Substituindo a fabricação de EDM por fresagem CNC para eficiência

Muitos processos de fabricação diferentes são usado para fabricar ferramentas para fabricação de moldes. A maioria dos moldes envolve fresagem CNC ou processamento subtrativo do material. Outras operações além da fresagem são usadas, incluindo manufatura aditiva e operações de eletroerosão.

Os fabricantes de hoje estão sob pressão para criar peças mais rápido do que nunca. Embora a fabricação por EDM seja válida em muitos casos, é importante explorar se alguns casos podem ser substituídos por métodos mais rápidos, como usinagem CNC.

O que é EDM?

EDM significa Usinagem por Descarga Elétrica, às vezes chamada de “usinagem por centelha” ou “Afundamento EDM”. É onde uma corrente elétrica é passada através de um eletrodo em um meio dielétrico. O eletrodo é feito no formato do material que precisa ser removido do ferramental do molde. A faísca corrói o material para formar a forma final desejada. Os irmãos Lazarenko desenvolveram a EDM como um processo na então União Soviética durante a Segunda Guerra Mundial.

Os eletrodos são normalmente feitos de grafite de carbono. No entanto, cobre, latão, ligas de cobre e outros materiais podem ser usados ​​como eletrodo. Os eletrodos geralmente precisam ser fabricados antes de serem usados ​​em uma máquina de eletroerosão.

Casos de uso para EDM

Há algumas vantagens percebidas de longa data no uso da usinagem EDM, incluindo:

Cantos internos nítidos
Esta é uma das maiores vantagens da fabricação de EDM:criar cantos internos afiados que, de outra forma, exigiriam ferramentas CNC de diâmetros minúsculos ou simplesmente não seriam possíveis em uma fresadora CNC.

Áreas profundas do molde
Os processos EDM eram frequentemente usados ​​em vez de fresamento CNC porque não era possível obter ferramentas de corte profundas o suficiente para fresar a forma correta.

Geometria muito complexa
A sabedoria convencional é que formas complexas são mais fáceis de obter através da fabricação EDM.

Usinagem de nervuras
Costelas em moldes são tipicamente finas e podem ser bastante profundas. As operações de EDM são frequentemente comuns nessas áreas específicas.

Operações autônomas
No passado, as oficinas eram mais aptas a operar uma máquina de chumbada EDM sem supervisão, em vez de uma fresadora CNC.

Onde o acabamento de superfície EDM é especificado
O acabamento das operações de EDM é consistente, sem rebarbas de usinagem ou padrões de redemoinho. Às vezes, esse acabamento é especificado como parte da peça.

Desvantagens do uso de EDM

Um local onde você não pode usar EDM é em áreas de ZTA ou Zonas Afetadas pelo Calor. Estas são zonas, talvez áreas de solda, onde o calor das operações de EDM causaria mais problemas do que soluções.

Devido à tolerância de empilhamentos de eletrodos e suportes, além de não saber o tamanho exato da faísca elétrica, as áreas que exigem alta precisão geralmente não são adequadas para EDM .

EDM está lento

A maior desvantagem de usar EDM é que é um processo longo. Primeiro, você precisa usar a fresadora CNC para fresar o eletrodo. Muitas vezes, você precisará fresar vários eletrodos para uma operação de EDM porque eles também sofrem erosão, e pode levar vários eletrodos para uma área de EDM. Então você tem o processo de EDM, que tem taxas de remoção de metal mais lentas do que a fresagem.

Não apenas o processo de EDM é mais lento, mas você ainda precisa usar uma máquina CNC para fresar um ou mais eletrodos antes de usar a máquina de EDM. Além disso, a fresagem de eletrodos de grafite cria muita poeira. Sem uma fresadora CNC dedicada, com um sistema de vácuo de ponta, para pó de grafite, você tem tempo de inatividade da máquina toda vez que muda da fresagem de metal para carbono apenas para limpeza.

Se a EDM faz parte do seu processo de fabricação e deseja aumentar sua produção para se manter competitivo, substituir tanto trabalho de EDM por usinagem CNC é uma maneira de fazer isso .

Embora possa não haver muito que o fresamento CNC possa fazer sobre cantos vivos internos, há uma tecnologia de hardware e software mais recente que atenua as outras vantagens que a EDM já ofereceu .

