Todo sobre el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) explicado

Su decisión de utilizar una máquina de descarga eléctrica para la creación de prototipos y otros trabajos sólo podrá decidirse cuando esté seguro de cuál es este proceso de mecanizado.

Hoy exploraremos todo sobre el proceso de mecanizado por electroerosión, desde conceptos básicos hasta avanzados.

¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica?

El mecanizado por descarga eléctrica, o EDM, es un método único de corte o mecanizado no tradicional que utiliza chispas eléctricas controladas para cortar y dar forma a la pieza de trabajo. Este método utiliza energía térmica en sus operaciones. Esta energía se produce cuando se convierte una descarga eléctrica.

Ventajas de la electroerosión

• Más libertad con tus diseños

Con este método de mecanizado, tienes libertad con los diseños. Aunque los métodos de mecanizado normales tienen restricciones, la electroerosión le proporcionará total libertad en lo que respecta a profundidades complicadas y cortes de diseño.

• No hay problemas con que el proceso se distorsione

Con la electroerosión, no existe un encuentro directo entre la herramienta y la pieza de trabajo en la que se está trabajando. Debido a esto, no se produce distorsión y esto hace posible utilizar el método perfecto para mecanizar piezas delgadas.

• Acabado superficial preciso

Con la electroerosión, nunca tendrá que preocuparse por dejar marcas de mecanizado en la superficie de la pieza de trabajo. Esto hace que el trabajo sea perfecto y preciso sin requerir más tratamientos.

• Cortes precisos

La electroerosión es perfecta si desea cortar piezas de trabajo a la perfección. Están diseñados para garantizar que cada pieza o prototipo en el que trabaje sea perfecto.

• Funciona con varios materiales.

Aunque algunos procesos de mecanizado no pueden trabajar con materiales duros, ese nunca es el caso del mecanizado por descarga eléctrica. No importa qué tan duro sea el material que necesita mecanizar, este método satisfará sus necesidades.

Limitaciones de la electroerosión

• No es ideal para usted si los necesita para proyectos a gran escala. Esto se debe a que las tasas de eliminación de material son bastante bajas.
• Experimentará algunas restricciones al mecanizar algunos materiales con electroerosión, especialmente materiales que no son conductores de electricidad.
• Necesita electrodos para troquelado con mecanizado por descarga eléctrica. Esto significa que cuando no se fabrican en grandes cantidades, el mecanizado de electrodos es mayoritariamente costoso.
• Este método no es respetuoso con el medio ambiente. Debe saber que el mecanizado por descarga eléctrica necesita mucha electricidad para funcionar, lo que lo hace bastante perjudicial para el medio ambiente.
• Puede que le resulte difícil conseguir expertos con experiencia en electroerosión.
• Dado que se puede desarrollar mucho calor cuando se realiza este proceso de mecanizado, se alteran las características metalúrgicas de los materiales.
• Esta herramienta de mecanizado se desgasta con facilidad.
• No es posible reproducir esquinas afiladas.

Cuándo utilizar el mecanizado por descarga eléctrica

A continuación se muestran algunos lugares donde puede introducir el mecanizado por descarga eléctrica:

• Se utiliza cuando es necesario cortar extrusiones.
• Es necesario para la perforación de microagujeros.
• Ayuda cuando es necesario cortar esquinas internas afiladas
• Ayuda a perforar agujeros curvos.
• Es necesario para corte de formas rotativas.
• Para crear herramientas para moldeo por inyección.
• Material duro para fines de grabado.
• Para garantizar que las piezas de trabajo no tengan herramientas rotas.

Historia del mecanizado por descarga eléctrica

Todo este proceso comenzó en la década de 1940, cuando los científicos soviéticos NI y BR Lazarenko quisieron aprovechar la energía que traían las chispas eléctricas.

Estos científicos iniciaron todo este procedimiento, que se implementó al principio para garantizar que la erosión de los contactos eléctricos de tungsteno no fuera bienvenida. Fue el descubrimiento que estos dos iniciaron lo que dio vida a este mecanizado. Con el tiempo, este método se ha vuelto excepcional y se han hecho cargo de avances únicos.

