Entendiendo el Mecanizado EDM: Guía Completa al EDM de Hilo

Con las necesidades de producción, muchas piezas y estructuras especiales han aparecido en diversos ámbitos. Correspondientemente, para adaptarse a las características de muchas variedades de piezas y pequeños lotes, la importancia del EDM se ha vuelto cada vez más obvia. La tecnología EDM ocupa una posición importante en el campo de la fabricación. Durante mucho tiempo, el EDM (mecanizado por descarga eléctrica) ha sido una solución de alta precisión y alta demanda, y es un medio efectivo para lograr el mecanizado preciso de materiales difíciles y piezas complejas.

Por lo tanto, a través de este artículo conozcamos en detalle qué es EDM, cuál es su flujo de procesamiento y ventajas específicas.

¿Qué es el Mecanizado EDM?

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un proceso de fabricación, conocido por muchos otros nombres, incluyendo mecanizado por chispa, mecanizado por arco, también llamado EDM de hilo, corte por hilo, corte EDM, quemado por hilo, erosión por hilo.

El EDM es un método no convencional que no requiere fuerza mecánica durante el proceso de remoción, usa un solo hilo delgado, y usa el calor generado por chispas eléctricas junto con agua desionizada para cortar el metal, el hilo de corte no toca el material, y previene el óxido.

La corriente se separa entre el electrodo y la pieza de trabajo por un fluido dieléctrico, y la corriente pasa a través del electrodo y la pieza de trabajo. A menos que se aplique voltaje suficiente para hacerlo un conductor eléctrico, el fluido dieléctrico actuará como un aislante eléctrico. La descarga de chispa producida corroe la pieza de trabajo para formar la forma final deseada. Durante este proceso, la corriente se usa para cortar el material conductor y dejar una superficie lisa sin necesidad de otros procesos de acabado o pulido. Generalmente, el rango de diámetro del electrodo es .004"-.012" (.10mm-.30mm), y el diámetro puede ser mayor o menor.

En la fabricación de herramientas y piezas de precisión, el EDM es muy popular debido a su aplicabilidad, especialmente para materiales duros como titanio o formas particularmente complejas que son difíciles de obtener por fresado.

¿Cómo funciona el EDM?

El corte por hilo se realiza generando descargas eléctricas en el hilo o entre el electrodo y la pieza de trabajo. El corte EDM siempre atraviesa toda la pieza de trabajo. Para iniciar el mecanizado por hilo, primero debes taladrar un agujero en la pieza de trabajo o comenzar desde el borde. En el área de mecanizado, cada descarga producirá un hoyo en la pieza de trabajo y afectará la herramienta. Los hilos pueden inclinarse, por lo que se pueden hacer piezas con perfiles cónicos o diferentes en la parte superior e inferior. A medida que la chispa salta a través del espacio, el material se remueve de la pieza de trabajo y el electrodo.

Para prevenir un cortocircuito en el proceso de chispa, también se usa un fluido no conductor o dieléctrico en el proceso. El desperdicio es removido por el dieléctrico, y el proceso continúa. No hay absolutamente ningún contacto mecánico entre el electrodo y la pieza de trabajo. Los hilos suelen estar hechos de latón o cobre en capas y tienen un diámetro entre 0.1 y 0.3 mm.

Tipos de Mecanizado EDM

Si bien hay muchas formas especializadas de mecanizado por descarga eléctrica, las máquinas EDM industriales se agrupan comúnmente en tres categorías: EDM de hundimiento, EDM de hilo, EDM de taladrado de agujeros.

EDM de Hundimiento

El EDM de hundimiento, también conocido como EDM de ariete, EDM convencional o EDM de inmersión, usa electrodos mecanizados con diferentes formas, tamaños y materiales para remover material de la pieza de trabajo. El electrodo generalmente está hecho de grafito, pero también se pueden usar cobre, tungsteno o latón y combinaciones de estos materiales, y las características geométricas del electrodo pueden personalizarse para lograr las especificaciones requeridas.

En el proceso de EDM de hundimiento, tanto la pieza de trabajo como el electrodo se sumergen en un fluido aislante de aceite o aceite sintético, y la máquina usa tecnología CNC para dirigir automáticamente el electrodo a la pieza de trabajo. Como con el EDM de hilo, cuando el electrodo se acerca a la pieza de trabajo, la fuerza de la carga rompe la barrera del fluido dieléctrico y genera una chispa, que erosiona una pequeña cantidad de material al derretir y vaporizar partículas diminutas.

Este proceso se repite cientos de miles de veces por segundo, y mientras remueve material, la máquina continuará controlando el movimiento del electrodo hasta que alcance el tamaño deseado. Hoy, el EDM de matriz se usa para crear formas de cavidad complejas en aplicaciones de herramientas y matrices.

EDM de Hilo

Es una tecnología de procesamiento no tradicional, que usa electricidad para tomar alambre de cobre o latón fino cargado como electrodo para cortar cualquier material conductor con precisión y exactitud. El principio de funcionamiento básico es usar un alambre de metal delgado en movimiento continuo (llamado alambre electrodo) como electrodo para realizar descarga de chispa pulsada en la pieza de trabajo para remover el metal y cortar la forma.

En muchos casos, toda la pieza se sumerge en el fluido dieléctrico, y durante el proceso de corte, las boquillas superior e inferior de alta presión remueven los desechos finos en el área alrededor del alambre. El fluido también actúa como barrera no conductora, previniendo así la formación de canales conductores en el área de procesamiento. Cuando el alambre está cerca de la pieza, la fuerza del campo eléctrico supera el obstáculo y ocurre una ruptura dieléctrica, causando que la corriente fluya entre el alambre y la pieza de trabajo, generando así una chispa eléctrica.