Fresando áreas profundas

Usar eletrodos e um processo de EDM era comum para áreas profundas do molde, mas o crescimento de fresadoras CNC de 5 eixos para a comunidade de fabricação de moldes mudou isso paradigma. Durante a fabricação de moldes, a maioria das máquinas de 5 eixos opera em uma operação de 3+2 eixos, em vez de usinagem de 5 eixos simultânea completa.

Operadores e programadores podem alternar o eixo da ferramenta para algo que não seja reto em Z e usinar áreas profundas sem a necessidade de operações de EDM. Felizmente, o software CAD/CAM moderno, como o Fusion 360, melhorou e simplificou os recursos de usinagem multieixo, assim como as próprias máquinas melhoraram. Aproveitar o Fusion 360 pode reduzir os prazos de entrega e ajudá-lo a entregar as peças mais rapidamente.

Fresamento bem-sucedido de áreas profundas com usinagem de 3+2 ou 5 eixos requer prevenção de colisão e simulação da ferramenta e do porta-ferramentas, fuso e outras peças de a máquina que pode potencialmente colidir com a peça que está sendo fresada. Essa etapa geralmente é realizada no sistema CAM, como o Fusion 360, ou por meio de um pacote de software de simulação e verificação de terceiros, como o CAMplete.

Usinagem de nervuras

O fresamento de nervuras dentro de um molde pode ser difícil, pois exigem ferramentas com grandes relações LD (comprimento para diâmetro). Essas ferramentas são mais aptas a desviar, vibrar ou quebrar. Além disso, o escoamento de cavacos dentro da nervura se torna uma consideração importante.

Apesar das dificuldades, fresar nervuras pode ser consideravelmente mais rápido do que usar EDM para criá-las. Sistemas CAM especializados que incluem funções especialmente para usinagem de nervuras facilitam o trabalho de programá-los. Esses programas podem descer ao longo do eixo da ferramenta ou transformar ou seguir os contornos da nervura. Em ambos os casos, pequenas profundidades axiais de corte permitem o fresamento seguro de nervuras.

Em termos do que é necessário no lado do CNC, as ferramentas normalmente empregam suportes termorretráteis para rigidez, e a fresa usada permitiria um bom escoamento de cavacos, com forte inundação ou ar para ajudar na evacuação de cavacos.

Geometria complexa

A geometria complexa já foi um uso comum para processos de EDM, mas muitas podem ser substituídas por usinagem. Isso se deve a melhorias em todas as áreas da usinagem CNC:

• Os porta-ferramentas de ajuste retrátil e outras tecnologias de ferramentas oferecem mais rigidez
• As fresadoras são mais suaves com recursos integrados de usinagem de alta velocidade e operações de suavização.
• Softwares de programação CAM como o Fusion 360 têm mais opções e métodos de programação, incluindo usinagem automática de descanso, para fresamento de formas complicadas.

Usinagem autônoma

Embora pareça assustador operar uma máquina cara de 5 eixos sem supervisão, isso é exatamente o que muitas oficinas avançadas estão fazendo para aumentar a eficiência e melhorar o tempo de atividade do moinho. Obviamente, quanto mais máquinas do tempo estiverem funcionando, mais rápido as peças serão lançadas e mais negócios você poderá ganhar.

O software de simulação mencionado anteriormente para usinagem multieixo também pode verificar se os programas são livres de colisões e podem ser executados sem supervisão. Os algoritmos podem alternar automaticamente as ferramentas de corte por novas após uma certa quantidade de uso, permitindo tempos de execução mais longos sem supervisão. Isto é especialmente útil para peças grandes.

A inspeção também é uma parte fundamental da usinagem autônoma. O Fusion 360 inclui operações de inspeção integradas no processo para que os principais recursos possam ser testados quanto ao tamanho para que as peças subsequentes permaneçam em tolerância mesmo com o desgaste da ferramenta. Outras operações param a máquina se um recurso estiver fora da tolerância em tamanho ou posição. Isso evita erros catastróficos que podem interromper a produção.

Mudando para Fresamento CNC

As operações de fresamento na fabricação de moldes oferecem taxas de remoção mais rápidas do que as operações de EDM. A mudança de processos EDM pode ajudá-lo a reduzir os prazos de entrega e aumentar sua produção. Avanços no suporte de ferramentas, máquinas de 5 eixos e software de programação CAM como o Fusion 360 permitiram a substituição de muitas operações de EDM por uma operação de fresagem CNC.

Você está pronto para mudar da fabricação EDM para a fresagem CNC? Saiba mais sobre como maximizar suas máquinas com o Fusion 360.