Usinagem por Descarga Elétrica (EDM):Princípio, Funcionamento, Vantagens e Desvantagens

A usinagem por descarga elétrica (EDM) é uma técnica de remoção ou fabricação de material. Foi introduzido pela primeira vez em 1770 por Joseph Priestly. Porém, com a modernização da tecnologia e dos equipamentos, essa tecnologia passou a ser integrada ao controle numérico computadorizado (CNC). O processo de EDM envolve o uso de energia térmica para remover o excesso de material de um objeto para criar a forma desejada para a tarefa.

Não é o processo de usinagem CNC mais popular. No entanto, os engenheiros confiam nele para fazer peças que não podem ser processadas. Não requer ou usa força mecânica para remover o excesso de material. É por isso que muitas pessoas pensam que é um processo de fabricação não convencional. Este processo facilita a modelagem e processamento para uma ampla gama de indústrias. Neste artigo, estudaremos seu princípio de funcionamento, os diversos tipos disponíveis, suas vantagens e aplicações.

Visão geral da usinagem de descarga elétrica (EDM)

A usinagem por descarga elétrica (EDM) é um processo de remoção de material expondo-o a descargas elétricas controladas repetitivas. É adequado para fenômenos termoelétricos. Quando ocorre uma descarga entre o eletrodo/fio e a peça, a energia térmica é gerada na peça. Isso leva à remoção da camada de material. De um modo geral, EDM é dividido em três tipos:EDM Die-sink, EDM de furo rápido pequeno e EDM de corte de fio. No entanto, nos processos de produção modernos, as máquinas-ferramentas de eletroerosão a fio são integradas ao CNC. Portanto, máquinas EDM automatizadas são comumente usadas na indústria.

Este é um processo altamente preciso e não envolve o uso de ferramentas na peça de trabalho. Quando você precisa processar materiais duros ou formar formas complexas, a EDM geralmente é sua melhor escolha.

Como funciona a usinagem por descarga elétrica?

Embora a definição possa parecer simples, o processo físico é mais complicado. O uso de EDM para remover material da peça de trabalho é obtido por uma série de descargas rápidas repetidas de corrente entre os eletrodos. Esses eletrodos são separados usando fluido dielétrico. Então, a tensão é enviada através do fluido dielétrico. Deve-se notar que a fabricação EDM é adequada apenas para materiais condutores.

Um desses eletrodos é usado para alterar a forma para se adequar ao propósito exato. O eletrodo é um eletrodo de peça de trabalho ou “ânodo”. Os materiais de eletrodos mais usados ​​são cobre, liga de tungstênio, ferro fundido, aço, liga de tungstênio de prata e grafite. O outro eletrodo é o eletrodo da ferramenta ou “cátodo”. O princípio básico por trás desse processo é corroer materiais com faíscas elétricas controladas. Por esta razão, os dois eletrodos não devem se tocar.

Uma diferença de potencial é aplicada entre a peça de trabalho e o eletrodo na forma de pulsos. À medida que os eletrodos se aproximam da peça, o campo elétrico existente no pequeno espaço entre eles aumenta. Isso continua até atingir o nível de ruptura.

A descarga provoca um aquecimento extremo do material. O aquecimento faz com que algumas partes do material derreta. O fluxo estável do fluido dielétrico ajuda a remover o excesso de material. O líquido também ajuda a esfriar durante o processamento.

Tipos de usinagem por descarga elétrica

O processo de EDM é único e tradicional. No entanto, isso não significa que exista apenas um método para esse processo. Existem três tipos diferentes de EDM. Isso ajuda a garantir que haja alternativas quando um tipo não for adequado. Diferentes tipos de usinagem por descarga elétrica incluem:

Fio EDM

Às vezes chamado de erosão de fio ou EDM por centelha, o EDM de fio é um processo popular. Envolve o uso de fio de latão ou cobre fino para cortar a peça de trabalho. Aqui, os fios finos atuam como eletrodos. Neste caso, o líquido dielétrico é geralmente água deionizada. Durante o processamento WEDM, um carretel é usado para desenrolar continuamente o fio do dispositivo de alimentação automática.

Isso ocorre porque a descarga pode ser afetada pela peça e pelo fio. Portanto, é necessário um novo caminho de descarga no corte. Este método é muito eficaz. No entanto, o engenheiro deve tomar cuidado para que o fio passe completamente pela peça de trabalho. Portanto, essencialmente cria um corte 2D em uma peça 3D. Muitas vezes, você obterá resultados semelhantes aos processos tradicionais de usinagem CNC.

Buraco EDM

O processo de EDM de furos é outro tipo de EDM. Como o nome sugere, ajuda a fazer furos rapidamente. O eletrodo usado para usinagem de descarga elétrica do furo é tubular, de modo que o fluido dielétrico possa fluir facilmente através do eletrodo.

Ao contrário dos métodos tradicionais de perfuração, a EDM de furos pode processar furos profundos muito pequenos. Além disso, esses furos não requerem rebarbação. Independentemente da dureza ou do tipo de metal, esse processo pode perfurar furos de precisão com eficiência mais rapidamente do que os métodos tradicionais.

Afundador EDM

Este é o EDM tradicional, também conhecido como Ram EDM, matriz de afundamento ou EDM de cavidade. Tipo de cavidade, porque pode criar formas de cavidade complexas para várias aplicações de fundição (como moldagem por injeção).

O processo usa eletrodos de cobre ou grafite pré-processados ​​para formar a forma “positiva” da forma desejada. Em seguida, o eletrodo é pressionado na peça de trabalho para criar um filme negativo na forma do material original. Certos fatores podem afetar a seleção de materiais de eletrodos em EDM. Estes incluem a resistência à corrosão e a condutividade do eletrodo, e o grafite é geralmente mais fácil de processar do que o cobre. No entanto, o cobre é mais forte e mais vantajoso.

Vantagens do EDM Usinagem :

Formas complexas que são difíceis de produzir com ferramentas de corte tradicionais.

Material extremamente duro com tolerâncias muito apertadas.

Para peças de trabalho muito pequenas, as ferramentas de corte tradicionais podem danificar as peças devido à pressão excessiva da ferramenta de corte.

Não há contato direto entre a ferramenta e a peça de trabalho. Portanto, peças finas e materiais fracos podem ser processados ​​sem deformação.

Um bom acabamento superficial pode ser obtido.

Buracos muito finos podem ser perfurados.

Desvantagens da EDM Usinagem :

A velocidade de remoção do material é lenta.

Riscos potenciais de incêndio associados ao uso de dielétricos à base de óleo combustível.

Tempo e custo extras para a criação de eletrodos para EDM de estampagem/martelo elétrico.

O consumo de energia é muito alto.

Alto consumo de energia.

Materiais não condutores só podem ser processados ​​por meio de configurações de processo específicas.

Aplicação de Usinagem EDM

A EDM é especialmente conhecida na produção de pequenos lotes. Vários processos podem ser realizados usando usinagem por descarga elétrica. Esses processos incluem fresamento, torneamento e furação de pequenos furos. Esse processo exclusivo também é valioso para uma ampla gama de indústrias, desde a indústria automotiva até a indústria aeroespacial.

A EDM é capaz de criar formas únicas e precisas, auxiliando nas seguintes aplicações:

Moldagem por injeção

Perfuração de furos pequenos

Fundição