As complexidades da retificação eletroquímica

O que o torna um método de moagem tão especializado e raro?

Um princípio subjacente da retificação eletroquímica é que é uma versão da retificação de superfície e ainda uma categoria em si. Isso se deve a algumas realidades inerentes ao processo eletroquímico.

Na verdade, um dos paradoxos da retificação eletroquímica é que é uma maneira terrível de fazer a retificação de superfície tradicional!

Então, por que alguém faz o método eletroquímico? E o que o torna um nicho tão interessante?

Remoção de material com ações eletroquímicas e abrasivas

Pode-se dizer que o processo de moagem eletroquímica é uma combinação de moagem de superfície e química. O processo “mói” o metal usando tanto a atividade eletrolítica quanto a ação física de um rebolo carregado.

Especificamente, o método eletroquímico combina ação abrasiva leve com dissolução anódica do material na presença de um fluido condutor. Com efeito, o metal é decomposto por uma corrente contínua que flui entre um rebolo carregado negativamente (cátodo) e a peça de trabalho carregada positivamente (ânodo).

Ao contrário de muitos métodos tradicionais de moagem, a moagem eletroquímica funciona em uma ampla gama de metais, independentemente da dureza ou resistência do material. No entanto, requer que o metal sendo moído seja condutor e eletroquimicamente reativo.

Variáveis ​​na "Receita" de Moagem Eletroquímica

Cada tipo diferente de metal que você pode querer moer tem seus próprios requisitos específicos de química e condutividade. A precisão do processo de moagem eletroquímica depende de acertar a receita.

Isso inclui encontrar o equilíbrio certo em quatro variáveis ​​principais:

• Tensão — Uma fonte de alimentação CC de baixa tensão oferece menos ação eletroquímica e mais ação abrasiva. Uma voltagem mais alta lhe dá o oposto – mais ação eletroquímica e menos abrasiva – mas cuidado! Demasiada tensão pode causar arcos.
• Fluxo de Eletrólitos — Deve haver fluxo suficiente para criar uma célula eletroquímica e completar o processo de moagem. No entanto, muito fluxo de eletrólitos pode remover o metal além da área destinada à retificação.
• Taxa de alimentação — Assim como baixa tensão versus alta tensão, a taxa de alimentação do material tem um impacto nas ações eletroquímicas e abrasivas. Nesse caso, uma alimentação mais lenta resulta em mais ação eletroquímica e menos força abrasiva, enquanto uma alimentação mais rápida aumenta a ação abrasiva.
• Tipo de roda — Embora diferentes rebolos possam ser usados ​​na retificação eletroquímica, o rebolo deve ser condutivo. Assim, o rebolo é semelhante aos rebolos de partículas abrasivas tradicionais, mas exclusivo para o processo, o rebolo é infundido com altas quantidades de cobre para torná-lo condutor.

Comparação com outros métodos

Tal como acontece com o método de corte eletroquímico (ECC) às vezes usado para corte de 2 eixos, com moagem eletroquímica há uma relação a ser controlada e manipulada entre o material que é realmente removido abrasivamente e a erosão da reação eletroquímica.

Isso significa que o processo não é afetado por problemas como carregamento de rodas ou vidros. Além disso, o rebolo tem uma vida útil mais longa – até 50 vezes mais longa – e há menos necessidade de retificação e dressagem do que com os métodos tradicionais de retificação abrasiva.

O processo de moagem eletroquímica tem alguma semelhança com a moagem por creep-feed, pois ambos alimentam o material mais lentamente do que a moagem de superfície convencional. No entanto, embora o creep-feed possa ser usado para melhorar o acabamento da superfície, esse método foi projetado principalmente para remover grandes quantidades de material em uma única passagem.

Ao contrário da retificação mecânica tradicional, a retificação eletroquímica produz pouco ou nenhum calor ou tensão que pode distorcer componentes delicados e endurecer ou danificar o metal que está sendo retificado. O método também é geralmente mais eficiente e econômico do que os processos não tradicionais, como usinagem de descarga elétrica (EDM) de fio e die-sinker.

