O que é fabricação de EDM?

Manufatura EDM em um relance

A usinagem por descarga elétrica (EDM) é um método não convencional que é usado para remover material de uma peça de trabalho usando energia térmica. O processo EDM é muito parecido com o corte a laser, exceto que o processo EDM não requer força mecânica para realizar a remoção. Esta é a principal razão pela qual a fabricação de EDM é considerada não tradicional, pois os processos não precisam necessariamente ser acompanhados por ferramentas de corte. O processo de EDM é muito prevalente, especialmente nas indústrias de ferramentas e moldes, porque tem a capacidade de trabalhar materiais difíceis de usinar, como titânio ou outros materiais de formato irregular e complexo que são difíceis de usinar com fresamento.

O advento da EDM

A história da fabricação de EDM deve ser rastreada até a década de 1950, quando uma equipe de dois cientistas russos foi encarregada de encontrar maneiras de evitar a erosão do tungstênio devido ao contato com faíscas. Isso os levou a inventar a primeira máquina de usinagem por descarga elétrica (EDM) em 1943, capaz de trabalhar materiais como tungstênio, que são difíceis de usinar. Ao mesmo tempo, uma equipe americana inventou outro modelo de usinagem por descarga elétrica capaz de remover brocas e machos quebrados de peças fundidas de alumínio. Muitos dos métodos de usinagem de descarga elétrica mais tarde foram baseados em suas invenções, e nos referimos a essas últimas criações como EDM por cuba.

Na década de 1960, a usinagem por descarga elétrica do tipo fio-corte (ou seja, fio EDM), particularmente usada para fazer matrizes de aço endurecido, começou a crescer. O eletrodo de matriz em fio EDM é basicamente um fio. O equipamento de usinagem por descarga elétrica neste ponto é capaz de evitar a erosão e evitar a quebra do fio. Os sistemas controlados numéricos (NC) foram implementados pela primeira vez em wire EDM na década de 1970, com a primeira máquina de eletroerosão a fio baseada em NC sendo fabricada em 1967. mais automação e flexibilidade de programação. A primeira máquina de eletroerosão a fio CNC foi criada em 1976.

Processo de EDM moderno

Durante o processo de usinagem por descarga elétrica do fio, uma peça de metal é colocada em fluido dielétrico e um fio é alimentado através da peça de metal imersa. Uma corrente elétrica é direcionada através da peça de metal para criar descarga, ou faíscas, que formarão a forma pretendida da peça de metal original. Quando os eletrodos se aproximam, a intensidade do campo elétrico aumenta e a força do fluido dielétrico aumenta consequentemente. Nessas circunstâncias, a corrente pode passar entre os dois eletrodos com mais facilidade, permitindo que a forma de metal desejada seja gradualmente separada da peça de metal original a cada faísca. Após a forma de metal pretendida ter sido separada da peça de metal, o processo de lavagem pode ser realizado que utiliza o fluido dielétrico para eliminar o excesso de material na forma de metal.

Tipos de EDM

A tecnologia de usinagem por descarga elétrica (EDM) evoluiu tão drasticamente que agora pode ser representada por três categorias principais:EDM de fio, EDM de chumbada e perfuração EDM:

EDM a fio

Como já tocamos na base brevemente, o wire EDM é uma versão mais evoluída do die sinker EDM que usa um fio fino para um eletrodo. Os usos tradicionais da eletroerosão a fio envolviam a fabricação de matrizes, punções e insertos de metais duros para aplicações de ferramentas (matrizes/moldes). Os usos da eletroerosão a fio, no entanto, se expandiram na produção de peças, que agora é amplamente utilizada em muitas indústrias.

Sinker EDM

Observe que o EDM de chumbada ainda existe hoje, apesar de ser uma das primeiras invenções. O moderno die sinker EDM é usado principalmente para produzir formas de cavidade complexas em aplicações de ferramentas, como sistemas de moldes de injeção de plástico ou matrizes de estampagem de metal, mas também encontrou uso em uma ampla gama de aplicações de produção alternativas.

Perfuração EDM

Este tipo de processo de usinagem por descarga elétrica envolve o uso de um pequeno eletrodo de tubo oco tipicamente feito de latão ou ligas de cobre para erodir furos na peça de trabalho. Este método é mais um processo de preparação para o fio EDM, preparando os orifícios iniciais. Ao longo dos anos, foi desenvolvido para ter a capacidade de produzir pequenos furos, tornando-o o processo de usinagem por descarga elétrica ideal para aplicações de nicho, como fabricação de peças de motores de turbina e dispositivos médicos.

Vantagens e Desvantagens do EDM

O principal benefício do uso de máquinas de eletroerosão é que a probabilidade de danos ao metal devido a eletrodos fixos é relativamente baixa (para outras operações de usinagem) graças ao fornecimento contínuo de arame. Além disso, uma vez que as máquinas de eletroerosão podem trabalhar com material duro (nomeadamente eletroerosão a fio), não seria necessária uma sub-máquina para tratamentos térmicos, pelo que a superfície da forma metálica seria menos propensa a distorcer devido à ausência de tensão térmica no a forma metálica. Como resultado, formas de metal menores e mais sofisticadas podem ser facilmente usinadas com alta precisão.

Entretanto, as máquinas EDM vêm com certas limitações. Por exemplo, mecanicistas que são adeptos do método de usinagem não são fáceis de encontrar. Além disso, a taxa de remoção de material às vezes é lenta, apesar de poder manter alta precisão. As máquinas de eletroerosão também apresentam riscos potenciais correlacionados com o uso de dielétricos à base de óleo que podem facilmente levar à combustão se não forem cuidadosos. E no caso específico de um EDM de chumbada, leva uma quantidade substancial de tempo e custo apenas para criar eletrodos. Além disso, os mecânicos geralmente têm problemas para reproduzir cantos vivos na peça de trabalho devido ao desgaste do eletrodo. Embora o consumo de energia seja normalmente alto durante os processos de usinagem por descarga elétrica, custos adicionais podem incorrer e o corte excessivo e o desgaste da ferramenta também podem ocorrer durante a usinagem.