Corte a Fio CNC: Definição, Processo e Aplicações

Em vez de cortar o material, o EDM derrete ou vaporiza, produzindo cavacos relativamente pequenos e fornecendo uma linha de corte muito precisa. A aceitação da indústria levou a uma ampla variedade de aplicações EDM pois é muito versátil, pode cortar metais duros e usa um espaço de trabalho relativamente pequeno.

Diferenças entre corte a fio e EDM convencional

Existem dois tipos principais de máquinas EDM: convencional ou de penetração, e fio ou corte. EDM tradicional, como descrito acima, usa a ferramenta para dispersar a corrente elétrica. Esta ferramenta, o cátodo, percorre o pedaço de metal, o ânodo, e a corrente elétrica reage para derreter ou vaporizar o metal. Como resultado da ação de um fluido dielétrico, geralmente um óleo de hidrocarboneto, no qual tanto o cátodo quanto a peça são imersos, os finos cavacos produzidos no processo são lavados do componente.

EDM de corte a fio (ou WCEDM) transporta a corrente eletrificada por meio de um fio fino tensionado que atua como cátodo e é guiado ao longo do caminho de corte ou vão desejado. O fluido dielétrico neste caso — geralmente água desionizada — é passado através da incisão durante sua duração, servindo novamente para afastar partículas e controlar faíscas. O fio fino permite cortes precisos, com fendas estreitas (rotineiramente ~0,015 polegada, com cortes mais finos disponíveis) e tolerâncias possíveis de +/- 0,0001 polegada. Esta precisão aprimorada permite cortes complexos tridimensionais e produz punções, matrizes e placas de extração altamente precisas.

Equipamentos de EDM de corte a fio são instrumentos controlados por computador (CNC), que podem controlar o fio em um eixo tridimensional para fornecer maior flexibilidade. Cortes retos são feitos alterando as coordenadas x-y da faca, e cortes mais complexos são obtidos adicionando um eixo de movimento aos guias do fio. Máquinas e serviços de EDM a fio de quatro e cinco eixos estão disponíveis. Enquanto EDM convencional nem sempre pode produzir cantos apertados ou padrões muito complexos, a precisão aumentada do EDM a fio permite padrões e cortes intrincados. Além disso, a máquina de EDM a fio é capaz de rotineiramente cortar metais até 0,004 polegada de espessura e acima de 16 polegadas mais grossos, com seções mais grossas possíveis.

Um fio ED em uma certa espessura de material simplesmente evaporará o metal, eliminando assim qualquer contaminação potencial. O fio WCEDM emite faíscas de todos os lados, o que significa que o corte deve ser mais grosso que o próprio fio. Em outras palavras, como o fio é cercado por um anel de corrente, o menor e mais preciso caminho de corte possível é o diâmetro extra do anel e do fio; técnicos podem facilmente acomodar esta dimensão extra. Fabricantes continuam a produzir fios cada vez mais finos para permitir fendas menores e precisão ainda mais fina.

Aplicações de EDM de Corte a Fio

Devido à sua versatilidade, fabricantes usam máquinas EDM para uma ampla gama de aplicações. Como este processo pode cortar peças muito pequenas, é frequentemente a escolha ideal para produzir peças pequenas e muito detalhadas que normalmente seriam delicadas demais para outras opções de usinagem. Além disso, o processo é custo-efetivo para designs de baixo volume e pode provar benéfico para prototipagem mesmo se o design real for feito diferentemente.

Observe que o fio no processo está constantemente em movimento e não pode ser reutilizado. Como resultado, fio de cobre, latão ou outro metal pode ter milhas de comprimento, adicionando ao custo do processo. E embora o processo não use força e portanto não rebarbe e possa ser usado em itens delicados, certamente existe a possibilidade de estresse térmico.

A maioria das operações de EDM a fio começa com um corte bruto com taxa de avanço bastante alta e alto fluxo dielétrico. Passadas subsequentes de desengorduramento requerem cortes menores com fluxo dielétrico reduzido para alcançar tolerância das superfícies acabadas. O fluxo dielétrico reduzido previne distorção do fio durante estas transições.

Cortes que não começam ao longo da borda da peça (como furos) requerem pré-furação para permitir que o fio passe. Muitas máquinas de EDM a fio têm eletrodos de furação de pequenos furos para este propósito, que permite fazer furos iniciais em aço endurecido sem o uso de brocas convencionais. Pequenas brocas de furo tipicamente usam um eletrodo EDM montado em um mandril rotativo com dielétrico bombeado através do eletrodo para lavar o furo. O processo de fazer pequenos furos em material endurecido usando brocas EDM autônomas é às vezes chamado de furo pop-up.

Vantagens

A principal vantagem de uma máquina de EDM a fio sobre uma máquina de EDM convencional é que a alimentação contínua do fio minimiza o desgaste que ocorre com um eletrodo estacionário. No entanto, uma máquina de EDM a fio pode usar muito fio, o que aumenta custos. Muitas máquinas de EDM a fio são auto-rosqueadas, então se o fio quebrar, o processo pode continuar quase continuamente.

Outra vantagem importante é a capacidade de cortar peças após tratamento térmico, o que elimina a possibilidade de deformação resultante do pós-tratamento. Além disso, como o EDM a fio não aplica pressão da ferramenta na peça, peças pequenas e delicadas são facilmente usinadas. Requisitos de fixação são mínimos comparados a métodos de usinagem convencionais. Superfícies muito finas são possíveis.

Restrições

Comparado a muitos métodos de usinagem, EDM é um processo lento, embora velocidades tenham aumentado ao longo dos anos devido a avanços tecnológicos. Produtividade pode ser aumentada empilhando peças idênticas e cortando todas de uma vez. Máquinas multi-cabeça estão disponíveis para cortar múltiplas peças idênticas simultaneamente. Como EDM a fio é um processo térmico, alguns estresses podem ser transmitidos à peça.

Embora relativamente simples de realizar, a manutenção de máquinas de EDM a fio pode ser mais exigente que a requerida para ferramentas de máquina convencionais. Consumíveis também podem ser mais caros. Estes custos às vezes podem ser amenizados pelo fato de que quase todas as máquinas de EDM a fio são projetadas para operar sem supervisão, exceto para carregamento e descarregamento. A ausência de rebarbas nas peças acabadas também pode economizar mão de obra ou tempo eliminando a etapa de rebarbação.