7 situações em que o EDM é melhor que a usinagem convencional

A usinagem por descarga elétrica (EDM), às vezes chamada de “usinagem por centelha”, é uma das ferramentas mais úteis e exclusivas do arsenal do maquinista. Em vez de implantar uma ferramenta de corte afiada, o processo usa faíscas para cortar material, abrindo novas possibilidades de fabricação.

Mas nem sempre é fácil identificar quando o EDM deve ser usado. Na verdade, alguns engenheiros podem estar tão acostumados à usinagem CNC convencional que nem consideram a possibilidade de usar EDM para suas peças ou protótipos - mesmo quando a EDM poderia melhorar a qualidade massivamente do produto final ou reduzir o custo geral do projeto .

Este artigo tenta fornecer uma introdução rápida à EDM discutindo sete situações específicas nas quais a usinagem por descarga elétrica pode ser preferível à usinagem convencional.

O que é EDM?

EDM é um processo de fabricação e prototipagem de peças metálicas. Uma máquina EDM é semelhante em construção a uma máquina CNC, com a importante distinção de que a EDM usa descargas elétricas (faíscas) para cortar o material metálico em vez de uma ferramenta de corte afiada.

Então, como você controla uma faísca para fazê-la cortar o metal? No processo de EDM, uma ferramenta de metal macio ou grafite atua como um dos dois eletrodos , enquanto a peça de metal condutora atua como a outra. A máquina aplica tensão enquanto a ferramenta e a peça de trabalho estão imersas em um líquido dielétrico . Essa configuração causa a quebra dielétrica do líquido que cria um arco elétrico poderoso o suficiente para remover o material da peça de trabalho. Os detritos são então lavados substituindo o dielétrico líquido.

Existem dois tipos principais de usinagem por descarga elétrica:

Sinker EDM usa uma matriz de metal como eletrodo e é útil para criar formas complexas, uma vez que a matriz é pré-formada em uma forma específica.

EDM a fio usa um fio esticado e é útil para cortar chapas grossas e especialmente metais duros.

As vantagens da EDM sobre a usinagem tradicional incluem:

• Capacidade de penetrar metais muito duros
• Capacidade de usinar formas complexas
• Redução de distorção em recursos finos

No entanto, não é adequado para todos os trabalhos. Além de ser inadequada para plásticos, a EDM é muito mais lenta que a usinagem convencional, tornando o CNC melhor na maioria das situações.

Aqui estão sete situações específicas de engenharia nas quais a EDM pode produzir melhores resultados do que uma máquina CNC convencional:

1. Quando cantos internos afiados são necessários

O EDM, especialmente o EDM de arame, se destaca na usinagem de cantos internos vivos, desde que o tipo de arame, tensão e condições de alimentação corretos sejam selecionados.

Ao usar uma máquina CNC convencional, é difícil obter um canto interno afiado ou quadrado, uma vez que as ferramentas de corte são tipicamente redondas e, portanto, deixam cantos arredondados (raio) na peça de trabalho. Existem soluções alternativas para este problema, como fresas de topo quadradas e rebaixos unilaterais, mas os maquinistas geralmente aceitam a necessidade de cantos internos arredondados.

Embora o fio usado no fio EDM também seja redondo, é muito mais fino do que uma ferramenta de corte CNC que pode criar virtualmente cantos internos quadrados. Usando fio EDM, o raio do canto pode ser reduzido para apenas 0,005 polegadas.

2. Quando são necessários cortes muito profundos

Ao usar uma máquina CNC convencional, o fresamento de cortes profundos e cavidades requer uma ferramenta de corte longa. No entanto, ferramentas com uma alta relação comprimento:diâmetro podem causar trepidação – vibração excessiva da ferramenta – e resultar em usinagem de baixa qualidade.

A EDM oferece uma solução para cortes muito profundos, pois não é suscetível a trepidações. Na maioria dos casos, a EDM pode fazer furos confortavelmente com uma relação comprimento:diâmetro de até 20:1, mas essa relação pode ser tão extrema quanto 100:1 em certas situações.

3. Quando o material da peça é muito duro

Um dos principais usos da EDM é a usinagem de itens como matrizes, moldes e até mesmo máquinas-ferramentas de corte. Esses itens geralmente são feitos de materiais excepcionalmente duros, como aço temperado ou carboneto de tungstênio, que são muito difíceis de penetrar com uma ferramenta de corte.

Uma vantagem da EDM é que a dureza desses metais não afeta muito a capacidade da máquina de atender a tolerâncias apertadas.

Outros metais que podem ser cortados com EDM incluem Hastelloy (uma liga de níquel-molibdênio), titânio e ligas de Inconel.

4. Quando as peças exigem um acabamento espelhado

A EDM normalmente produz peças com um acabamento superficial que consiste em crateras ou marcas de buracos. No entanto, controlando rigidamente certos parâmetros, o processo pode produzir um acabamento superficial excepcionalmente espelhado sem a necessidade de polimento.

É importante ressaltar que o EDM não produz um direcional superfície com “lay” como a usinagem convencional faz.

E por usinagem EDM muito lentamente com baixa potência, é possível reduzir drasticamente o tamanho das crateras ou marcas de pock. Em última análise, é possível criar um acabamento de superfície muito suave de cerca de 5 RMS (4 micropolegadas Ra).

Outra maneira de criar um acabamento espelhado é introduzir um pó abrasivo fino no líquido dielétrico, que produz um efeito semelhante ao jateamento de areia, mas enquanto a usinagem está ocorrendo e não depois.

5. Ao fabricar 24 horas por dia

Embora isso seja mais uma preocupação de um fabricante do que de um engenheiro, a EDM oferece possibilidades importantes quando se trata de automação e fabricação autônoma ou “sem luz”.

Como a EDM é mais previsível que a usinagem convencional e menos suscetível a interrupções de erros, é possível automatizar uma máquina de EDM e deixá-la funcionando 24 horas por dia com supervisão mínima.

Se o fabricante puder automatizar o carregamento e descarregamento de peças de trabalho (e eletrodos), ele poderá criar um fluxo de trabalho de fabricação altamente eficiente e automatizado.

6. Ao fazer um molde

A EDM às vezes é preferível à usinagem CNC na fabricação de moldes, em parte devido à sua capacidade de cortar com precisão metais duros, como aço-ferramenta. Às vezes, uma fresadora CNC ou EDM de chumbada é usada primeiro, antes que a EDM de arame seja usada para detalhes ou cortes mais profundos.

Muitas empresas de moldagem por injeção usam uma combinação de usinagem CNC e EDM, escolhendo entre elas dependendo do trabalho.

7. Quando tolerâncias apertadas são necessárias

A usinagem de precisão é facilitada com o uso de EDM, pois pode atingir tolerâncias muito apertadas. É importante ressaltar que é improvável que a peça de trabalho sofra deformação por EDM, pois não há contato físico.

Com múltiplas passagens, a EDM pode atingir tolerâncias tão apertadas quanto +/- 0,0002”. No entanto, as velocidades de corte precisam ser reduzidas significativamente para garantir o mais alto nível de precisão.

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