Sinker EDM vs wire EDM:principais diferenças e aplicações

A usinagem por descarga elétrica (EDM) é um processo de fabricação subtrativa não convencional que se destaca no corte de materiais muito duros.

Ao contrário da usinagem comum, a EDM pode cortar metais sem fazer contato. Ele faz isso criando uma faísca elétrica que corrói o material da peça de metal. O EDM não é adequado para todas as aplicações, mas é uma arma essencial no arsenal do maquinista.

Existem algumas variantes de EDM, sendo as duas principais EDM de chumbada e EDM de fio. Este artigo analisa as diferenças entre esses dois processos de usinagem, observando as aplicações típicas de cada um.

O que é usinagem por descarga elétrica?

A usinagem por descarga elétrica é uma forma de fabricação de metal. De certa forma, é muito parecido com a usinagem tradicional (na qual uma ferramenta de corte de metal remove seções de uma peça de trabalho), mas em outros é altamente exclusiva.

A principal diferença entre a EDM e a usinagem comum é que a EDM não requer contato físico entre a ferramenta e a peça de trabalho para fazer um corte. Em vez disso, o EDM usa uma corrente elétrica para criar faíscas que são capazes de erodir a peça de trabalho. Isso tem vantagens e desvantagens:as descargas elétricas podem penetrar até mesmo em metais muito duros sem deformação significativa da peça, mas os tipos de cortes possíveis são mais limitados e o processo é mais difícil de configurar.

Devido à natureza do processo, a usinagem por descarga elétrica é usada em metais condutores eletricamente , e pode cortar até metais muito duros (aço endurecido, tungstênio, titânio, etc.) sem criar vibrações prejudiciais e trepidação como uma máquina-ferramenta comum. Isso leva a um alto nível de precisão e potencialmente tolerâncias muito restritas . Dito isto, o processo de EDM também causa erosão na ferramenta, portanto, a ferramenta deve ser cuidadosamente gerenciada ou substituída regularmente.

A usinagem por descarga elétrica é normalmente agrupada com outros processos de usinagem fora do padrão, como corte a jato de água e corte a laser, embora esses três processos funcionem de maneiras muito diferentes.

O processo de EDM explicado

A usinagem de descarga elétrica requer o uso de uma máquina de descarga elétrica , um líquido dielétrico , uma ferramenta , e uma peça .

O processo requer uma tensão elétrica , que cria uma série de descargas de corrente entre dois eletrodos . Neste caso, os dois eletrodos são a ferramenta de metal e a peça de metal, que nunca fazem contato um com o outro e são separados pelo líquido dielétrico (tipicamente óleo de hidrocarboneto ou água deionizada). O espaço entre a ferramenta e a peça de trabalho é chamado de espaço de centelha e é precisamente controlado pela máquina.

Durante o processo de EDM, a tensão é aumentada pelo operador, o que causa quebra dielétrica do líquido - o que significa que o líquido muda repentinamente de um isolante elétrico para um condutor elétrico. Essa mudança repentina produz um arco elétrico no espaço estreito entre a ferramenta e a peça de trabalho, e este arco erode o material de ambos os eletrodos. A erosão da peça de trabalho é o objetivo final, mas a erosão da ferramenta deve ser cuidadosamente gerenciada – substituindo-a constantemente por uma nova seção de metal, por exemplo.

O fluido dielétrico tem outras funções além de criar o arco elétrico. Entre as descargas de corrente, o fluido transporta detritos de metal (o equivalente a cavacos) para longe da peça de trabalho e um novo fluido é adicionado. Este processo é chamado de limpeza .

Diferentes variações de EDM servem a diferentes propósitos. Este artigo analisa o Sinker EDM e EDM com fio , enquanto mais variações de nicho, como EDM de furação rápida também existem.

O que é EDM de chumbada?

Usinagem de descarga elétrica chumbada, às vezes conhecida como ram EDM , volume EDM , ou EDM de cavidade , é uma forma de usinagem por descarga elétrica que pode parecer muito distante da usinagem convencional. O processo compartilha algumas características com os processos de moldagem e conformação, e às vezes é referido simplesmente como difusor — reflexo de sua tênue relação com o processo de usinagem.

A principal diferença entre o EDM de chumbada e o EDM de arame (a outra forma principal de EDM) pode ser encontrada na ferramenta e em seu movimento. O Sinker EDM é usado para fazer cavidades de formato complexo na peça de trabalho, e para isso a ferramenta deve assumir a forma de uma cópia positiva da cavidade desejada . Por exemplo, para criar uma cavidade em forma de pirâmide na peça de trabalho, é utilizada uma ferramenta em forma de pirâmide.

Isso é diferente da maioria dos processos de usinagem, nos quais uma ferramenta de corte fino se move ao longo de três eixos - lado a lado, para frente e para trás e para baixo - para cortar a forma de pirâmide (em vez de ser em forma de pirâmide).

