Como utilizar eletrodos de tungstênio em uma aplicação aeroespacial difícil

Usando cobre tungstênio em eletrodos de chumbadores para EDM

Dimensionalmente muito distante do fio de tungstênio com um diâmetro de 0,0010” (0,025 mm) é o uso de tungstênio para eletrodos de chumbada. Tomando a forma inversa, os eletrodos de afundamento de matriz precisam ser dimensionalmente robustos, mas também usináveis ​​com recursos muito finos - às vezes tão finos quanto o próprio fio fino. Com a capacidade de produzir peças em uma infinidade de formas usando o processo EDM de chumbada, a Metal Cutting foi abordada por um cliente com uma aplicação difícil para a indústria aeroespacial, exigindo alto volume e recursos finos.

Descobrindo como usar cerâmica para um anel de vedação

O cliente foi encarregado de fazer um novo tipo de anel de vedação para substituir os tradicionais anéis de favo de mel usados ​​em motores a jato. O alto desempenho deste novo anel de vedação seria alcançado usando cerâmica como material de vedação. O desafio era como chegar lá – especificamente, como obter a cerâmica na forma de anéis circulares muito grandes.

A cerâmica é conhecida por seu notável desgaste e propriedades de resistência a altas temperaturas. No entanto, também é conhecido por ser frágil e facilmente lascado. Assim, para fazer o novo anel de vedação do cliente funcionar, a cerâmica precisava de um substrato para mantê-lo no lugar e fornecer a base e a resistência necessárias, em vez de ter apenas um anel de cerâmica pura. Surgiu a ideia de utilizar aletas, uma característica muito comum no projeto de motores a jato; no entanto, neste caso as aletas eram puramente para fins de adesão, com cerâmica fluindo nos espaços entre as aletas.

Resolvendo um desafio de produção com cobre tungstênio

É claro que projetar o tipo específico de cerâmica para sua finalidade e despejá-la nas aletas era seu próprio desafio. Mas para nós do ramo de metais, nosso desafio era fazer as barbatanas - e não apenas algumas delas, mas milhares e milhares de aletas idênticas que precisavam ser feitas em segmentos e combinar com as várias circunferências descendentes necessárias para esta aplicação. Como seria possível usinar essas aletas altas e finas com canais profundos separando-as por apenas uma fração de milímetro?

A solução foi fazer as aletas usando eletrodos de afundamento de matriz EDM. Esses eletrodos são feitos usando proporções muito precisas de tungstênio de cobre uniformemente distribuído e perfeitamente uniforme. No entanto, a produção normal não exige o nível mais alto de consistência e distribuição do pó desta nova aplicação, bem como a densidade homogênea necessária em todo o bloco de eletrodos. Além disso, os eletrodos para esta aplicação seriam muito grandes e cada um precisava ser acoplado perfeitamente aos adjacentes.

Garantindo a base certa para EDM

(Alerta de spoiler:você pode querer parar de ler se tiver medo de voar ou de ir ao dentista.)

Imagine que você está voando em um avião a jato e, do seu assento, você tem uma visão direta de um dos motores. Certamente você está esperando que pequenos pedaços de metal não sejam ejetados de dentro do motor!

O que isso tem a ver com o CuW usado em eletrodos de chumbada para corte EDM de aletas para anéis de vedação de cerâmica? Há um efeito dominó em que, se o material do eletrodo EDM primário tivesse pedaços de metal não misturados e superdimensionados ou vazios não detectados, o padrão de aleta resultante teria lacunas e faltaria recursos de design necessários para suportar e fixar a cerâmica. É por isso que tanta atenção deve ser dada à consistência, distribuição e homogeneidade do uso de CuW nesta aplicação.

É um pouco como a odontologia e colocar uma coroa. Não importa quão boa a coroa pareça, se o trabalho subjacente não foi feito corretamente - se a coroa e a base não foram moldadas corretamente, não foi usado adesivo suficiente ou houve lacunas no selo da coroa - então a capacidade de usar o dente repetidamente será comprometida. Da mesma forma, a integridade do anel de vedação e da cerâmica que o envolve começou com esta base, que foi criada por um processo de EDM que contou com o material de partida perfeito.