¿Cómo funciona el mecanizado por descarga eléctrica?

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¿Alguna vez has visto un video o GIF donde una parte de metal se desliza dentro de otra y simplemente desaparece? ¿No sabes de lo que estamos hablando? Echa un vistazo al GIF a continuación.

Piezas como esta no se fabrican utilizando prácticas de mecanizado tradicionales, sino que se fabrican mediante un proceso llamado mecanizado por descarga eléctrica o EDM.

EDM permite piezas de precisión increíblemente alta con tolerancias increíblemente bajas.

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El proceso es un método de mecanizado no tradicional, ya que el material se elimina de la pieza de trabajo no mediante taladrado o fresado, sino mediante energía térmica. Puede pensar en este proceso como un corte por láser, pero si se usara en objetos de máquina.

Uno de los casos de uso clave de este material es la fabricación de herramientas y moldes, ya que puede ser increíblemente preciso en metales que son relativamente duros, como el titanio. ¿Entonces cómo funciona exactamente?

Antes de entrar en el mecanizado EDM, en qué se diferencia del mecanizado mecánico y cómo funciona, mire el video a continuación si necesita refrescar los procesos de mecanizado mecánico.

Con eso fuera del camino, profundicemos en cómo funciona exactamente EDM.

El mecanizado por descarga eléctrica es el mecanizado de un material a través de la dirección de descargas de chispas eléctricas de alta frecuencia de una herramienta, generalmente de grafito. Esta herramienta de grafito actúa como un electrodo que desintegra los materiales conductores en el proceso de mecanizado.

Básicamente, hay un electrodo que pasa una corriente a través de un material que hace que se derrita o vaporice, y así es como se logra el mecanizado. Sin embargo, este proceso no puede ocurrir en cualquier lugar, de hecho, la pieza de trabajo y el electrodo deben sumergirse en un fluido dieléctrico.

Cuando se trata de procesos técnicos, a menudo la mejor manera de comprender cómo funcionan es verlos en acción. Echa un vistazo a este breve vídeo educativo sobre EDM a continuación.

Bajo el proceso principal de EDM, hay tres subprocesos. Estos son electroerosión por hilo, electroerosión por penetración y electroerosión por perforación.

Sinker EDM es un tipo de mecanizado que permite a los usuarios producir formas muy complejas. La razón por la que se llama electroerosión por penetración es porque en este proceso, los electrodos deben ser altamente precisos y premecanizados para que puedan hundirse en la pieza de trabajo para crear una versión negativa de su forma.

La electroerosión por hilo, por otro lado, involucra un alambre delgado que se usa para cortar la pieza de trabajo, actuando como un electrodo. El hilo se alimenta a través de un alimentador automático y se realizan cortes alrededor de la pieza. En este aparato, el alambre se sujeta con guías de diamante y el alambre en sí generalmente está hecho de latón o cobre.

Finalmente, está el EDM de perforación de orificios, que es un proceso diseñado específicamente para perforar orificios en materiales. La electroerosión por perforación de orificios es capaz de perforar orificios increíblemente diminutos que, de otro modo, no serían posibles con el mecanizado mecánico. Los electrodos en este caso son tubulares con el fluido dieléctrico fluyendo a través de la boquilla del electrodo.

Ahora que hemos cubierto los conceptos básicos de los procesos, ¿en qué puede usar esta técnica? Cualquier material conductor.

La mayor ventaja que presenta la electroerosión por electroerosión para el mecanizado moderno es lo versátil que es para su uso con metales, en particular con metales más duros que son más difíciles de mecanizar mecánicamente. Los metales como el carburo de tungsteno o el titanio se pueden mecanizar fácilmente con EDM. Otra ventaja de esta técnica es la capacidad de producir contornos muy precisos en piezas sin tener que desbarbar o limpiar el borde.

Debido a que la naturaleza del proceso de mecanizado se basa puramente en la corriente eléctrica, la EDM puede realizar cortes de gran profundidad que de otro modo serían imposibles. Los diseños como ranuras o nervaduras son especialmente adecuados para EDM.

Finalmente, el EDM se puede realizar después de que una pieza haya sido tratada térmicamente, lo que significa que el proceso no altera el templado o el tratamiento del metal como lo hace el mecanizado mecánico.

Entonces, si EDM puede hacer todo eso,entonces que no puede hacer?

Bueno, no es un método de mecanizado particularmente rápido, por lo que no es muy bueno a escala. También requiere una inmensa cantidad de energía eléctrica, mucho más que cualquier proceso de mecanizado mecánico.

Los electrodos de electroerosión también necesitan ser reemplazados con frecuencia, al igual que las brocas en las máquinas mecánicas, pero los electrodos de electroerosión a veces se fabrican a medida para cada trabajo. Esto significaría pasos adicionales en el proceso.

Aplicaciones de la electroerosión

Hemos discutido cuándo se usaría EDM y algunos de los pros y los contras, pero hablemos de ejemplos específicos en los que encajaría bien. EDM es ideal para lotes de producción de volumen increíblemente pequeño o piezas únicas que necesitan un alto grado de precisión.

La electroerosión se utiliza principalmente en la industria de fabricación de moldes, pero también en las industrias aeroespacial y de automoción. Estas industrias también ven procesos de mecanizado mecánico que también están a la vanguardia.

Al final del día, si bien es posible que solo esté aprendiendo qué es EDM, en realidad es un proceso que se ha vuelto bastante estándar en la industria. Lo más probable es que haya tenido un impacto en los productos en su vida de alguna manera, y ciertamente es un proceso de mecanizado fascinante para ver en acción.