Mecanizado por Descarga Eléctrica (EDM): Principios, Operación, Ventajas e Inconvenientes Integrados con CNC

Visión General del EDM

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es una técnica de remoción de material. Fue introducido en 1770 por Joseph Priestly. Con la modernización, ahora se integra con control numérico computarizado (CNC). El proceso usa energía térmica para remover material excedente y crear la forma deseada.

No es el proceso CNC más popular. Sin embargo, ingenieros confían en él para hacer piezas que no pueden procesarse de otra forma. No requiere fuerza mecánica para remover material, por lo que muchos lo consideran fabricación no convencional. Facilita conformado y procesamiento para amplia gama de industrias. En este artículo, estudiaremos su principio, tipos disponibles, ventajas y aplicaciones.

Cómo Funciona el EDM

Aunque la definición parece simple, el proceso físico es más complejo. El uso de EDM para remover material se logra por una serie de descargas rápidas de corriente repetidas entre electrodos. Estos electrodos se separan usando fluido dieléctrico. Luego se envía voltaje a través del fluido. Nota: EDM solo es adecuado para materiales conductores.

Uno de los electrodos cambia forma para adaptarse al propósito exacto. El electrodo es electrodo de pieza o "ánodo". Materiales comunes: cobre, aleación de tungsteno, hierro fundido, acero, aleación de plata-tungsteno, grafito. El otro es electrodo de herramienta o "cátodo". El principio básico es corroer material con chispas eléctricas controladas. Por tanto, los dos electrodos no deben tocarse.

Se aplica diferencia de potencial entre pieza y electrodo en forma de pulsos. A medida que electrodos se acercan, el campo eléctrico en el pequeño espacio aumenta hasta nivel de ruptura.

La descarga causa calentamiento extremo. El calor funde partes del material. El flujo estable del fluido dieléctrico ayuda a remover material excedente. El líquido también enfría durante el procesamiento.

Tipos de Mecanizado por Descarga Eléctrica

El proceso EDM es único y tradicional. Pero no significa que haya solo un método. Hay tres tipos, asegurando alternativas cuando uno no es adecuado.

EDM por Hilo (Wire EDM)

A veces llamado erosión por hilo o EDM por chispa, es un proceso popular. Usa hilo de latón o cobre delgado para cortar la pieza. Aquí, el hilo delgado actúa como electrodo. El líquido dieléctrico suele ser agua desionizada. Durante WEDM, una bobina desenrolla continuamente el hilo desde alimentador automático.

Esto es porque la descarga puede verse afectada por pieza e hilo. Se requiere nuevo camino de descarga en el corte. Método muy eficaz. Pero el ingeniero debe asegurar que el hilo pase completamente a través de la pieza. Esencialmente crea corte 2D en pieza 3D. Resultados similares a mecanizado CNC tradicional.

EDM de Agujero (Hole EDM)

Otro tipo. Como sugiere nombre, ayuda a taladrar agujeros rápidamente. El electrodo es tubular, permitiendo flujo fácil del fluido dieléctrico.

A diferencia de taladrado tradicional, EDM de agujero puede procesar agujeros muy pequeños y profundos. Además, no requieren desbarbado. Independientemente de dureza o tipo de metal, este proceso taladra agujeros de precisión más rápido que métodos tradicionales.

EDM de Hundimiento (Sinker EDM)

EDM tradicional, también llamado EDM de ariete, matriz de hundimiento o cavidad. Tipo cavidad, porque crea formas de cavidad complejas para aplicaciones de fundición (moldeo por inyección).

Usa electrodos de cobre o grafito pre-mecanizados para formar forma "positiva" de la forma deseada. Luego, el electrodo se presiona en la pieza para crear negativo en forma del material original. Factores que afectan selección de material: resistencia a corrosión y conductividad; grafito es más fácil de mecanizar que cobre, pero cobre es más fuerte y ventajoso.

Ventajas del Mecanizado EDM

• Formas complejas difíciles con herramientas de corte tradicionales.
• Materiales extremadamente duros con tolerancias muy ajustadas.
• Piezas muy pequeñas donde herramientas tradicionales dañarían por presión excesiva.
• Sin contacto directo entre herramienta y pieza: piezas finas y materiales débiles se procesan sin deformación.
• Buen acabado superficial.
• Taladrado de agujeros muy finos.

Desventajas del Mecanizado EDM

• Velocidad de remoción de material lenta.
• Riesgos de incendio por fluidos dieléctricos base aceite.
• Tiempo y coste extra para crear electrodos para EDM de hundimiento/hilo.
• Consumo de energía muy alto.
• Alto consumo de energía (duplicado en original).
• Materiales no conductores solo procesables mediante configuraciones específicas.

Aplicación del Mecanizado EDM

EDM es especialmente conocido en producción de pequeños lotes. Varios procesos pueden realizarse: fresado, torneado, taladrado de agujeros pequeños. Este proceso único es valioso para amplia gama de industrias, desde automotriz hasta aeroespacial.

EDM crea formas únicas y precisas, ayudando a:

• Moldeo por inyección
• Taladrado de agujeros pequeños
• Fundición a presión