Sinker EDM 101: una guía completa para principiantes y expertos

El proceso de mecanizado requiere precisión y eficacia que se pueden comprobar a través de la electroerosión por penetración. Y

Nos sumergimos en las complejidades de ese proceso de mecanizado específico, desde los principios básicos hasta las variaciones avanzadas y diversas aplicaciones en el mundo de la fabricación moderna.

Qué es electroerosión?

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) se refiere al uso de carga eléctrica para eliminar materiales de la pieza de trabajo. Esta técnica es uno de los métodos más implementados en la fabricación. EDM le permite crear cientos de formas basadas en la programación de mecanizado que haya configurado.

Mientras usa el electroerosión, coloca la pieza de trabajo entre el electrodo y un fluido dieléctrico como agua desionizada o aceite. Cuando se aplica un voltaje entre la pieza de trabajo y el electrodo, una cantidad concentrada de calor funde y vaporiza la pieza de trabajo en pequeñas partículas.

¿Qué es un Electroerosión por plomo?

Con la electroerosión por penetración, el material se elimina con precisión de una pieza de trabajo mediante descargas eléctricas controladas. Este proceso implica sumergir la pieza de trabajo y un electrodo conductor en un líquido dieléctrico, generalmente agua o aceite desionizado. A continuación, se producirán chispas cuando se aplique un voltaje eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo.

Mientras usa la electroerosión, coloca la pieza de trabajo entre el electrodo y un fluido dieléctrico como agua desionizada o aceite. Cuando se aplica un voltaje entre la pieza de trabajo y el electrodo, una cantidad concentrada de calor funde y vaporiza la pieza de trabajo en pequeñas partículas.

Esto generará un calor intenso que derretirá y evaporará las partículas del material de la pieza de trabajo.

Componentes y sus funciones

· Electrodo

Durante el hundimiento Mecanizado por electroerosión, el electrodo es el elemento más esencial de su trabajo. La herramienta está diseñada para coincidir con la forma exacta de la pieza de trabajo terminada deseada, que luego conduce descargas eléctricas para eliminar el material. Las chispas controladas producidas por el electrodo pueden formar la pieza de trabajo con precisión y alta exactitud para realizar el proceso de mecanizado.

· Fluido Dieléctrico

El cátodo y el ánodo se sumergen, junto con la pieza de trabajo, en el líquido dieléctrico durante el mecanizado por electroerosión por inmersión.

Este fluido sirve como medio para el suministro de cargas eléctricas en el tubo. La capacidad de aislamiento y la función de enfriamiento del fluido dieléctrico ayudan en el proceso de eliminación de material y el mantenimiento de un mecanizado estable.

· Fuente de alimentación

Su máquina de electroerosión tiene que estar operativa con un suministro eléctrico de calidad. La pieza en esta etapa se utiliza para crear la carga eléctrica, que luego hace que la chispa salga del electrodo. Un suministro de energía continuo que garantiza una eliminación uniforme y controlada del material contribuye a la precisión y productividad en el proceso de mecanizado.

· Pieza de trabajo

El corazón de la electroerosión por inmersión es, en general, la pieza de trabajo, el material que se retira para lograr forma o función. La correcta fijación y alineación de la pieza demuestran su importancia siempre que el resultado sea exacto y preciso.

Flujo de trabajo del proceso

Paso 1: diseñar el electrodo

Primero, crea su electrodo moldeándolo en una réplica exacta de una lámina delgada del mismo material que desea cortar. Esto se puede conseguir de diferentes formas, como mediante CAD/CAM o mediante mecanizado convencional. El mecanizado utilizará un electrodo fabricado de un material que se elegirá teniendo en cuenta factores como la velocidad del proceso y la precisión necesaria.

Paso 2: preparar el fluido dieléctrico

Ahora, se elabora el fluido dieléctrico, un líquido no conductor, que es el medio de descarga de electricidad. Elimina los residuos y, al mismo tiempo, enfría el proceso. Para los cables disipativos, seleccionará un dieléctrico que se base en factores como la velocidad de mecanizado y el acabado de la superficie.

Paso 3: preparar la pieza de trabajo

Ahora fije la pieza de trabajo en la máquina con abrazaderas o accesorios. Asegure un circuito completo en el proceso de electroerosión al interconectar correctamente la conexión eléctrica. La limpieza de la superficie de la pieza de trabajo es muy importante si desea obtener el mejor resultado del proyecto.