Mas como dissemos acima, a retificação eletroquímica é principalmente um processo erosivo, que decompõe a peça de trabalho. Além disso, o material removido é deixado para trás na solução condutora. Portanto, o fluido deve ser trocado com frequência para manter a química e a condutividade adequadas.

A moagem eletroquímica pode atingir um acabamento superficial de 16 Ra micropolegadas. No entanto, o processo resulta em um acabamento fosco em vez do acabamento altamente polido da retificação abrasiva. Isso porque não há manchas no metal como ocorre na retificação convencional.

Isso pode ser uma vantagem ou uma desvantagem, dependendo da aplicação. Por exemplo, na vedação de vidro para metal, a mancha é uma característica desejável - na verdade, é o ponto principal. Portanto, a moagem eletroquímica nunca seria usada para esta aplicação.

Usos para o processo de moagem eletroquímica

Se o trabalho pode ser movido, a moagem eletroquímica pode ser usada para obter diferentes superfícies planas. Por exemplo, para a indústria de dispositivos médicos, o processo é usado para criar produtos como:

• Agulhas de bisel múltiplo
• Estilos
• Trocar
• Lancetas

No entanto, o processo requer muita fixação junto com a receita adequada para a química de cada metal e sua condutividade específica. Isso adiciona tempo (e custo) ao processo.

A rapidez com que o processo é concluído também depende do diâmetro da peça e da espessura da parede, bem como de fatores como a complexidade da configuração final e quanto as arestas podem precisar ser arredondadas.

Além disso, há outro paradoxo se você estiver tentando fazer algo afiado, seja um canto, com raio mínimo ou nenhum, ou uma lâmina de corte real. E isto é, em virtude de suas propriedades químicas e físicas, qualquer processo de usinagem eletroquímica remove qualquer ponta afiada do metal.

A combinação da eletricidade sendo atraída para ele e a química agindo no diâmetro mais fino literalmente arredondará qualquer ângulo agudo na ponta final do metal.

A solução interessante no processo de moagem eletroquímica é criar uma leve rebarba e, em seguida, eletropolir a rebarba, deixando para trás uma ponta tão afiada quanto possível. Esta etapa deve ser feita como um processo secundário para não remover o recurso de ângulo agudo.

A complexidade cresce

Agora vemos que o processo de retificação eletroquímica é realmente uma combinação de três coisas:retificação de superfície e química e fixação. E os três estão inevitavelmente interligados.

Não há uma boa razão para usar uma retificadora eletroquímica apenas pelo aspecto de retificação de superfície. Por exemplo, você nunca o usaria para obter acabamento superficial e paralelismo em um bloco de metal, pois o processo eletroquímico basicamente corroeria o bloco.

Provavelmente, a única razão pela qual você faria isso é porque poderia remover mais material usando a ação eletroquímica como acelerador. No entanto, por várias razões, a retificação por creep-feed seria uma maneira muito mais econômica de obter o mesmo efeito.

De fato, uma das desvantagens da moagem eletroquímica é sua própria complexidade. Torna-se muito complicado reunir todos os seus requisitos:

• A ação mecânica de retificação de superfícies complexas e fixações móveis
• A receita para a química perfeita e a corrente, voltagem e amplificadores certos — uma receita diferente para cada metal
• A erosão inerente do processo na própria máquina

Além disso, o processo não é altamente automatizado, portanto, não é altamente eficiente. Por exemplo, geralmente requer vários operadores ou, talvez hoje em dia, robôs para carregar e descarregar cartuchos para manter o processo em andamento.

No entanto, uma das vantagens da retificação eletroquímica é que, se você puder manipular uma peça usando acessórios móveis e automatizados na mesa da retificadora de superfície, poderá fazer algumas coisas interessantes.

E os resultados são verdadeiramente exclusivos da moagem eletroquímica.

Qual ​​é a sua melhor escolha?

O processo de retificação eletroquímica é um método altamente especializado, ocupando um nicho muito pequeno na usinagem. Na verdade, o processo é praticado por poucas empresas e tem aplicações limitadas.

No entanto, seu parceiro de fabricação pode trabalhar com você para ajudar a determinar qual método - seja eletroquímico ou algum outro processo - é a melhor escolha para sua aplicação de retificação de precisão.