Usinagem por Descarga Elétrica (EDM): Princípios, Operação, Benefícios e Desvantagens Integrados ao CNC

Usinagem por descarga elétrica (EDM) é técnica de remoção de material ou manufatura. Introduzida em 1770 por Joseph Priestly. Com modernização de tecnologia e equipamentos, agora integrada a controle numérico computadorizado (CNC). Processo EDM envolve uso de energia térmica para remover material excedente de objeto para criar forma desejada.

Não é processo de usinagem CNC mais popular. Porém, engenheiros confiam nela para fazer peças que não podem ser processadas. Não requer ou usa força mecânica para remover material. Por isso, muitos consideram processo não convencional. Facilita conformação e processamento para ampla gama de indústrias. Neste artigo, estudaremos princípio de funcionamento, tipos disponíveis, vantagens e aplicações.

Visão Geral da Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM é processo de remoção de material expondo-o a descargas elétricas controladas repetitivas. Adequado a fenômenos termoelétricos. Quando descarga ocorre entre eletrodo/fio e peça, energia térmica gerada na peça. Leva à remoção de camada de material. Geralmente, EDM dividido em três tipos: EDM de penetração (die-sink), EDM de furo rápido pequeno e EDM a fio (wire-cut). Porém, em processos modernos, máquinas de EDM a fio são integradas com CNC. Portanto, máquinas EDM automatizadas são comumente usadas na indústria.

Processo de alta precisão, não envolve uso de ferramentas na peça. Quando precisa usinar materiais duros ou formar formas complexas, EDM geralmente é melhor escolha.

Como Funciona a Usinagem por Descarga Elétrica?

Embora definição pareça simples, processo físico é mais complicado. Uso de EDM para remover material é alcançado por série de descargas rápidas de corrente repetidas entre eletrodos. Eletrodos separados usando fluido dielétrico. Então, tensão enviada através do fluido. Importante: manufatura EDM só adequada para materiais condutores.

Um eletrodo usado para mudar forma para propósito exato. Eletrodo é eletrodo da peça ou "ânodo". Materiais mais usados: cobre, liga de tungstênio, ferro fundido, aço, liga de prata-tungstênio, grafite. Outro é eletrodo da ferramenta ou "cátodo". Princípio básico: corroer materiais com faíscas elétricas controladas. Por isso, dois eletrodos não devem tocar.

Diferença de potencial aplicada entre peça e eletrodo na forma de pulsos. À medida que eletrodos se aproximam, campo elétrico no pequeno espaço aumenta. Continua até atingir nível de ruptura.

Descarga causa aquecimento extremo do material. Aquecimento derrete partes do material. Fluxo estável do fluido dielétrico ajuda remover material excedente. Líquido também ajuda resfriar durante processamento.

Tipos de Usinagem por Descarga Elétrica

Processo EDM é único e tradicional. Não significa que só existe um método. Existem três tipos diferentes. Isso garante alternativas quando um tipo não adequado. Tipos incluem:

EDM a Fio (Wire EDM)

Às vezes chamado erosão a fio ou EDM por faísca. Envolve uso de fio de latão ou cobre fino para cortar peça. Fios finos atuam como eletrodos. Líquido dielétrico geralmente água desionizada. Durante WEDM, carretel desenrola fio continuamente do alimentador automático.

Isso porque descarga pode ser afetada por peça e fio. Novo caminho de descarga necessário no corte. Método muito eficaz. Engenheiro deve cuidar que fio passe completamente pela peça. Essencialmente cria corte 2D em peça 3D. Resultados similares a processos CNC tradicionais.

EDM de Furo (Hole EDM)

Outro tipo de EDM. Como nome sugere, ajuda furar furos rapidamente. Eletrodo usado é tubular, para fluido dielétrico fluir facilmente através dele.

Diferente de métodos tradicionais, EDM de furo processa furos muito pequenos e profundos. Além disso, não requer desbaste. Independentemente de dureza ou tipo de metal, processo fura furos de precisão mais rápido que métodos tradicionais.

EDM de Penetração (Sinker EDM)

EDM tradicional, também chamado RAM EDM, matriz de afundamento ou EDM de cavidade. Tipo cavidade, pois cria formas complexas de cavidade para várias aplicações de fundição (como moldagem por injeção).

Processo usa eletrodos de cobre ou grafite pré-usinados para formar forma "positiva" da forma desejada. Então, eletrodo pressionado na peça para criar negativo na forma do material original. Certos fatores afetam seleção de materiais de eletrodo em EDM. Incluem resistência à corrosão e condutividade do eletrodo, grafite geralmente mais fácil de usinar que cobre. Porém, cobre mais forte e vantajoso.

Vantagens da Usinagem EDM:

• Formas complexas difíceis com ferramentas de corte tradicionais.
• Materiais extremamente duros com tolerâncias muito apertadas.
• Peças muito pequenas, ferramentas tradicionais podem danificar por pressão excessiva.
• Sem contato direto entre ferramenta e peça. Peças finas e materiais fracos processados sem deformação.
• Bom acabamento superficial obtido.
• Furos muito finos podem ser furados.

Desvantagens da Usinagem EDM:

• Velocidade de remoção de material lenta.
• Riscos potenciais de incêndio associados a dielétricos à base de óleo combustível.
• Tempo e custo extra para criar eletrodos para EDM de estampagem/martelo.
• Consumo de energia muito alto.
• Alto consumo de energia.
• Materiais não condutores só processados através de configurações específicas.

Aplicação da Usinagem EDM

EDM especialmente conhecido em produção de pequenos lotes. Vários processos podem ser realizados: fresamento, torneamento, furação de pequenos furos. Processo único valioso para ampla gama de indústrias, de automotiva a aeroespacial.

EDM cria formas únicas e precisas, ajudando aplicações:

• Moldagem por injeção
• Furação de pequenos furos
• Fundição sob pressão