Paso 4: coloque el electrodo

Localice con cuidado el electrodo producido en el sitio especificado encima del elemento de trabajo. Asegúrese de que haya un pequeño espacio entre ellos y controlará el espacio para la velocidad de mecanizado y también para el detalle.

Paso 6: inicie la chispa

Ahora que todo está listo, crea una chispa. Mantener el control sobre las descargas de chispas que eliminarían material de la pieza de trabajo requeriría aplicar un alto voltaje entre el electrodo y la pieza de trabajo. Esto replica exactamente la forma del electrodo.

Paso 7: monitorear la chispa

Asegúrese de seguir atentamente las funciones de Spark. Factores como el color de la chispa y el sonido son indicadores de la eficiencia del mecanizado. Es posible que tengas que modificar valores como el voltaje y el lavado, lo que podría provocar que la chispa se comporte de forma intermitente.

Paso 8: monitorear el proceso

Durante toda la operación, observar continuamente el ciclo. Las máquinas de electroerosión modernas pueden ofrecer dichos datos y visualizaciones a su disposición para que usted pueda consultarlos en un momento dado. Permanezca alerta ante cualquier anomalía para asegurarse de que el proceso sea siempre estable y esté alcanzando su objetivo.

Principio técnico básico de la electroerosión por penetración.

Configuración

La pieza de trabajo, normalmente hecha de un material conductor como el metal, se sumerge en el baño de líquido dieléctrico junto con el electrodo conductor. El fluido dieléctrico realiza diferentes funciones, como aislamiento, enfriamiento y erosión de partículas.

Aplicación de voltaje

Se crea un impulso eléctrico de alto voltaje entre el electrodo y la pieza de trabajo. Mientras tanto, esta diferencia de voltaje produce un campo eléctrico que es capaz de ionizar el dieléctrico del fluido, formando un canal de plasma conductor.

Generación de chispa

Es necesario generar un potente campo eléctrico que, en un momento crítico, provoque una chispa eléctrica entre el electrodo y la pieza de trabajo. Esta chispa crea altas temperaturas que queman y vaporizan rápidamente los pequeños trozos de material que se procesan en el contacto.

Eliminación de materiales

La temperatura excesiva creada por la chispa en la región circundante del material de acero provoca una fusión parcial y vaporización. Este proceso crea pequeños cráteres u hoyuelos en la superficie de la pieza de trabajo.

Lavado dieléctrico

El medio dieléctrico, por su estado comprimido, elimina las partículas de esmerilado y los materiales de desecho de la herramienta. Esto evitará que la zona de mecanizado se ensucie y se altere el proceso.

Repetición

La descarga repetida de las chispas se realiza a miles por segundo y, por lo tanto, las chispas destruyen gradualmente el material capa por capa. El electrodo se configurará para que coincida con la geometría requerida de la pieza final; por lo tanto, se garantiza una alta precisión en la eliminación de material.

Control y precisión

Todo se realiza con la máxima precisión mediante modernos medios tecnológicos (máquinas CNC). Parámetros como el voltaje, la corriente, la duración del pulso y el movimiento del electrodo son los puntos principales que están muy bien controlados.

Terminación

Una vez finalizado el proceso de mecanizado, la pieza terminada se extrae del baño de fluido dieléctrico. El último segmento se lava varias veces para asegurarse de que no queden residuos no deseados. Por último, pero no menos importante, en esta etapa el producto final se inspecciona durante mucho más tiempo para garantizar que todo sea de primera calidad.

Tipos de máquinas de electroerosión por inmersión

Electroerosión por inmersión convencional

Las electroerosionadoras tradicionales, como la electroerosionadora por inmersión, se utilizan donde el operador controla el electrodo manualmente para lograr la forma deseada en la pieza de trabajo. Estas máquinas ofrecen mayor precisión, pueden ser operadas por operadores capacitados y son adecuadas para tareas de mecanizado más simples.

Electroerosión por plomo CNC

Dependiendo de la tecnología de control numérico por computadora, CNC Sinker mecanizado por electroerosiónAdoptar movimiento de electrodos y mecanizado automatizado. El uso de maquinaria CNC conlleva mejoras en la precisión, la repetitividad y la productividad. Esto los libera para tareas que exigen altos niveles de precisión y que son tan críticas.

