Usinagem por Descarga Elétrica (EDM): Técnica Revolucionária Além do CNC

Muitas das pás de turbina, stents e peças de acabamento de espelhos ópticos de hoje estão sendo feitas usando processos EDM. Aqui está o que você precisa saber sobre "zapar" seus materiais livres de sua forma bruta.

É elétrico. É fascinante. E está causando um impacto real na manufatura. A Zion Market Research avalia a indústria de usinagem por descarga elétrica em aproximadamente $4,6 bilhões em 2017 — e espera que cresça para quase $8 bilhões até 2024.

Um número crescente de oficinas de torneamento e fresamento CNC está usando EDM para criar características de peças que são impossíveis de usinar de outra forma. Esses componentes são encontrados principalmente nas indústrias aeroespacial e médica. A indústria automotiva de hoje geralmente não usa EDM, exceto em algumas aplicações de ferramentaria.

EDM significa adoção de novas práticas de usinagem. Não é maquinário CNC "tradicional". Existem eletrodos de grafite e cobre para entender e gerenciar, necessidade de fixação adequada e software específico para aplicação.

Nada disso é particularmente difícil de fazer, mas, como qualquer nova tecnologia, requer algum investimento inicial e mente aberta. A boa notícia para job shops é que o EDM abre portas que poderiam permanecer fechadas.

O Que É Usinagem por Descarga Elétrica e Como Funciona?

A usinagem por descarga elétrica usa energia elétrica para "erosionar" o material da peça. Ela gera uma série de faíscas de alta frequência entre uma peça condutora eletricamente e um eletrodo feito de cobre, latão, grafite ou tungstênio, e ligas de cada um deles.

À medida que a faísca salta do eletrodo para a peça, ela remove pedaços microscópicos de material que são então removidos por um fluido dielétrico. O fluido é geralmente água desionizada ou um óleo especializado não condutor. Acabamentos extremamente finos são possíveis, bem como precisões melhor medidas em mícrons.

Existem três tipos distintos de EDM: EDM a fio, também chamado de "WEDM", EDM de furação de furos, e EDM convencional, ou "sinker". Todos eles dependem do mesmo princípio de erosão de alta energia e estão todos disponíveis com até cinco eixos de movimento — mas você pode obter mais eixos com um acessório rotativo.

Todos os três são capazes de usinar tudo, desde alumínio até carboneto, desde que o material seja condutivo. Uma diferença chave, no entanto, é o eletrodo, que pode ser pensado como uma ferramenta de corte.

O Que É EDM a Fio?

WEDM usa um carretel de fio de liga de cobre ou latão que é alimentado continuamente através da peça. Pense nisso como uma serra de fita altamente precisa.

Diâmetros típicos de fio variam de 0,004 a 0,012 polegadas, embora fios de até 0,0006 polegadas estejam disponíveis. WEDM é amplamente usado na indústria de ferramentas e matrizes, e para cortar fendas pequenas e características semelhantemente difíceis em componentes médicos.

Para aprofundar, assista a este vídeo. Fonte: ReliableEDM

O Que É Furação de Furos por EDM?

EDM de furação de furos, ou "hole poppers", depende de um eletrodo tubular com fluido dielétrico fluindo através de seu centro e para fora, similar a uma broca refrigerada.

Como aponta Evan Syverson, gerente de negócios de manufatura aditiva e HSM na Sodick Inc., furadeiras EDM são o método principal para produzir furos difusores em detalhes de pás e álabes de motores a jato.

Para aprofundar, assista a este vídeo. Fonte: EDM Precision

O Que É EDM Sinker?

Os eletrodos usados com EDM sinker (tipicamente grafite ou cobre) são frequentemente usinados em imagem espelhada ou reversa da forma da peça, embora formas redondas, quadradas e outras também sejam usadas. Como na furação EDM, o eletrodo pode ser feito para rotacionar, orbitar ou mergulhar dentro e fora da peça, aumentando taxas de remoção de metal enquanto gera uma variedade de geometrias únicas.

Seja qual for a tecnologia, especialistas como Eric Ostini, gerente de produto EDM para GF Machining Solutions, e seus pares são rápidos em apontar as três coisas mais importantes sobre EDM: flushing, flushing e flushing. Isso porque, sem flushing eficiente, ocorre um curto-circuito, seguido por diminuição de produtividade, qualidade ruim da peça e possível dano ao eletrodo.

Para aprofundar, assista a este vídeo. Fonte: Tooling U-SME

Quando o EDM É Necessário?

Onde você pode usar EDM na sua oficina? Brian Pfluger, gerente de linha de produto EDM para Makino Inc., diz que, à medida que materiais de peças se tornam mais difíceis de usinar por meios convencionais, o processo EDM se torna mais atraente e produtivo. Exemplos incluem o aumento de razões comprimento-diâmetro e onde ferramentas de corte extremamente pequenas são necessárias.

EDM oferece algumas vantagens sobre fresamento e torneamento. Como EDM é um processo sem contato, é possível usinar peças com paredes extremamente finas, favo de mel ou altas sem preocupação com deflexão.

Não há rebarbas com EDM. Cantos internos agudos com raios de até 0,001 polegadas são possíveis. Materiais caros como ouro ou platina podem ser usinados com perda virtualmente nula de material para cavacos. E manter alguns "décimos" é moleza com EDM, mesmo em ligas de alto níquel desagradáveis, como Rene 41 e L-605, onde há pouca necessidade de se preocupar com desgaste rápido da ferramenta.

Fabricantes aeroespaciais usam EDM para produzir furos formatados em pás de turbina. Empresas médicas usam para fatiar stents, cortar clipes e usinar dentes em minúsculos clipes jacaré. Fabricantes de engrenagens usam para produzir coroas únicas. Fabricantes de componentes ópticos fazem acabamentos de espelho com ele.

A lista continua.

Que Tipo de Ferramentaria Você Usa com EDM?

Apesar de suas extensas capacidades, EDM não é mais difícil de operar do que qualquer outra máquina CNC. Máquinas EDM têm os mesmos eixos X, Y e Z. Muitos sistemas EDM têm controles conversacionais similares a tornos e centros de usinagem, enquanto outros suportam o uso de G-code, ciclos enlatados e software de programação offline.

Os tornos e grampos usados para prender peças também são similares ao que é usado em qualquer outro lugar na oficina, mas geralmente são feitos de aço inoxidável série 400 em vez de aço ferramenta e ferro fundido.

Processos de usinagem EDM são significativamente diferentes, porém, com ênfase colocada em flushing, estratégias de orbitagem, retenção de slug e número de passes de acabamento. Mas não é nada que qualquer maquinista qualificado não consiga entender rapidamente.

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