Na chumbada EDM, a ferramenta moldada (ou matriz) é tipicamente CNC usinada de um material como grafite , cobre ou tungstênio, o que adiciona tempo e custo ao processo. (Também pode ser feito usando fio EDM.) Além disso, é prática comum usar tanto um desbaste ferramenta (para remover a maior parte do material) e, em seguida, um acabamento ferramenta (para detalhes mais finos).

Durante o processo de EDM de chumbada, a ferramenta é baixada lentamente (afundado) na peça de trabalho, corroendo o material e criando uma cavidade que combina com a forma da ferramenta, mantendo uma folga de faísca consistente à medida que desce. Centenas de milhares de faíscas ocorrem por segundo. O líquido dielétrico mais comum para EDM de chumbada é o óleo de hidrocarboneto , embora outros fluidos também possam ser usados.

Aplicações de EDM de chumbada

O Sinker EDM é usado para criar cavidades complexas e, portanto, é particularmente útil para fabricar moldes , morre , e outras formas de ferramentas — especialmente de materiais duros como aço para ferramentas. Também é melhor do que outros processos de usinagem para criar cantos internos afiados e nervuras profundas.

Os aplicativos comuns de EDM de chumbada incluem:

• Ferramentas rápidas
• Fabricação de moldes
• Moldes de moldagem por injeção
• Morre
• Detalhes finos
• Cantos internos nítidos
• Costelas profundas e finas
• Cavidades cegas
• Chavetas cegas
• Splines internas
• Tópicos

O que é EDM com fio?

Usinagem de descarga elétrica de fio, às vezes conhecida como corte de fio ou EDM a fio , é uma forma de usinagem por descarga elétrica que se assemelha ao processo de corte de queijo com fio de queijo. Ao contrário do EDM de chumbada, o EDM de fio usa um fio fio de fio como ferramenta - embora, como em todas as formas de eletroerosão, não haja contato físico com a peça de trabalho.

O Wire EDM é capaz de cortar materiais muito duros e quase sempre é usado para cortar toda a peça de trabalho (com o comprimento do fio exposto sendo maior que a altura da peça). Esta é uma grande diferença entre o EDM de arame e o EDM de chumbada, pois o EDM de chumbada é usado para fazer cavidades. Com fio EDM, água deionizada é normalmente usado como o líquido dielétrico, e o próprio fio é normalmente feito de latão .

Durante o processo de eletroerosão por fio, um fio fino de fio de metal é mantido entre duas guias de diamante , um acima da peça e outro abaixo, que são movidos ao longo dos eixos X e Y de acordo com as instruções do CNC. (A guia superior também pode fazer movimentos ao longo de outros eixos para fazer cortes mais complexos.) Assim como em outros processos de EDM, as descargas de corrente causam faíscas entre o fio e a peça de trabalho, causando a erosão da peça de trabalho.

Como as faíscas também causam a erosão da ferramenta, o fio é constantemente movido usando um suprimento bobina , o que significa que a seção exposta do fio no centelhador é constantemente atualizada. As seções usadas do fio são finalmente descartadas.

Durante a eletroerosão de arame, é possível usar bitolas de arame muito finas (diâmetros tão pequenos quanto 20 mícrons) que podem obter cortes muito finos na peça de trabalho. No entanto, como na EDM de chumbada, é prática comum realizar primeiro o desbaste, seguido dos cortes de acabamento.

Aplicações de fio EDM

O Wire EDM é normalmente usado em processos de usinagem tradicionais para cortar placas muito grossas de metal duro. É um processo popular para a produção de socos , ferramentas , e morre . Wire EDM não leva à deformação da peça e produz um bom acabamento superficial.

As aplicações comuns de EDM de fio incluem:

• Placas grossas
• Matrizes de extrusão
• Socos em branco
• Peças automotivas e aeroespaciais
• Peças de alta tolerância
• Dispositivos médicos e odontológicos
• Partes onde as rebarbas são inaceitáveis
• Peças finas que podem quebrar durante a usinagem convencional
• Eletrodos de grafite para EDM de chumbada

Comparação rápida de EDM de chumbada e EDM de fio

Sinker EDM	EDM a fio
Ferramenta moldada afundada na peça de trabalho por cima	O fio fino corta a peça de trabalho pelo lado
Movimento principalmente ao longo do eixo Z	Movimento principalmente ao longo dos eixos X e Y
Ferramenta geralmente feita de grafite	Fio geralmente feito de latão
Líquido dielétrico geralmente óleo de hidrocarboneto	Líquido dielétrico geralmente água deionizada
Ideal para ferramentas, moldes, matrizes	Ideal para ferramentas, punções, matrizes