Tudo o que você precisa saber sobre usinagem por descarga elétrica

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo que usa ferramentas de corte controladas por computador para remover o material de uma peça sólida, revelando uma peça acabada. Esta técnica é rápida, compatível com uma grande variedade de materiais e volumes de produção. Vários processos estão sob a égide da usinagem CNC, incluindo torneamento CNC, fresamento CNC, corte, gravação e usinagem por descarga elétrica (EDM).

EDM não é o processo de usinagem CNC mais comum disponível, mas muitos engenheiros começaram a explorar seu valor para criar recursos de peças que seriam impossíveis de usinar.

Na verdade, a Zion Market Research estima que a indústria de usinagem por descarga elétrica crescerá para quase US$ 8 bilhões até 2024. Aqui está tudo o que os engenheiros devem saber sobre usinagem de descarga elétrica de última geração, desde como ela funciona até suas aplicações mais adequadas.

O que é usinagem por descarga elétrica?

A usinagem por descarga elétrica é um processo de fabricação altamente preciso que usa eletricidade para remover materiais da peça de trabalho em vez de uma ferramenta de corte. Na verdade, a peça de trabalho não é tocada por uma ferramenta. Em vez disso, uma carga elétrica de alta frequência desintegra o material molécula por molécula para fazer um corte nítido.

Durante o processo de usinagem por descarga elétrica, um eletrodo feito de cobre, latão, grafite ou tungstênio é colocado a um fio de cabelo da peça eletricamente condutora a ser usinada. Então, a tensão entre o eletrodo e a peça de trabalho é aumentada até que ocorra uma descarga elétrica, ou faísca.

Este processo é repetido em altas frequências (da ordem de 10KHz) e à medida que as faíscas voam entre o eletrodo e a peça de trabalho, pequenos cortes são deixados para trás na superfície do material. Para interromper a descarga elétrica e evitar que as faíscas conduzam entre o eletrodo e a peça de trabalho, a peça acabada é então submersa em um fluido dielétrico.

Em geral, a usinagem por descarga elétrica é mais adequada para produções de baixo volume de peças extremamente precisas. O EDM é frequentemente usado para fazer moldes, matrizes de moedas, turbinas de motores a jato e componentes para dispositivos médicos.

Diferentes tipos de usinagem por descarga elétrica

Wire EDM usa um fio fino de cobre ou latão - que atua como um eletrodo - para cortar uma peça de trabalho. Durante a usinagem, o fio se desenrola continuamente de uma alimentação automatizada com um carretel em um padrão cuidadosamente controlado. Essa abordagem funciona muito bem, mas os engenheiros devem saber que o fio deve ser capaz de passar inteiramente pela peça de trabalho. Isso cria um corte bidimensional em uma peça tridimensional, que geralmente produz resultados semelhantes aos métodos tradicionais de usinagem CNC.

O Sinker EDM pode criar formas de cavidade complexas para aplicações de ferramentas e fundição, como moldes de injeção de plástico. Este processo requer eletrodos de grafite ou cobre que foram pré-usinados para formar um “positivo” da forma desejada. O eletrodo é então pressionado na peça de trabalho, criando um negativo com a forma original.

Furação EDM, como o nome sugere, é usado especificamente para fazer furos. Os eletrodos para este processo são de forma tubular, permitindo que o fluido dielétrico flua através do centro dos próprios eletrodos.

Vantagens e desvantagens da usinagem de descarga elétrica

A usinagem por descarga elétrica é adequada para criar peças extremamente precisas que devem se encaixar perfeitamente. Os engenheiros devem considerar o uso de EDM se precisarem trabalhar com metais como titânio de alta resistência ou aço endurecido que são difíceis de usinar usando usinagem CNC tradicional. A EDM também é particularmente eficaz para aplicações de furação.

Uma das principais vantagens da usinagem por descarga elétrica é que ela pode oferecer maior liberdade às equipes de projeto. Como a usinagem por descarga elétrica é um processo de fabricação sem contato, as equipes de produto podem projetar peças com paredes finas ou recursos de favo de mel sem se preocupar com deflexão. Além disso, cantos internos afiados com raios tão pequenos quanto 0,001 polegadas agora são possíveis com EDM.

Comparado a outras formas de usinagem, a EDM também tende a expandir o conjunto de materiais viáveis ​​de uma equipe; o processo permite que eles economizem dinheiro na usinagem de materiais caros, como ouro ou platina, porque praticamente não gera perda de material.

Mesmo com essas vantagens, a usinagem por descarga elétrica não é a melhor escolha para todas as aplicações. A usinagem por descarga elétrica não é muito eficiente em termos de energia e tende a ser lenta e cara. Além disso, as equipes devem estar cientes de que a realização de EDM requer um conjunto de habilidades altamente específico - se suas equipes internas não forem treinadas em EDM, elas devem terceirizar a produção ou arriscar gastar tempo e recursos no treinamento de maquinistas. As equipes de produto devem avaliar essas considerações antecipadamente.

Dominando a usinagem por descarga elétrica

A usinagem por descarga elétrica é um processo de fabricação altamente preciso que permite que as equipes de produto criem formas e profundidades complexas que seriam impossíveis de criar usando ferramentas de corte padrão. A EDM também oferece um acabamento de superfície superior e permite que as equipes de produtos trabalhem com metais caros, reduzindo os custos de perda de material.

No entanto, é importante ter em mente os custos associados e a velocidade de produção relativamente lenta do EDM, que tornam o processo menos do que ideal para várias aplicações. Um parceiro de fabricação experiente pode ajudar a garantir que uma equipe de produto tenha escolhido o melhor processo de fabricação e materiais para seu próximo projeto.

Para equipes de produtos que buscam otimizar projetos de peças, reduzir tempos de produção e economizar em custos de moldes com usinagem CNC de qualquer tipo, o Fast Radius pode ajudar. Nossos recursos internos de usinagem certamente atenderão às necessidades de qualquer equipe de produto, e fornecemos suporte e serviços de consultoria de 360 ​​graus em todas as fases de desenvolvimento, produção e atendimento de cada projeto. Também podemos ajudar a orientar os engenheiros que desejam expandir e explorar o que a usinagem por descarga elétrica tem a oferecer. Entre em contato conosco hoje para começar - estamos prontos para começar!

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