Aunque todo comenzó con el mecanizado por descarga eléctrica de alambre, ha habido cambios y transformaciones únicos. Hoy, este proceso muestra cuánto ha evolucionado la mente humana.

Integración de electroerosión y CNC

A continuación se detallan los detalles en lo que respecta a la integración de EDM y CNC:

• En lo que respecta a estos sistemas de mecanizado, debe saber que el CNC es la interfaz de conexión entre el diseño y la implementación.
• El CNC garantiza que la máquina esté bien programada y que los movimientos de los electrodos se controlen con precisión.
• El CNC, al estar conectado principalmente a dispositivos CAM o CAD, hace posible que las especificaciones de diseño se trasladen directamente al proceso de mecanizado. Esto le permitirá obtener el resultado final ideal que siempre ha deseado.

Tipos de mecanizado por descarga eléctrica

Electroerosión por plomo

Este tipo también se denomina mecanizado por inmersión o por descarga eléctrica de ariete.

1. Con este método, será necesario juntar la pieza de trabajo y el electrodo y sumergirlos en el fluido dieléctrico. Esto provoca algunas descargas o liberaciones eléctricas, que erosionan las piezas de trabajo para lograr resultados de mecanizado ideales mediante el espejo.
2. Cuando se necesitan formas específicas y precisas, puede considerar que este tipo funciona perfectamente.
3. Dado que con este tipo tiene mucho más control sobre el movimiento de los electrodos, le resultará más fácil lograr precisión y personalización.

Este tipo de electroerosión ha demostrado ser una importante solución a los problemas para la mayoría de los fabricantes de la industria del mecanizado.

Electroerosión por hilo

El mecanizado por descarga eléctrica de cables es famoso por ser muy preciso. Además, es conocido por otras cosas:

1. En el proceso de electroerosión por hilo, se utiliza como herramienta de corte un alambre hecho de cobre o latón revestido. Básicamente, el cable es delgado y tiene energía eléctrica.
2. Es el alambre el que corta los materiales a medida que la alimentación se realiza paso a paso.
3. Puede crear fácilmente cortes completos, minuciosos y complejos con este tipo de electroerosión.

Electroerosión por perforación de agujeros

También conocido como método de perforación rápida, es un procedimiento único configurado para crear rápidamente agujeros profundos y precisos. Algunos detalles más incluyen:

1. Deberá utilizar electrodos tubulares con este método de electroerosión para que los orificios se realicen perfectamente.
2. Si necesita tiempos de respuesta rápidos para sus cortes, este método es el mejor.

Eje múltiple electroerosión

A medida que los métodos normales de electroerosión siguen evolucionando, el método multieje parece estar liderando el camino. Conozca lo siguiente:

1. Este método destaca por ser el único que incluye más ejes de movimiento. Debido a esto, es capaz de mecanizar formas complejas.
2. Puede estar seguro de una flexibilidad total con este método.

Microerosión

Este método representa una infusión del método normal de mecanizado por descarga eléctrica con procedimientos muy minuciosos que están detallados o ajustados. Si trabaja en una industria que requiere fabricar muchos productos en miniatura, este tipo es ideal para usted. Este tipo vendrá con el más alto nivel de precisión y detalle que necesita con materiales mecanizados.

Fresado por electroerosión

En este tipo de mecanizado por descarga eléctrica, se utiliza un cabezal de electroerosión. El movimiento de este cabezal siguiendo el patrón de fresado permite que todos los trabajos de mecanizado se consigan con perfección y detalle.

Si desea mecanizar componentes que necesitarán una geometría complicada que los métodos de fresado normales no pueden ayudar a dar vida, este tipo de electroerosión lo hará realidad.

Electroerosión por hilo de alambre

Este tipo de electroerosión es un método único en el que se clasifican los electroerosionadores por hilo. Con este método, deberá asegurarse de que el orificio inicial esté bien roscado. Este roscado, cuando se hace bien, es lo que hace que todo el proceso de mecanizado sea muy fluido.

Si necesita pasar hilo o atravesar geometrías complicadas, este tipo de electroerosión es ideal.

