Maquinação por Descarga Elétrica (EDM): Como Funciona e Por Que Importa

Maquinação por Descarga Elétrica (EDM) é um processo de maquinação não tradicional e eletrotérmico no qual material da peça é removido usando descargas elétricas (faíscas).

• Foi observado pela primeira vez em 1770 por Joseph Priestley. Era físico inglês.
• Na máquina EDM o material é removido por descargas de corrente recorrentes (repetidas) entre os elétrodos. Os elétrodos são separados por líquido dielétrico e alta tensão é aplicada através dele.
• É usado para maquinar materiais difíceis de maquinar e com alta resistência à temperatura.
• EDM pode ser usado para maquinar apenas materiais condutores eletricamente. Caso contrário não pode ser usado.
• Um dos elétrodos é chamado ferramenta e outro peça. Aqui a ferramenta está ligada ao terminal negativo da fonte de alimentação e a peça ao terminal positivo.

Princípio de Funcionamento

Fonte da Imagem

Na maquinação por descarga elétrica; diferença de potencial é aplicada através da ferramenta e peça em forma de pulso. A ferramenta e peça devem ser condutores eletricamente e pequeno espaço é mantido entre eles. A ferramenta e peça são imersas num meio dielétrico (querosene ou água desionizada).

À medida que diferença de potencial é aplicada, eletrões da ferramenta começam a mover-se para a peça. Aqui a ferramenta é negativa e peça positiva. Os eletrões a mover-se da ferramenta para a peça colidem com moléculas do meio dielétrico.

Devido à colisão dos eletrões com a molécula, esta converte-se em iões. Isto aumenta a concentração de eletrões e iões no espaço entre ferramenta e peça. O eletrão move-se para a peça e iões para a ferramenta.

Uma corrente elétrica estabelece-se entre ferramenta e peça e chama-se plasma. À medida que eletrões e iões atingem a peça e ferramenta, a sua energia cinética transforma-se em energia térmica. A temperatura do calor produzido é cerca de 10.000 graus Celsius. Este calor vaporiza e funde o material da peça. À medida que a tensão cai, a corrente para de fluir entre ferramenta e peça. E o material fundido na peça é removido pelo meio dielétrico circulante deixando uma cratera.

A geração de faísca não é contínua porque tensão constante não é aplicada através dos elétrodos. A tensão é aplicada em forma de pulso.

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Tipos de Máquina de Descarga Elétrica

Existem dois tipos de máquina EDM

(i) EDM de Cavidade/Ram (Ram/Sinker EDM) : Esta máquina EDM consiste em ferramenta e peça imersas num meio dielétrico. Consiste em ferramenta tipo ram e pode ser criada conforme a forma ou forma requerida para produzir na peça. Também é chamada EDM de tipo cavidade ou volume.

(ii) EDM de Fio (Wire EDM): No EDM de fio, fio fino de fio único é usado para cortar material da peça. O fio é geralmente de latão. Um espaço constante é sempre mantido entre o fio e peça. O fio é continuamente alimentado através da peça submersa num tanque com meio dielétrico. Aqui faísca é gerada no espaço entre fio e peça. É usado para cortar metal até 300 mm de espessura e fazer punções, matrizes e ferramentas de metais duros difíceis de cortar por outros métodos.

Equipamento

O equipamento usado na Maquinação por Descarga Elétrica são

1. Reservatório, Bomba e Sistema de Circulação Dielétrico

Bomba é usada para circular o meio dielétrico entre os dois elétrodos (ferramenta e peça). Querosene ou água desionizada é usado como meio dielétrico.

2. Gerador de Energia e Unidade de Controlo

Gerador é usado para aplicar diferença de potencial. A tensão usada neste processo não é constante mas aplicada em forma de pulso. Unidade de controlo é usada para controlar as diferentes operações durante o processo de maquinação.

3. Tanque de Trabalho com Dispositivos de Fixação

Tem tanque de trabalho com dispositivo de fixação. A peça é fixada nos dispositivos. O tanque contém meio dielétrico.

4. Suporte de Ferramenta

É usado para segurar a ferramenta.

5. Sistema Servo para Mover a Ferramenta

Sistema servo é usado para controlar a ferramenta. Mantém o espaço necessário entre os elétrodos (ferramenta e peça).

Funcionamento da Maquinação por Descarga Elétrica (EDM)

• No EDM, primeiro a ferramenta e peça são fixadas na máquina. Depois com ajuda de mecanismo servo um pequeno espaço (de cabelo humano) é mantido entre ferramenta e peça.
• A ferramenta e peça são imersas em meio dielétrico (querosene ou água desionizada).
• Diferença de potencial é aplicada através dos Elétrodos. Faísca elétrica é gerada entre ferramenta e peça. Esta faísca gera calor de cerca de 10.000 graus Celsius. E devido a este calor o material da peça começa a vaporizar e fundir.
• A geração de faísca na maquinação por descarga elétrica não é contínua. À medida que a tensão cai, o fluido dielétrico remove o material fundido deixando cratera.
• Este processo continua e maquina a peça.

Para Melhor Explicação sobre Processo de Maquinação por Descarga Elétrica Veja o Vídeo:

Vantagens

• Pode ser usado para maquinar qualquer material condutor eletricamente.
• Pode facilmente maquinar secções finas frágeis como membranas ou aletas sem deformar a peça.
• Secções complexas de matrizes e moldes são produzidas com precisão, mais rápido e a menor preço.
• É processo sem rebarbas.
• Não envolve contacto entre ferramenta e peça. Então secções delicadas e material de trabalho podem ser maquinados facilmente sem distorção.
• Pode maquinar formas complexas que não são fabricadas por ferramentas de máquina convencionais.
• Pode produzir furos cónicos.

Desvantagens

• Só pode maquinar materiais condutores eletricamente.
• Baixa taxa de remoção de metal.
• Mais desgaste de ferramenta durante maquinação.
• Leva custo e tempo extra para preparar elétrodos para EDM de cavidade/ram.
• Alto consumo de energia.
• Sobrecorte é formado no EDM.

Aplicação

1. É maioritariamente usado por indústrias de fabrico de moldes e matrizes.
2. É usado em fabrico de protótipos em indústrias aeroespacial, automóvel e eletrónica.
3. É usado para fazer matrizes de cunhagem.
4. É usado para criar pequenos furos em variedade de aplicações.
5. É usado para desintegrar peças que não podem ser desintegradas facilmente como ferramentas quebradas (prisioneiros, parafusos, brocas e macho) da peça.

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