Electroerosión por inmersión de alta velocidad

Estas máquinas están diseñadas teniendo en cuenta tasas rápidas de eliminación de material, lo que acorta significativamente el tiempo de mecanizado y mantiene la precisión. Utilizan fuentes de alimentación y servosistemas avanzados para lograr un funcionamiento de alta velocidad, lo que a su vez los hace ideales para producciones de gran volumen y tareas urgentes.

Variaciones y funciones avanzadas

Las máquinas de electroerosión por penetración de alta calidad a la venta hoy en día ofrecen un conjunto de características diversas, como posibilidades de mecanizado multieje, cambiadores de herramientas automatizados, sistemas de control adaptativo, etc. Estas innovaciones proporcionan flexibilidad, precisión y productividad de mecanizado mejoradas, lo que permite a los fabricantes manejar tareas de mecanizado complejas con el mínimo esfuerzo.

Ventajas de la electroerosión por inmersión

1. Preciso

El aluminio por electroerosión por penetración es el método que le permite realizar el trabajo con excelencia obteniendo dimensiones exactas y detalles finos con alta precisión. Las descargas eléctricas controladas, a su vez, conducen a una eliminación uniforme del material, lo que produce una pieza final con alta tolerancia y calidad.

2. Herramientas sencillas

A diferencia de la máquina de electroerosión por penetración normal, la electroerosión por penetración que compre le permitirá experimentar una configuración de herramientas innegablemente sencilla. A diferencia de los métodos de mecanizado convencionales, que pueden requerir accesorios y configuraciones complicadas, la electroerosión por penetración DIY implica principalmente herramientas más simples, lo que resulta en tiempos y costos de configuración más cortos, así como una alta eficiencia en la producción.

3. Estructuras complejas

La electroerosión por penetración es la mejor alternativa para mecanizar formas complejas y formas intrincadas que no se pueden realizar con los métodos tradicionales. Este proceso sin contacto es preciso y permite la creación de formas complejas, características detalladas y cavidades profundas de forma fácil y precisa.

Limitaciones de la electroerosión por inmersión

4. Lento/Consume mucho tiempo

La técnica de electroerosión por hundimiento requiere mucho tiempo ya que esta tecnología utiliza mecanismos de corte que involucran material. Cada descarga retardada, que hace que el filo sea más seguro, elimina el material lentamente, lo que prolonga la vida útil de la herramienta. Puede dar lugar a un aumento de la duración de la producción y, en consecuencia, puede no ser adecuado para plazos o tiradas largas de volúmenes.

5. Caro

Los sistemas de electroerosión por penetración pueden tener costos de funcionamiento y mantenimiento más altos que otras máquinas y herramientas. Sin embargo, esto es algo relacionado con el equipo en sí, además de los electrodos y fluidos, lo que seguramente supone una inversión costosa. Las velocidades de corte lentas tienden a generar altos costos de mano de obra, así como mayores costos de producción.

6. Limitado a material conductor

La electroerosión por penetración funciona solo con materiales conductores de electricidad, como metales. De esta forma no se pueden mecanizar herramientas sin conductividad, ya sea de plástico o de cerámica. Impide su utilización adecuada en aquellas áreas de industrias que abundan en materiales que no son metálicos.

Comparación con electroerosión por hilo

Diferencias fundamentales

A diferencia de la electroerosión por hilo, que emplea un alambre delgado para cortar la pieza de trabajo, la electroerosión por penetración erosiona el material utilizando un electrodo formado. La electroerosión por penetración es un método excelente para producir formas complejas. Sin embargo, se puede lograr un corte de precisión de materiales densos con electroerosión por hilo.

Ventajas y limitaciones de la electroerosión por penetración

Una electroerosión por penetración ofrece alta precisión y puede mecanizar formas muy complejas. Por otro lado, este método es más lento y más caro que la electroerosión por hilo, y sólo puede funcionar en materiales conductores.

Ventajas y limitaciones de la electroerosión por hilo

La electroerosión por hilo es un proceso de corte rápido y preciso adecuado para materiales completos y con formas intrincadas. Sin embargo, donde puede tener dificultades en ciertas geometrías es en realidad la única limitación que tiene cuando se trata de características de tamaño pequeño.

