Usinagem por Descarga Elétrica:Princípio e Aplicações de Fabricação

Os fabricantes geralmente recorrem à usinagem por descarga elétrica (EDM) sempre que os métodos tradicionais de usinagem atingem seu limite. O processo de EDM envolve o uso de energia térmica para remover o excesso de material de um objeto, criando a forma necessária para uma tarefa. Não é o processo de usinagem CNC mais popular disponível. No entanto, os engenheiros confiam nele para criar peças impossíveis de usinar.

A EDM é semelhante a processos como o corte a laser. Não requer ou usa força mecânica para remover o excesso de material. É por isso que muitas pessoas o consideram um processo de fabricação não tradicional. Este processo ajuda na moldagem e ferramentas para uma ampla gama de indústrias. Neste artigo, examinaremos como funciona, os diversos tipos disponíveis, bem como suas vantagens e aplicações. Vamos mergulhar direto nisso!

O que é EDM ?

Você pode ter encontrado termos como usinagem por faísca, afundamento de matriz, erosão por fio ou erosão por faísca. Alguns engenheiros e fabricantes usam esses termos para se referir à usinagem por descarga elétrica (EDM). Mas o que é EDM? Simplificando, a EDM envolve a remoção do excesso de material de uma peça de trabalho com o uso de energia térmica.

Como mencionado anteriormente, o processo de EDM não requer força mecânica. Esse processo de fabricação garante que os engenheiros cheguem às formas desejadas apenas com o uso de descargas elétricas. É um processo altamente preciso que não envolve o uso de uma ferramenta na peça de trabalho. Quando você precisa trabalhar em materiais duros como titânio ou formar formas complexas, o EDM geralmente é o caminho a seguir.

Como funciona a usinagem por descarga elétrica?

Embora a definição possa parecer simplista, o processo físico é um pouco mais complexo. A remoção de material de uma peça de trabalho usando EDM ocorre através de uma série de descargas de corrente rápidas recorrentes entre eletrodos. Esses eletrodos são separados usando um fluido dielétrico. Então, uma tensão é enviada através do fluido dielétrico. É importante notar que a fabricação de EDM funciona apenas para materiais eletricamente condutores.

Um desses eletrodos serve para mudar de forma para se adequar ao propósito exato. Este eletrodo é o eletrodo da peça de trabalho ou o “ânodo”. O outro eletrodo é o eletrodo-ferramenta ou o “cátodo”. O princípio básico por trás desse processo é a erosão do material com uma faísca elétrica controlada. Para que isso ocorra, os dois eletrodos não devem entrar em contato.

Há a aplicação da diferença de potencial entre a peça e o eletrodo em forma de pulso. À medida que o eletrodo se aproxima da peça de trabalho, o campo elétrico presente no pequeno espaço entre eles aumenta. Isso continua até atingir o volume de decomposição.

A descarga elétrica causa extremo aquecimento do material. O aquecimento leva à fusão de algumas partes do material. Um fluxo constante do fluido dielétrico ajuda a remover o excesso de material. O líquido também auxilia no resfriamento durante o processo de usinagem.

Tipos de usinagem por descarga elétrica

O processo de EDM é único e convencional. No entanto, isso não significa que haja apenas uma abordagem para esse processo. Existem três tipos diferentes de EDM. Isso ajuda a garantir que existam métodos alternativos se um tipo não se encaixar adequadamente. Os diferentes tipos de usinagem por descarga elétrica incluem:

EDM a fio

Às vezes referido como erosão de fio ou EDM por centelha, o EDM de fio é um processo popular. Envolve o uso de um fio de latão ou cobre fino para cortar a peça de trabalho. Aqui, o fio fino atua como eletrodo. O líquido dielétrico, neste caso, é geralmente água deionizada. Durante o processo, ocorre o desenrolamento contínuo do fio a partir de uma alimentação automatizada por meio de um carretel.

Isso ocorre porque a descarga elétrica pode ser comprometida pela peça e pelo fio. Portanto, há a necessidade de um novo caminho de descarga no corte. Essa abordagem funciona muito bem. No entanto, os engenheiros devem observar que o fio deve passar completamente pela peça de trabalho. Assim, essencialmente cria cortes bidimensionais em peças tridimensionais. Você tende a obter resultados semelhantes aos processos tradicionais de usinagem CNC.

EDM de furo

Como o nome indica, o EDM de furação de retenção ajuda explicitamente na furação rápida. Os eletrodos para EDM de furos são tubulares, permitindo que o fluido dielétrico flua facilmente através dos eletrodos.

Ao contrário dos métodos tradicionais de perfuração, a EDM de furos pode usinar furos muito pequenos e profundos. Além disso, esses furos não requerem rebarbação. Independentemente da dureza ou tipo do metal, este processo permite a perfuração eficaz de furos de precisão mais rapidamente do que os métodos convencionais.

Sinker EDM

Este é o EDM convencional, também conhecido como Ram EDM, die sinking ou EDM tipo cavidade. Tipo de cavidade porque cria formas de cavidade complexas para várias aplicações de fundição, como moldagem por injeção de plástico.