Componentes de la electroerosión

· Guías

También conocidos como casquillos. Este componente está hecho de cerámica. Realiza su trabajo guiando electrodos hacia la pieza de trabajo específica que requiere forma.

· Electrodo

Lo ideal es que un electrodo se presente en forma de tubos, cables o incluso troqueles.

· Fluido Dieléctrico

Este componente es responsable de enfriar las piezas de trabajo y los electrodos. Además, van más allá para garantizar que los materiales erosionados se alejen de las áreas de la pieza de trabajo que han sido mecanizadas.

· Suministro de Corriente

Es la energía que enciende los electrodos. Esto garantiza que se logre la potencia adecuada necesaria para la precisión.

· Unidad de control

Encontrará este componente en el centro del dispositivo de mecanizado por descarga eléctrica. Aquí se controla todo lo relacionado con la máquina.

· Sistemas Dieléctricos

Este sistema de mecanizado por descarga eléctrica satisface diferentes necesidades. Se ubica entre las piezas de trabajo y los electrodos. Además, cuenta con un depósito o recipiente que contiene fluido dieléctrico. Este fluido es principalmente agua desionizada o aceite.

· Bomba

Este componente facilita mucho el movimiento del fluido dieléctrico desde el fondo del recipiente hasta la herramienta.

· Tanque de Trabajo

Este componente es el lugar donde ocurren todos los procesos de mecanizado con este método. Es un recipiente que contiene tanto el fluido como la pieza de trabajo para ser mecanizados.

· Fijaciones y soportes para piezas de trabajo

Este componente garantiza que las piezas de trabajo se mantengan en sus lugares correctos. Esto garantiza que, incluso durante el mecanizado, la pieza de trabajo no se mueva para garantizar que no se produzcan errores.

· Servocontrol

Este componente funciona para garantizar que la separación entre los electrodos y los materiales sea fija o ajustada. También funciona para garantizar que la generación de chispas esté bien controlada para lograr precisión en todos los aspectos.

· Sistema de descarga

Este componente actúa como soporte y también juega un papel muy importante en todo el proceso de electroerosión. Esta parte asegura que haya un flujo de fluido dieléctrico progresivo para mejorar el proceso de eliminación.

· Voltímetro

Este componente de la máquina de electroerosión se utiliza para medir el voltaje.

· Amperímetro

Este dispositivo funciona comprobando si la corriente fluye o no. Sin embargo, es necesario vincularlo antes de poder utilizarlo para estas comprobaciones.

Cómo afectan los electrodos al proceso de mecanizado por descarga eléctrica

Diferentes electrodos tienen diferentes propiedades. Estas diferencias son las que afectarán su proceso de electroerosión, ya sea negativa o positivamente. A continuación se muestran algunas formas en que esto se desarrolla:

• Un electrodo de latón, por ejemplo, provocará que los materiales se erosionen rápidamente en comparación con el tungsteno y otros materiales.
• Los electrodos de latón son fáciles de extruir o mecanizar. Por lo tanto, se utilizan más en procesos de mecanizado por descarga eléctrica de cables.
• El cobre es capaz de resistir el desgaste mejor que el latón. Además, es muy difícil de mecanizar en comparación con el latón. Sin embargo, como el cobre es un gran conductor, funciona perfectamente si necesitas que las piezas de trabajo tengan un acabado fino.
• También se puede agregar cobre con tungsteno para lograr los mejores procesos de mecanizado de electrodos de cobre y tungsteno.
• Sistema de filtración de fluido dieléctrico. Este sistema garantiza que el fluido dieléctrico esté libre de partículas nocivas y limpio para perfeccionar el proceso de mecanizado.
• Sistema de refrigeración. Este sistema ayuda a evitar que la máquina se sobrecaliente y a garantizar la seguridad de su funcionamiento.

Proceso de mecanizado por descarga eléctrica paso a paso

Paso 1: prepare los elementos necesarios.

Necesitas preparar lo siguiente:

• El electrodo.
• El material o pieza de trabajo.
• Máquina de electroerosión.
• Ropa de seguridad (guantes, gafas)
• Fluido dieléctrico.

