rectifica" metal usando tanto actividad electrolítica como la acción física de una muela de rectificado 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 DC que fluye entre una muela de rectificado cargada negativamente (cátodo) y la pieza de trabajo cargada positivamente (ánodo).

A diferencia de muchos métodos de rectificado tradicionales, el rectificado electroquímico funciona en una amplia gama de metales sin importar la dureza o resistencia del material. Sin embargo, sí requiere que el metal a rectificar sea conductor y electroquímicamente reactivo.

Variables en la "Receta" del Rectificado Electroquímico

Cada tipo diferente de metal que pueda querer rectificar tiene sus propios requisitos específicos de química y conductividad. La precisión del proceso de rectificado electroquímico depende de acertar con la receta.

Eso incluye lograr el equilibrio correcto en cuatro variables clave:

• Voltaje — Una fuente de alimentación DC de bajo voltaje le da menos acción electroquímica y más acción abrasiva. Un voltaje más alto le da lo contrario —más electroquímico y menos abrasivo— ¡pero cuidado! Demasiado voltaje puede causar arco eléctrico.
• Flujo de Electrolito — Debe haber suficiente flujo para crear una celda electroquímica y completar el proceso de rectificado. Sin embargo, demasiado flujo de electrolito puede remover metal más allá del área destinada al rectificado.
• Avance de Alimentación — Al igual que con voltaje bajo vs. alto, la tasa de alimentación del material impacta en las acciones electroquímica y abrasiva. En este caso, un avance más lento resulta en más acción electroquímica y menos fuerza abrasiva, mientras que un avance más rápido aumenta la acción abrasiva.
• Tipo de Muela — Aunque se pueden usar diferentes muelas en rectificado electroquímico, la muela debe ser conductora. Así, la muela de rectificado es similar a las muelas abrasivas unidas tradicionales pero, única para el proceso, la muela está infundida con grandes cantidades de cobre para hacerla conductora.

Comparación con Otros Métodos

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

Eso significa que el proceso no se ve afectado por problemas como carga de la muela o vitrificación. Además, la muela de rectificado tiene una vida más larga —hasta 50 veces más— y hay menos necesidad frecuente de trueado y acondicionamiento que con métodos abrasivos tradicionales.

El proceso de rectificado electroquímico guarda cierta semejanza con el rectificado de avance lento (creep-feed), en que ambos alimentan material más lentamente que el rectificado superficial convencional. Sin embargo, mientras que el creep-feed puede usarse para mejorar el acabado superficial, ese método fue diseñado principalmente para remover grandes cantidades de material en una pasada.

A diferencia del rectificado mecánico tradicional, el rectificado electroquímico produce poco o ningún calor o estrés que pueda distorsionar componentes delicados y endurecer o dañar el metal que se rectifica. El método también es generalmente más eficiente y rentable que procesos no tradicionales como el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) de hilo y electrodo de hundimiento.

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

El rectificado electroquímico puede lograr un acabado superficial de 16 Ra micro-pulgadas. Sin embargo, el proceso resulta en un acabado mate en lugar del acabado altamente pulido del rectificado abrasivo. Eso es porque no hay difuminado del metal como en el rectificado convencional.

Eso puede ser una ventaja o desventaja, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, en sellado vidrio-metal, el difuminado es una característica deseable —de hecho, es el punto principal. Así que el rectificado electroquímico nunca se usaría para esta aplicación.

Usos del Proceso de Rectificado Electroquímico

Si la pieza puede moverse, el rectificado electroquímico puede usarse para lograr diferentes superficies planas. Por ejemplo, para la industria de dispositivos médicos, el proceso se usa para crear productos como:

• Agujas de múltiples biseles
• Estiletes
• Trocares
• Lancetas

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

Qué tan rápido se completa el proceso también depende del diámetro y espesor de pared de la pieza, así como de factores como la complejidad de la configuración final y cuánto pueden necesitar redondearse los bordes.

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

La combinación de la electricidad atraída hacia ella y la química actuando sobre el diámetro más delgado literalmente redondeará cualquier ángulo agudo en la punta final del metal.

La solución alternativa interesante en el proceso de rectificado electroquímico es crear una ligera rebaba y luego electropulir la rebaba, dejando atrás la punta más afilada posible. Este paso debe hacerse como proceso secundario para no eliminar la característica de ángulo agudo.

La Complejidad Crece

Ahora vemos que el proceso de rectificado electroquímico es realmente una combinación de tres cosas: rectificado superficial, química y utillaje. Y las tres están inevitablemente entrelazadas.

No hay buena razón para usar una máquina de rectificado electroquímico solo por su aspecto de rectificado superficial. Por ejemplo, nunca la usaría para lograr 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 lo haría es porque podría remover más material usando la acción electroquímica como acelerante. Sin embargo, por varias razones, el rectificado creep-feed sería una forma mucho más económica de lograr el mismo efecto.

De hecho, una de las desventajas del rectificado electroquímico es su propia complejidad. Se vuelve muy complicado reunir todos sus requisitos:

• La acción mecánica de rectificado superficial complejo y utillaje móvil
• La receta para la química perfecta y la corriente, voltaje y amperios correctos —una receta diferente para cada metal
• La erosión inherente del proceso sobre la maquinaria misma

Además, el proceso no está altamente automatizado, por lo que no es altamente eficiente. Por ejemplo, generalmente requiere múltiples operadores o, quizás hoy en día, robots para cargar y descargar cartuchos y mantener el proceso en movimiento.

Sin embargo, una de las ventajas del rectificado electroquímico es que si puede manipular una pieza usando utillaje móvil automatizado en la cama del rectificador superficial, entonces puede hacer cosas interesantes.

Y los resultados son verdaderamente únicos del rectificado electroquímico.

¿Cuál es su 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 ayudar a determinar qué método —ya sea electroquímico u otro proceso— es la mejor opción para su aplicación de rectificado de precisión.