Este processo usa eletrodos de cobre ou grafite pré-usinados para formar um “positivo” da forma necessária. Em seguida, ocorre a prensagem do eletrodo na peça de trabalho para criar um negativo da forma original do material. Alguns fatores podem influenciar na escolha do material do eletrodo na EDM de chumbada. Isso inclui a resistência do eletrodo à erosão e sua condutividade, que geralmente é mais fácil de usinar grafite do que material de cobre. No entanto, o cobre é mais forte e mais propício.

Vantagens da usinagem por descarga elétrica

Existem várias vantagens exclusivas associadas à fabricação de EDM. Alguns deles incluem:

1. Trabalhe em qualquer tipo de material eletricamente condutor

Quando você pensa na fabricação de EDM, a primeira coisa que vem à sua mente é sua capacidade de trabalhar em uma ampla variedade de materiais. Desde que seu material seja eletricamente condutor, a EDM é sempre o processo certo. Isso torna possível usinar peças que são difíceis para os métodos tradicionais de usinagem. Estes incluem peças feitas de titânio e carboneto de tungstênio.

2. Nenhuma força mecânica está envolvida

Outro benefício crucial é que nenhuma força mecânica é colocada na peça de trabalho. Portanto, você não precisa se preocupar em produzir contornos frágeis. Isso se torna fácil porque não há necessidade de alta força de corte antes de remover o material. Como não ocorre contato entre a ferramenta e a peça de trabalho, não há problema de estresse mecânico.

3. Ativa várias formas e profundidades

Com EDM, atingir formas e profundidades parece impossível com uma ferramenta de corte. É um método eficaz para processamento profundo com comprimentos de ferramenta e relações de diâmetro muito altos. Você pode facilmente cortar cantos internos afiados, ranhuras estreitas e nervuras profundas com o processo de EDM.

4. Incentiva um melhor acabamento da superfície

Os fabricantes também argumentam que o acabamento da superfície da moldagem por injeção geralmente é melhor com EDM do que com os métodos tradicionais. Isso pode ser verdade porque o processo EDM dá às superfícies alta precisão e acabamentos finos.

5. Trabalho em material endurecido

Outros processos de usinagem convencionais precisam ser feitos antes do endurecimento da peça. Por outro lado, o EDM funciona perfeitamente em material endurecido. Portanto, é fácil evitar qualquer deformação potencial do tratamento térmico.

A fabricação EDM, sendo uma ótima opção de produção de peças, definitivamente tem muitas vantagens na criação de peças de alta precisão com as formas desejadas. Se você tiver peças complexas para produzir, considere o processo EDM ou escolha o RapidDirect se concentra no serviço de prototipagem rápida de alta precisão.

Aplicações de usinagem por descarga elétrica

A EDM é particularmente famosa na produção de pequenos volumes, o que possibilita vários processos. Esses processos incluem fresamento, torneamento, furação de pequenos furos e muito mais. Este processo único também é valioso para uma ampla gama de indústrias, desde a indústria automotiva até a indústria aeroespacial.

Sendo capaz de criar formas únicas e precisas, esta técnica auxilia nas seguintes aplicações:

Moldagem por injeção

A obtenção da dimensão, profundidade e forma corretas de um molde geralmente depende da EDM. É o principal processo de moldagem por injeção usado pelos fabricantes de moldes. Wire EDM é o principal tipo usado neste caso.

Como a moldagem por injeção requer várias peças delicadas e complexas, esse geralmente é o melhor método a ser usado. Além disso, muitas vezes produz alta precisão e acabamento de superfície EDM fino.

Perfuração de Pequenos Furos

A usinagem por descarga elétrica é uma maneira rápida e única de criar furos pequenos e profundos com precisão em materiais, independentemente de sua dureza.

O processo de perfuração do furo envolve o uso de um tubo de eletrodo de latão para canalizar as descargas elétricas no material. Isso ajuda a criar furos de várias pequenas dimensões. O interessante é que ele pode fazer furos em faces inclinadas e outras posições desafiadoras.

Fundição em molde

EDM também é muito adequado para aplicações de fabricação de moldes. A fabricação de matrizes altamente personalizadas exige extrema precisão. Essas matrizes apresentam cantos internos afiados, nervuras profundas e outros recursos complexos.

Além disso, as matrizes geralmente são feitas de ligas de aço muito duras. Essas ligas são geralmente mais difíceis de usinar com métodos tradicionais. As ligas de aço duro podem exigir acabamento antes do tratamento térmico, o que pode reduzir a precisão dos detalhes. Portanto, empregar o processo de EDM é mais adequado.

Conclusão

A usinagem por descarga elétrica continua sendo a resposta para aplicações de usinagem altamente exigentes. Ajuda os engenheiros a remodelar materiais onde os métodos tradicionais são difíceis ou impossíveis. Este processo único contribui para a criação de componentes de alta qualidade.

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