O que é o processo de usinagem por descarga elétrica (EDM) e como ele funciona?

Usinagem por descarga elétrica (EDM) é um processo não tradicional de usinagem e eletrotérmico no qual o material da peça é removido por meio de descargas elétricas (faíscas).

• Foi observado pela primeira vez em 1770 por Joseph Priestley. Ele era um físico inglês.
• Na máquina de eletroerosão, o material é removido por descargas (repetidas) de corrente rapidamente recorrentes entre os eletrodos. Os eletrodos são separados por um líquido dielétrico e uma alta voltagem é aplicada nele.
• É usado para usinar materiais difíceis de usinar e com alta resistência à temperatura.
• O EDM pode ser usado para usinar apenas materiais eletricamente condutivos. Caso contrário, não poderá ser usado.
• Um dos eletrodos é chamado de ferramenta e o outro é chamado de peça de trabalho. Aqui a ferramenta é conectada ao terminal negativo da fonte de alimentação e a peça de trabalho é conectada ao terminal positivo.

Princípio de funcionamento

Fonte da imagem
Em Usinagem de descarga elétrica; uma diferença de potencial é aplicada através da ferramenta e w/p em forma de pulso. A ferramenta e a peça de trabalho devem ser eletricamente condutoras e uma pequena folga é mantida entre elas. A ferramenta e a peça de trabalho são imersas em um meio dielétrico (querosene ou água deionizada).

À medida que a diferença de potencial é aplicada, os elétrons da ferramenta começam a se mover em direção à peça de trabalho. Aqui a ferramenta é negativa e w/p é positiva. Os elétrons que se movem da ferramenta para o w/p colidem com as moléculas do meio dielétrico.

Devido à colisão de elétrons com a molécula, ela é convertida em íons. Isso aumenta a concentração de elétrons e íons no intervalo entre a ferramenta e w/p. O elétron se move em direção ao w/p e os íons em direção à ferramenta.

Uma corrente elétrica é estabelecida entre a ferramenta e w/p e chamada de plasma. À medida que os elétrons e íons atingem o w/p e a ferramenta, sua energia cinética muda para energia térmica. A temperatura do calor produzido é de cerca de 10.000 graus Celsius. Este calor vaporiza e derrete o material da peça de trabalho. À medida que a tensão é quebrada, a corrente para de fluir entre a ferramenta e w/p. E o material fundido no w/p é lavado pelo meio dielétrico circulante deixando para trás uma cratera.

A geração de faíscas não é contínua porque a tensão constante não é aplicada nos eletrodos. A tensão é aplicada em forma de pulso.

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Tipos de máquina de descarga elétrica

Existem dois tipos de máquina EDM

(i) Ram/Sinker EDM :Esta máquina EDM consiste em ferramenta e peça imersa em um meio dielétrico. É composto por uma ferramenta tipo aríete e pode ser criada de acordo com a forma ou forma necessária para produzir na peça de trabalho. Também é chamado de tipo de cavidade ou EDM de volume.

(ii) EDM com fio: No fio EDM, um fio fino de fio simples é usado para cortar o material da peça de trabalho. O fio é geralmente feito de latão. Uma distância constante é sempre mantida entre o fio e w/p. O fio é continuamente alimentado através da peça de trabalho submersa em um tanque com meio dielétrico. Aqui a faísca é gerada no espaço entre o fio e a peça de trabalho. É usado para cortar metal com espessura de 300 mm e para fazer punções, matrizes e ferramentas de metais duros que são difíceis de cortar com outros métodos.

Equipamento

Os diversos equipamentos utilizados na Usinagem por Descarga Elétrica são

1. Reservatório dielétrico, bomba e sistema de circulação

A bomba é usada para circular o meio dielétrico entre os dois eletrodos (ferramenta e peça). Querosene ou água deionizada é usado como meio dielétrico.

2. Gerador de energia e unidade de controle

O gerador é usado para aplicar a diferença de potencial. A tensão utilizada neste processo de usinagem não é constante, mas é aplicada em forma de pulso. Uma unidade de controle é usada para controlar as diferentes operações durante o processo de usinagem.

3. Tanque de trabalho com dispositivos de retenção de trabalho

Tem tanque de trabalho com um dispositivo de retenção de trabalho. A peça de trabalho é mantida nos dispositivos de retenção de trabalho. O tanque contém meio dielétrico.

4. Suporte de ferramenta

É usado para segurar a ferramenta.

5. Sistema Servo para mover a ferramenta

Um sistema servo é usado para controlar a ferramenta. Mantém a folga necessária entre os eletrodos (ferramenta e peça).

Trabalho de Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

• Na EDM, primeiro a ferramenta e w/p são fixados na máquina. Depois disso, com a ajuda de um servomecanismo, um pequeno espaço (de cabelo humano) é mantido entre a ferramenta e a peça de trabalho.
• A ferramenta e a peça de trabalho são imersas em meio dielétrico (querosene de água deionizada).
• Uma diferença de potencial é aplicada no eletrodo. Uma faísca elétrica é gerada entre a ferramenta e a peça de trabalho. Esta faísca gera um calor de cerca de 10.000 graus Celsius. E devido a este calor o material da peça começa a vaporizar e derreter.
• A geração de faíscas na usinagem por descarga elétrica não é contínua. À medida que a tensão quebra, o fluido dielétrico expulsa os materiais fundidos deixando para trás uma cratera.
• Este processo continua e usina a peça.

Para uma melhor explicação sobre o processo de usinagem por descarga elétrica, assista ao vídeo:

Vantagens

• Pode ser usado para usinar qualquer material eletricamente condutor.
• Pode usinar facilmente seções finas e frágeis, como teias ou aletas, sem deformar a peça.
• Seções de matrizes e moldes complexos são produzidos com precisão, rapidez e preço mais baixo.
• É um processo sem rebarbas.
• Não envolve contato entre a ferramenta e a peça. Assim, seções delicadas e material de trabalho podem ser usinados facilmente sem qualquer distorção.
• Pode usinar formas complexas que não são fabricadas pelas máquinas-ferramenta convencionais.
• Pode produzir furos cônicos.

Desvantagens

• Pode usinar apenas materiais eletricamente condutores.
• Baixa taxa de remoção de metal.
• Mais desgaste da ferramenta durante a usinagem.
• Requer custo e tempo extras para a preparação de eletrodos para EDM de ram/sinker.
• Alto consumo de energia.
• O overcut é formado em EDM.

Aplicativo

1. É usado principalmente pelas indústrias de moldes e matrizes.
2. É usado na fabricação de protótipos nas indústrias aeroespacial, automobilística e eletrônica.
3. É usado para fazer moldes de moedas.
4. É usado para criar pequenos furos em várias aplicações.
5. É usado para desintegrar peças que não podem ser desintegradas facilmente, como ferramentas quebradas (pernos, parafusos, brocas e torneiras) da peça de trabalho.

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