Explorando a EDM: Como Funciona a Eletroerosão e Por Que Importa

Talvez você lide com EDM diariamente na produção, mas sabe muito sobre ela?

Primeiro, sabe como surgiu a tecnologia EDM? Em 1943, Lazarenko e sua esposa, acadêmicos da antiga Academia de Ciências da União Soviética, estudaram fenômeno e causas de danos por corrosão de descarga por faísca em contatos de interruptores, descobriram que a alta temperatura instantânea da faísca podia fundir e vaporizar metais localmente e erodi-los.

Também se usa Serviço de EDM a Fio através deste método para completar eficientemente processos de produtos em campos industriais e fabricação de peças.

Qual o princípio da EDM? Continuemos para entender o princípio da usinagem elétrica e seu processo microscópico.

Que método de processamento pode ser chamado de EDM?

EDM é método que funde e erosiona materiais através da alta temperatura (temperatura instantânea até 10.000°C) gerada no processo microscópico de descarga por pulso.

Processo Microscópico de uma Descarga por Pulso

EDM é processo de remoção contínua de metal por descarga elétrica. Embora tempo de pulso seja curto, é processo complexo pela ação combinada de eletromagnetismo, termodinâmica e mecânica dos fluidos. Resumindo, o processo divide-se nas seguintes etapas:

Ionização, Ruptura e Formação de Canais de Descarga do Dielétrico Interpolo

Quando tensão pulsada é aplicada entre eletrodo-ferramenta e peça, campo elétrico forma-se imediatamente. Intensidade do campo é proporcional à tensão e inversamente proporcional à distância. Com aumento da tensão ou diminuição da distância, intensidade aumenta.

Como superfícies microscópicas são irregulares e distância entre eletrodos muito pequena, intensidade do campo é muito irregular, sendo maior na ponta ou saliência mais próxima. Quando intensidade atinge certo valor, dielétrico rompe, resistência da folga cai rapidamente do estado isolante para fração de ohm, corrente sobe rapidamente ao máximo.

Devido ao pequeno diâmetro do canal, densidade de corrente é alta. Tensão da folga cai da tensão de ruptura para tensão de sustentação da faísca (geralmente 20~30V), corrente sobe de 0 a certo pico.

Decomposição Térmica do Meio, Fusão do Material do Eletrodo, Expansão Térmica da Vaporização

Uma vez ionizado e rompido o meio formando canal de descarga, fonte pulsada faz elétrons no canal correrem ao eletrodo positivo em alta velocidade, íons positivos ao negativo.

Energia elétrica torna-se cinética, convertida em térmica por colisão. Superfícies dos eletrodos no canal tornam-se fontes de calor instantâneas, atingindo temperaturas altíssimas. Alta temperatura vaporiza fluido de trabalho, depois decomposição térmica vaporiza-o.

Vapores de fluido e metal aumentam volume repentinamente, tornando-se bolhas na folga. Bolhas expandem rápida e termicamente com características de explosão.

Observando EDM, vê-se bolhas emergindo da folga, fluido escurece, ouve-se som de explosão leve e nítido.

Isso porque EDM depende principalmente de expansão térmica e micro-explosão local para fundir e vaporizar material do eletrodo e corroer superfície, atingindo corte.

Manuseio dos Materiais do Eletrodo

Durante EDM, alta temperatura instantânea no ponto de descarga no canal e superfícies dos eletrodos faz fluido vaporizar e metal fundir e vaporizar. Expansão térmica gera altas pressões transitórias.

Pressão no centro do canal é mais alta, vapor expande continuamente para fora, metal fundido e vapor sob alta pressão são empurrados para fora e lançados no fluido.

Por tensão superficial e coesão, material lançado tem menor área superficial e condensa em partículas esféricas finas ao condensar.

Quando metal fundido e vaporizado é lançado da superfície do eletrodo, espalha-se. A maioria cai no fluido e encolhe em partículas, pequena parte respinga, deposita e adsorve na superfície do eletrodo oposto.

Este fenômeno de respingo, deposição e adsorção mútuos pode reduzir ou compensar perda do eletrodo-ferramenta sob certas condições.

Processo de erosão e lançamento de metais é muito mais complexo.

Ionização do Meio Interpolo

Com fim da tensão de pulso, corrente também cai rapidamente a zero, mas deve haver curto tempo após para meio intersticial desionizar, ou seja, partículas carregadas no canal recombinarem em neutras.

Recuperando rapidamente rigidez dielétrica do meio no canal e reduzindo temperatura da superfície do eletrodo, evita-se descarga em arco causada por descarga repetida no mesmo local.

Vê-se que para garantir processo EDM normal, deve haver tempo de intervalo suficiente entre duas descargas por pulso.

Além disso, pontos de ruptura e descarga devem ter espaço para dispersão e transferência, senão descarga apenas perto de um ponto, fácil formar arco.