Elegir entre electroerosión por penetración y electroerosión por hilo

El grabado por electroerosión por penetración debería ser una buena opción para realizar grabados con un alto nivel de precisión y detalles finos. Sin embargo, la electroerosión por hilo puede reducir el tiempo de entrega y puede considerar elegir esta técnica para materiales gruesos y demandas de corte rápido. Lo que seleccione al final dependerá de consideraciones únicas, como el tipo de material, la forma de la pieza y la velocidad de impresión que desee.

Mejores prácticas y consejos para el mecanizado por electroerosión por penetración

Preparación de piezas de trabajo y electrodos

Garantiza la fabricación de piezas realmente exactas y precisas prestando atención tanto a las piezas como a los electrodos. La sujeción y el posicionamiento precisos de las piezas de trabajo y el diseño correcto de los electrodos son cruciales para lograr los resultados deseados y evitar errores.

Optimización de los parámetros del proceso

El ajuste preciso de los parámetros del proceso, incluidos el voltaje, la corriente, la duración del pulso y el material del electrodo, ayuda a aumentar la eficiencia y la precisión del mecanizado. El ajuste frecuente de estos parámetros, teniendo en cuenta el tipo de material, la geometría y la calidad esperada, da como resultado un rendimiento mejorado y un tiempo de mecanizado reducido.

Mantenimiento y cuidado de máquinas de electroerosión por penetración

El mantenimiento programado de las unidades de electroerosión por inmersión garantiza una alta productividad y una larga vida útil de estas máquinas. Al realizar inspecciones de rutina, limpiar los tanques dieléctricos y lubricar las piezas móviles, se pueden prevenir averías y mantener la precisión.

Protocolos de seguridad y cumplimiento

Cumplir con las medidas y normativas de seguridad en el mecanizado por electroerosión por penetración es de suma importancia. Estableces una ventilación correcta, haces uso de equipo de protección y sigues los protocolos de los manuales de seguridad de la máquina para minimizar el riesgo de accidentes.

Aplicaciones de la electroerosión por penetración

Industria aeroespacial

Dentro de sus actividades aeronáuticas, Sinker EDM adopta una postura central en el mecanizado de piezas como álabes de turbinas y componentes de motores. Destaca su capacidad para fundirse y refundir libremente.

Industria automotriz

Las aplicaciones de electroerosión por fregadero también se utilizan ampliamente en la industria automotriz para fabricar moldes, matrices y componentes. Gracias a esta capacidad de formar formas complejas así como detalles finos, piezas de alta calidad, como moldes de inyección y componentes de motores,

Fabricación de dispositivos médicos

Entre los equipos médicos, el grafito Sinker EDM es insustituible en la producción de piezas complejas como instrumentos quirúrgicos, implantes y prótesis. Con sus capacidades para mecanizado de precisión, se proporcionan estándares exigentes para uso médico. Esto le permite garantizar la seguridad de los pacientes y el progreso de la atención sanitaria.

Fabricación de moldes y troqueles

La electroerosión por penetración desempeña un papel importante en la elaboración de moldes detallados para procesos de moldeo por inyección de plástico, fundición a presión y forjado. Como sabemos, su característica única de producir cavidades complejas y detalles finos facilita la eficiencia y la productividad en las fábricas.

Otras industrias y aplicaciones especializadas

Además de centrarse en estos campos principales, Sinker EDM también brinda servicios a otras industrias como la electrónica, la fabricación de herramientas y troqueles, la fabricación de joyas y la creación de prototipos.

Conclusión

La electroerosión por penetración es una parte integral de la fabricación actual, ya que permite una precisión y flexibilidad superiores al mecanizar los componentes más complejos de una pieza.

Desde técnicas convencionales hasta tecnologías CNC avanzadas, sus aplicaciones siguen cambiando, lo que sólo conduce a mejoras en el desarrollo. La electroerosión por penetración surge como un dispositivo de valor incalculable, intocable y que se enfrentará a las dificultades que enfrentará el sector manufacturero a continuación.

Más recursos:

Tipos de máquinas CNC – Fuente: TSINFA

Fresadora – Fuente: TSINFA