Mecanizado por descarga eléctrica (EDM):principio, funcionamiento, ventajas y desventajas

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es una técnica de eliminación o fabricación de material. Fue introducido por primera vez en 1770 por Joseph Priestly. Sin embargo, con la modernización de la tecnología y los equipos, esta tecnología ahora se integra con el control numérico por computadora (CNC). El proceso EDM implica el uso de energía térmica para eliminar el exceso de material de un objeto y crear la forma deseada para la tarea.

No es el proceso de mecanizado CNC más popular. Sin embargo, los ingenieros confían en él para fabricar piezas que no se pueden procesar. No requiere ni utiliza fuerza mecánica para eliminar el exceso de material. Es por eso que muchas personas piensan que es un proceso de fabricación no convencional. Este proceso facilita la conformación y el procesamiento para una amplia gama de industrias. En este artículo estudiaremos su principio de funcionamiento, los distintos tipos disponibles y sus ventajas y aplicaciones.

Descripción general del mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un proceso de eliminación de material exponiéndolo a descargas eléctricas controladas repetitivas. Es adecuado para fenómenos termoeléctricos. Cuando se produce una descarga entre el electrodo/alambre y la pieza de trabajo, se genera energía térmica en la pieza de trabajo. Esto conduce a la eliminación de la capa de material. En términos generales, la electroerosión se divide en tres tipos:electroerosión por penetración, electroerosión por orificio pequeño y rápido y electroerosión por hilo. Sin embargo, en los procesos de producción modernos, las máquinas herramienta de electroerosión por hilo están integradas con CNC. Por lo tanto, las máquinas EDM automatizadas se usan comúnmente en la industria.

Este es un proceso de alta precisión y no implica el uso de herramientas en la pieza de trabajo. Cuando necesita procesar materiales duros o formar formas complejas, la electroerosión suele ser su mejor opción.

¿Cómo funciona el mecanizado por descarga eléctrica?

Aunque la definición pueda parecer simple, el proceso físico es más complicado. El uso de EDM para eliminar material de la pieza de trabajo se logra mediante una serie de descargas de corriente rápidas repetidas entre los electrodos. Estos electrodos se separan utilizando fluido dieléctrico. Luego, el voltaje se envía a través del fluido dieléctrico. Cabe señalar que la fabricación por electroerosión solo es adecuada para materiales conductores.

Uno de estos electrodos se usa para cambiar la forma para adaptarse al propósito exacto. El electrodo es un electrodo de pieza de trabajo o “ánodo”. Los materiales de electrodos más utilizados son el cobre, la aleación de tungsteno, el hierro fundido, el acero, la aleación de plata y tungsteno y el grafito. El otro electrodo es el electrodo de herramienta o “cátodo”. El principio básico detrás de este proceso es corroer materiales con chispas eléctricas controladas. Por este motivo, los dos electrodos no deben tocarse.

Se aplica una diferencia de potencial entre la pieza de trabajo y el electrodo en forma de pulsos. A medida que los electrodos se acercan a la pieza de trabajo, aumenta el campo eléctrico existente en el pequeño espacio entre ellos. Esto continúa hasta que alcanza el nivel de ruptura.

La descarga provoca un calentamiento extremo del material. El calentamiento hace que algunas partes del material se derritan. El flujo estable del fluido dieléctrico ayuda a eliminar el exceso de material. El líquido también ayuda a enfriarse durante el procesamiento.

Tipos de mecanizado por descarga eléctrica

El proceso EDM es único y tradicional. Sin embargo, esto no significa que solo haya un método para este proceso. Hay tres tipos diferentes de EDM. Esto ayuda a garantizar que haya alternativas cuando un tipo no sea adecuado. Los diferentes tipos de mecanizado por descarga eléctrica incluyen:

Cable EDM

A veces llamada electroerosión por hilo o electroerosión por chispa, la electroerosión por hilo es un proceso popular. Implica el uso de alambre de latón o cobre delgado para cortar la pieza de trabajo. Aquí, los alambres delgados actúan como electrodos. En este caso, el líquido dieléctrico suele ser agua desionizada. Durante el procesamiento WEDM, se utiliza un carrete para desenrollar continuamente el alambre del dispositivo de alimentación automática.

Esto se debe a que la descarga puede verse afectada por la pieza de trabajo y el alambre. Por lo tanto, se requiere una nueva vía de descarga en el corte. Este método es muy efectivo. Sin embargo, el ingeniero debe tener cuidado de que el alambre pase completamente a través de la pieza de trabajo. Por lo tanto, esencialmente crea un corte 2D en una pieza 3D. A menudo obtendrá resultados similares a los procesos de mecanizado CNC tradicionales.

Agujero EDM

El proceso de EDM de agujeros es otro tipo de EDM. Como sugiere su nombre, ayuda a perforar agujeros rápidamente. El electrodo utilizado para el mecanizado por descarga eléctrica de agujeros es tubular, de modo que el fluido dieléctrico pueda fluir fácilmente a través del electrodo.

A diferencia de los métodos de perforación tradicionales, la electroerosión por electroerosión puede procesar agujeros muy pequeños y profundos. Además, estos agujeros no requieren ningún desbarbado. Independientemente de la dureza o el tipo de metal, este proceso puede perforar orificios de precisión con mayor rapidez que los métodos tradicionales.

Plomo EDM

Esta es la electroerosión tradicional, también conocida como electroerosión por penetración, electroerosión por penetración o electroerosión por cavidades. Tipo de cavidad, porque puede crear formas de cavidad complejas para diversas aplicaciones de fundición (como el moldeo por inyección).

El proceso utiliza electrodos de cobre o grafito preprocesados ​​para formar la forma "positiva" de la forma deseada. Luego, el electrodo se presiona contra la pieza de trabajo para crear una película negativa con la forma del material original. Ciertos factores pueden afectar la selección de materiales de electrodos en EDM. Estos incluyen la resistencia a la corrosión y la conductividad del electrodo, y el grafito es generalmente más fácil de procesar que el cobre. Sin embargo, el cobre es más fuerte y más ventajoso.

Ventajas de la electroerosión Mecanizado :

Formas complejas que son difíciles de producir con herramientas de corte tradicionales.

Material extremadamente duro con tolerancias muy ajustadas.

Para piezas de trabajo muy pequeñas, las herramientas de corte tradicionales pueden dañar las piezas debido a la presión excesiva de la herramienta de corte.

No hay contacto directo entre la herramienta y la pieza de trabajo. Por lo tanto, las piezas finas y los materiales débiles pueden procesarse sin deformación.

Se puede obtener un buen acabado superficial.

Se pueden perforar agujeros muy finos.

Desventajas de la electroerosión Mecanizado :

La velocidad de eliminación de material es lenta.

Peligros potenciales de incendio asociados con el uso de dieléctricos a base de fueloil.

Costo y tiempo extra para crear electrodos para estampado/erosión por electroerosión con martillo.

El consumo de energía es muy alto.

Alto consumo de energía.

Los materiales no conductores solo se pueden procesar a través de configuraciones de proceso específicas.

Aplicación de Mecanizado EDM

EDM es especialmente conocido en la producción de lotes pequeños. Se pueden realizar varios procesos utilizando el mecanizado por descarga eléctrica. Estos procesos incluyen fresado, torneado y perforación de orificios pequeños. Este proceso único también es valioso para una amplia gama de industrias, desde la automotriz hasta la industria aeroespacial.

EDM es capaz de crear formas únicas y precisas, ayudando a las siguientes aplicaciones:

Moldeo por inyección

Perforación de agujeros pequeños

Fundición a presión