Paso 2: Montaje de la pieza de trabajo y el electrodo

Comience montando su pieza de trabajo y electrodo. Al montarlos, asegúrese de dejar una pequeña distancia. Por lo tanto, la punta del electrodo no debe tocar la pieza de trabajo.

Paso 3: encender y apagar el suministro dieléctrico

Deberá encender el suministro dieléctrico para que la pieza de trabajo y el electrodo estén sumergidos en fluidos dieléctricos. Después de eso, apágalo.

Paso 4: Configuración del comando a través de la unidad de control

Iniciar el comando de inicio del mecanizado a través de la unidad de control. Esto garantiza que se cree la cantidad adecuada de energía para que las chispas adecuadas se hagan cargo.

Paso 5: etapa de fusión y vaporización

Las chispas eléctricas, cuando se generan, dan como resultado energía térmica, que es elevada. Esto hace que el metal se derrita y se vaporice; de este modo se consigue el mecanizado.

Diferencia entre CNC y electroerosión

• El CNC requiere contacto físico con las piezas de trabajo y la electroerosión no lo requiere.
• El CNC corta con una herramienta de corte afilada, mientras que la electroerosión utiliza descargas eléctricas o chispas para dar forma o cortar la pieza de trabajo.
• Cortar diseños complejos es más fácil con la electroerosión, mientras que es muy difícil con el CNC.
• La electroerosión cuesta más para mecanizar piezas de trabajo, mientras que el CNC no cuesta tanto.

Cómo elegir la máquina de descarga eléctrica adecuada

A continuación se ofrecen algunos consejos para decidir cuál es el EDM adecuado:

• Debe verificar las capacidades de la máquina en lo que respecta al ahusamiento del orificio.
• Comprueba el tamaño de la máquina y tu espacio.
• El fluido dieléctrico que utiliza. Es importante que utilice el líquido adecuado.
• Asegúrese de que tenga una estructura de mantenimiento fluida.
• Compare precios para asegurarse de invertir en lo que se ajuste a su presupuesto.
• ¿Es fácil de usar? Debes considerar esto mucho.

Material que se puede mecanizar con electroerosión

Aunque versátil, la electroerosión puede trabajar más con algunos materiales. A continuación se muestran aquellos:

• Acero: esto incluye tipos de acero inoxidable y endurecido que son muy resistentes.
• Cobre: tiene una gran conductividad eléctrica.
• Aluminio: no es pesado, pero sí muy resistente.
• Inconel: es capaz de resistir temperaturas extremas. Además, es una aleación de níquel.
• Latón: el mecanizado es muy fácil con latón.
• Grafito– Funciona perfectamente para el proceso EDM
• Titanio: resiste la corrosión y es muy fuerte.
• Hastelloy- Altamente resistente a la corrosión
• Carburo de tungsteno: resiste el desgaste y es muy duro.
• Kovar: esta aleación es capaz de resistir diferentes niveles de expansión térmica.
• Oro
• Plata: tiene una gran conductividad eléctrica y térmica.

El mejor software para usar en electroerosión

A continuación se enumeran las mejores aplicaciones que puede utilizar para EDM:

• Integración CAM y CAD. Esta aplicación, en conjunto, es capaz de transformar diseños intrincados y complicados en realidad. Lo hace a través de la guía de la máquina.
• Aplicación de simulación. Esta aplicación se utiliza para visualizar y optimizar todo el procedimiento antes de que comience. Una vez hecho esto, podrá conocer todas las posibles ineficiencias o errores. De esta forma se ahorra tiempo y se evita el desperdicio de material.
• Software CNC. Esta interfaz es la que ofrece la máquina con sus operaciones de programación. Esto garantiza la cantidad adecuada de control del movimiento del electrodo.
• Software de seguimiento y control de procesos. Este software ayuda a ajustar la corriente, el voltaje y más para garantizar que el resultado del trabajo sea perfecto.
• Software de generación de trayectorias. Se utiliza para generar rutas específicas que la herramienta debe seguir. Esto conduce a altos niveles de precisión.

