Contemple la magia negra del mecanizado por descarga eléctrica

mateo simon

No todos los días el mecanizado industrial provoca un ataque de alegría. Pero hoy podría ser ese día. Si pasa tiempo en Internet, es posible que se haya topado con GIF de piezas de metal que encajan entre sí con tanta precisión que los límites entre ellas parecen desaparecer. Señor mío, la alegría que destella. Como, literalmente, chispas: este es el mundo místico del mecanizado por descarga eléctrica, o EDM, por mucho, el campo más extrañamente satisfactorio de toda la ingeniería.

Esta puede ser la primera vez que escuchas sobre EDM, pero probablemente haya tocado tu vida de alguna manera. ¿Los diminutos y precisos componentes de un dispositivo médico implantable? EDM. ¿Componentes de motores a reacción hechos de aleación de níquel resistente? Eso también será EDM. Si un fabricante necesita piezas que encajen lo más apretadamente posible, o piezas hechas de materiales superduros que las técnicas de mecanizado tradicionales no pueden tocar, EDM es el camino a seguir.

El fresado tradicional implica la conformación mecánica de un material: "aplicar una fuerza mecánica contra la pieza de trabajo para hacer físicamente una viruta o eliminar material", dice Brian Pfluger, gerente de línea de productos EDM en Makino, un fabricante de máquinas herramienta. "Mientras que con EDM no estamos tocando físicamente la pieza, estamos mecanizando con relámpagos".

En primer lugar, eso es metal como el infierno. Pero más específicamente, estamos hablando de montones y montones de pequeñas chispas. La "cuchilla" en una máquina EDM es en realidad un alambre de latón superfino a través del cual pasa la electricidad. Aunque la máquina está cortando materiales extremadamente duros, como el carburo (que es tan duro que las técnicas de fresado tradicionales lo utilizan para perforar otros materiales), las ráfagas de electricidad que utiliza son relativamente débiles. Pero las explosiones vienen con una frecuencia extremadamente alta, algo así como 20.000 chispas por segundo a lo largo del cable de latón.

"Casi parece una línea láser, pero si realmente la redujeras, habría chispas en toda la línea", dice Steve Sommer, vicepresidente de Reliable EDM, un taller de electroerosión. "Cada chispa es casi como una pequeña explosión en miniatura".

El cable en sí nunca toca el material. Las chispas de fuego rápido vaporizan diminutos pedacitos del metal que se está cortando, del orden de 5 micrones de ancho. (Una micra es la millonésima parte de un metro. Por contexto, un glóbulo rojo en su cuerpo tiene entre 6 y 8 micras de ancho). Esto se conoce como sublimación.

"Es como hielo seco", dice Pfluger. "Pasas directamente de un sólido a un gas". Estas partículas tan pequeñas que casi no existen quedan atrapadas en un fluido dieléctrico que corre sobre el EDM y se eliminan. "Es como lavarse el cabello: enjuague y repita, enjuague y repita". El líquido también ayuda a evitar que la maquinaria se sobrecaliente.

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Mirando estos GIF, podrías asumir que las dos piezas de metal están cortadas de la misma pieza de metal, pero ese no es necesariamente el caso, cada una proviene de su propia losa. Parte de lo que hace que los espacios entre ellos sean tan imperceptiblemente pequeños es que un fabricante puede realizar varias pasadas en cada una de las dos partes para pulirlas. (Los espacios son tan pequeños, de hecho, que el aire tiene dificultades para escapar cuando los copos de nieve de arriba caen en su lugar, por lo que se mueven muy lentamente).

"Cuando obtienes esas bonitas piezas deslizantes entrelazadas, por lo general son de alta precisión y acabado fino", dice Pfluger. "Desde el punto de vista de la precisión, probablemente sean 5 micras o menos en términos de espacio libre total entre las dos partes". Pfluger dice que incluso pueden reducirse a 2 micras o menos. Con formas de mecanizado más tradicionales, solo puede administrar unas 20 micras de espacio libre.

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Sin embargo, una deficiencia de EDM es que es un método más lento que el mecanizado mecánico de piezas. Con los métodos típicos, "va a configurar el control de crucero a 60 millas por hora para navegar por la carretera", dice Pfluger. "Con EDM, vas a alcanzar un poco más de tráfico". Debido a que son las chispas, no el cable, las que hacen contacto con el material, la máquina tiene que ajustar constantemente su alineación. Si el alambre golpea la pieza de trabajo, podría romperse. "Lo que está haciendo es estabilizar ese espacio de chispas de mecanizado y esa distancia muy pequeña entre el electrodo y la pieza de trabajo".

Aún así, con esa deliberación viene una forma de cortar los materiales más duros con una precisión asombrosa y un poder asombroso, esencialmente rayos armados. Mire estas obras y desespérese de que nada más pueda encajar con una alegría tan fascinante.