Según las diferentes velocidades de operación del alambre electrodo, las máquinas herramienta EDM de hilo generalmente se dividen en dos categorías: una es la máquina EDM de hilo de alta velocidad (WEDM-HS), el alambre electrodo para movimiento de vaivén de alta velocidad, la velocidad general del alambre es 8 ~ 10 m/s, el alambre electrodo puede usarse repetidamente, y la velocidad de procesamiento es alta, pero el alambre rápido es fácil de causar que el alambre electrodo vibre y se detenga en la dirección inversa. El otro tipo es la máquina EDM de hilo de baja velocidad (WEDM-LS), el alambre electrodo se mueve a baja velocidad en una dirección, y la velocidad general de desplazamiento del alambre es menor a 0.2 m/s. El alambre electrodo ya no se usa después de la descarga. El trabajo es estable, uniforme, baja vibración, y la calidad de procesamiento es buena, pero la velocidad de procesamiento es baja.

El proceso EDM de hilo tiene una limitación importante: el alambre debe pasar completamente a través de la pieza de trabajo. El EDM de hilo solo puede mecanizar características a través. Si las características de la pieza no te permiten cortar un borde, podemos taladrar rápidamente un agujero en cualquier material conductor usando otro tipo de EDM, taladrado de agujeros pequeños.

EDM de Taladrado de Agujeros

El EDM de taladrado de agujeros pequeños usa electrodos huecos circulares para taladrar agujeros en la pieza de trabajo. Como el EDM de hilo, el EDM de taladrado usa erosión por chispa para remover material. Sin embargo, en el EDM de taladrado, el tamaño del agujero es controlado por el diámetro del electrodo. Incluso en materiales endurecidos o heterogéneos, se pueden crear agujeros precisos y exactos, lo que se ha convertido en un desarrollo clave de varias tecnologías avanzadas.

Durante el proceso EDM, el fluido dieléctrico se bombea a través y alrededor del electrodo para enfriar y lavar las partículas erosionadas. El EDM de taladrado CNC puede taladrar rápidamente y fácilmente múltiples agujeros sin supervisión sin posicionamiento manual. El EDM de agujero pequeño es ideal para piezas que requieren agujeros de arranque, agujeros de ventilación, agujeros de refrigerante, agujeros de espiga, u otros agujeros ciegos, y es muy útil para remover machos y brocas rotas.

EDM vs EDM de Hilo

Puntos Comunes:

1. Ambos tipos de mecanizado son un tipo de mecanizado por descarga eléctrica, que se basa en la fuente de alimentación de pulso, y la pieza de trabajo debe ser un conductor.

2. Mismos principios de procesamiento, y el metal generado por el calor generado por la descarga de descarga eléctrica se derrite para remover el metal, por lo que la dificultad del material de procesamiento de los dos no tiene nada que ver con la dureza del material del pueblo, y no hay fuerza de corte mecánica significativa en el procesamiento.

Puntos Diferentes

1. El objeto principal de procesamiento de la máquina herramienta EDM de formación es imprimir patrones delicados o superficies curvas en la superficie. La máquina herramienta de corte por hilo EDM principalmente procesa piezas de trabajo planas. El movimiento de EDM de hilo es mover la pieza de trabajo, y el EDM se procesa moviendo el electrodo.

2. El EDM puede procesar agujeros pasantes y ciegos, adecuado para procesar la cavidad de moldes de plástico de forma compleja y otras piezas, así como grabar texto, patrones, etc. El EDM de hilo solo puede procesar agujeros pasantes, que pueden procesar fácilmente agujeros pequeños, ranuras estrechas con formas complejas y varias piezas complejas.

Ventajas del EDM

• Es adecuado para materiales difíciles de cortar. Puede usarse para procesar materiales duros y tenaces como oro policristalino y nitruro de boro cúbico con herramientas blandas, sin estar restringido por el procesamiento tradicional.
• Porque el electrodo y la pieza de trabajo no están en contacto durante el proceso de fabricación, es posible procesar y producir agujeros pequeños, agujeros profundos y piezas de ranura estrecha.
• Puede procesar piezas con materiales conductores especiales y formas complejas.
• La superficie producida por mecanizado por descarga eléctrica tiene buen acabado y alta precisión.
• El mecanizado por descarga eléctrica de materiales endurecidos puede evitar cualquier deformación potencial del mecanizado por tratamiento térmico.
• Puede alcanzar formas y profundidades que no se pueden lograr con herramientas de corte. Especialmente en mecanizado profundo, la relación longitud-diámetro de la herramienta es muy alta.
• El proceso EDM es muy predecible, preciso y repetible
• Todo el procesamiento EDM es desatendido, por lo que la tasa de mano de obra directa y los costos de fabricación de EDM son generalmente más bajos comparados con otros métodos

Aplicación del EDM

El EDM fue inventado en los años 1940 y es un proceso no tradicional muy temprano. Combinado con control numérico por computadora (CNC), se ha convertido en un método de mecanizado preciso y confiable, y ahora se ha convertido en el estándar en métodos de corte más convencionales. A menudo es una opción ideal para la producción de artículos pequeños y altamente detallados que normalmente serían demasiado delicados para otras opciones de mecanizado. Es especialmente popular para necesidades personalizadas o producción en pequeños lotes (como prototipos). El EDM puede realizar varios procesos, incluyendo torneado, fresado, rectificado y taladrado de agujeros pequeños. Además de la fabricación de moldes, el EDM también se usa comúnmente en automoción, médica, aeroespacial, etc.