Cómo se compara la electroerosión con otros procesos de mecanizado

Aquí hay algunas cosas que diferencian la electroerosión de otros métodos de mecanizado:

• Proceso sin contacto. La electroerosión no tiene contacto en el sentido de que no se tiene contacto físico con el material. Las chispas o descargas eléctricas hacen el trabajo aquí. Esto no se puede decir de los métodos de mecanizado tradicionales u otros.
• Dureza del material. Le resultará fácil mecanizar materiales muy duros utilizando el método EDM. Lamentablemente, a los métodos tradicionales de mecanizado les resulta difícil lograrlo.
• Precisión y complejidad. Si desea tener formas complejas y detalles precisos que sean perfectos, la electroerosión es el método indicado. Sin embargo, no se puede contar con los métodos tradicionales de mecanizado para obtener los mismos resultados.
• Acabado de superficies. El nivel de acabado superficial que se consigue con la electroerosión siempre será mayor. Por lo tanto, no necesitará un proceso de posmecanizado. Sin embargo, esto no se puede decir de otros métodos mecánicos.
• Desgaste de la herramienta. No es frecuente experimentar desgaste de herramientas en lo que respecta a la electroerosión en comparación con otros procesos. Además, el mantenimiento no es complicado con la electroerosión.
• Configurando el proceso. La configuración de EDM es bastante complicada y consume mucho tiempo. Esto es aún peor cuando tienes diseños complejos. Sin embargo, otros métodos de mecanizado no lo son.
• Restricciones sobre los materiales de la pieza de trabajo. La electroerosión solo puede funcionar perfectamente con materiales conductores de electricidad, pero el mecanizado tradicional puede manejar diferentes tipos de materiales.
• Costo de operación. Gastará mucho más en operar la electroerosión en comparación con otros métodos de mecanizado. Esto se debe a las máquinas especializadas necesarias, el uso de electricidad y el mantenimiento.

Aplicaciones de mecanizado por descarga eléctrica

A continuación se muestran algunas industrias en las que encontrará que el mecanizado por descarga eléctrica se utiliza principalmente:

• Se utilizan aquí para crear troqueles para piezas de automóviles y también moldes para piezas de automóviles.
• Se utiliza para mecanizar piezas de motores y álabes de turbinas.
• Producción de herramientas y troqueles. Se utiliza para crear sellos, troqueles y moldes.
• Dispositivos médicos. Ideal para producir implantes y dispositivos quirúrgicos complejos.
• Es beneficioso en la creación de piezas para energía eólica, nuclear, etc.
• Se utiliza para fabricar conectores y piezas semiconductoras.
• Maquinaria para la fabricación. Para mecanizar roscas, engranajes y otros componentes únicos de maquinaria.
• Investigación y desarrollo. Ideal para creación y prototipos de piezas experimentales.
• Para crear componentes utilizados en vehículos y equipos militares.
• Ideal para crear piezas y conectores de infraestructura.

Preguntas frecuentes

¿Qué tan preciso es el electroerosión?

El mecanizado por descarga eléctrica puede alcanzar una tolerancia de +/- 0,0002. Esto lo hace muy preciso y exacto.

¿Qué acabados se pueden lograr con el mecanizado por descarga eléctrica?

El mecanizado por descarga eléctrica no acaba dejando marcas en las piezas de trabajo. Por lo tanto, puede esperar acabados superficiales superiores con este método de mecanizado. Tenga en cuenta que el nivel de velocidad de corte también determina la perfección del acabado.

Conclusión

Comprender la singularidad del proceso de mecanizado por descarga eléctrica es definitivamente algo que le ayudará. En todos estos detalles proporcionados, debe asegurarse de utilizar la máquina adecuada para que el proceso sea muy sencillo.

Más recursos:

Electroerosión por plomo versus electroerosión por hilo – Fuente: TSINFA

Electroerosión por plomo – Fuente: TSINFA

Mecanizado por electroerosión – Fuente: DIRECTORIO IQS

electroerosión – Fuente: XOMETRÍA

Carga de vehículos eléctricos– Fuente: BESEN