EDM de Cavidade (Die Sinker EDM): Introdução Aprofundada

Tal como o telégrafo elétrico e o motor a jato, o EDM de cavidade (die sinker EDM) foi criado independentemente e quase simultaneamente por mais de uma pessoa. Cientistas russos, Boris e Natalya Lazarenko, em 1941, objetivavam aumentar vida útil de pontos de ruptura de tungstênio. No estudo, descobriram que podiam controlar corrosão de contactos elétricos de tungstênio imergindo-os em solução dielétrica. Em 1943, os Lazarenko, que ficou conhecido como circuito resistor-capacitor (R-C) de EDM, desenvolveram processo de usinagem por faísca baseado nesta inovação.

O Que é um Die Sinker (EDM de Cavidade)?

Atualmente, a máquina EDM de deslocamento é usada para fabricar formas de cavidade complexas como matrizes de estampagem de metal e moldes de injeção de plástico em ferramentas e matrizes. O método de aplainamento de matriz começa tratando elétrodo de grafite para formar um "positivo" para a cavidade alvo. Na peça, este elétrodo é submerso deliberadamente, produzindo faíscas superficiais.

Fluido Dielétrico para Die Sinker

Óleo hidrocarbonado é usualmente usado em máquinas EDM como fluido dielétrico onde peça e faísca permanecem submersas. Tipicamente usam água desionizada, onde apenas região de faísca é imersa, ao contrário de máquinas EDM a fio. Fluido dielétrico em EDM realiza três funções essenciais, seja à base de óleo ou água:

• a) Monitorar distância entre gap de faísca do elétrodo e peça
• b) Moldar cavacos EDM, arrefecer material aquecido
• c) Remover cavacos EDM da região de faísca

Embora menores que os de fresamento ou torneamento, EDM produz cavacos. Esferas ocas microscópicas consistem de material do elétrodo e peça. Como qualquer cavaco, movendo líquido dielétrico pelo gap de faísca, deve ser separado do campo de corte.

Probabilidade de volatilidade quando fluido dielétrico se degrada (envelhecimento, poluição, descarga) aumenta. Eletrônica de controle pode compensar até certo ponto, mas bombear constantemente fluido dielétrico puro pela zona de corte para lavá-la é a única solução real. Quanto mais condutores os iões no fluido, mais difícil para o sistema no gap manter limiares elétricos estáveis.

Embora vida do fluido dependa de variáveis (tipo, eficiência e consistência do filtro), não tem data de validade. Regra geral: substituir se usando solvente à base de óleo com mais de cinco anos. Visão e olfato também medem fluidos iniciais, mas refratômetro é forma mais fácil de decidir se fluido deve ser substituído.

Selecionando o Fluido Dielétrico

Não é tão simples selecionar fluido correto para aplicações EDM. Muitos critérios: alguns óbvios (taxa de remoção de metal, desgaste do elétrodo), outros mais subtis. Exemplo: suspensão de partículas crucial para eficiência — fluido deve extrair cavacos EDM e resíduos do campo de corte. Mas se suspensão for demasiado grande, partículas não se desprendem do fluido durante filtração. Verifique com fabricante do fluido para garantir uso correto para sua unidade.

Materiais em EDM Die Sinker

Qualquer peça a usinar com EDM deve ser condutora elétrica, mas não são só limitações de material. Primeiro, relativo a aços-ferramenta normais, materiais como ligas de alto níquel (aeroespacial) e carbonetos representam maior desafio ao EDM. Nestes casos, alternativas a preocupações químicas são melhorias em formulações de elétrodos e ciclos EDM mais longos.

Além disso, embora EDM seja tecnicamente método suave, não há força mecânica direta aplicada à peça. É também processo térmico que através de Zonas Afetadas pelo Calor (HAZs), transformações e microfissuras, altera metalurgia da peça. Nem todos materiais condutores são compatíveis com EDM.

Forma ideal usinada, depois um ou mais tratamentos térmicos endurecem peças. Adiciona tempo, custo, pode modificar medidas de peças acabadas, especialmente se tratamento não gerido corretamente. Valor do EDM: corta materiais endurecidos e ligas raras com excelente acabamento superficial como bônus. Resultado: necessidade diminuída de pós-processamento.

EDM precisa equilíbrio entre velocidade e acabamento, como todo processo. Exemplo: para reduzir deflexão do fio, EDM a fio usa cortes rápidos e brutos seguidos de acabamento ou cortes de alisamento com perfil de lavagem menos violento. Para maioria dos trabalhos com dois elétrodos, EDM de cavidade vê padrão similar: um para desbaste, um para acabamento. Benefícios-chave: procedimento muito previsível, preciso, repetível. Todo EDM realizado sem supervisão, razão direta de mão-de-obra e custo de produção tipicamente menores que outros processos.

EDM de Cavidade vs. Outros Processos de Usinagem

No geral, características fundamentais do EDM de cavidade dão sensação se EDM é adequado. EDM geralmente mais lento que outros métodos, mas mais previsível, preciso, repetível. Outras vantagens: todo EDM sem supervisão, razão direta de mão-de-obra e custo de produção tipicamente menores. Combinado com taxas de usinagem comparativamente lentas, previsibilidade, precisão e repetibilidade explicam por que EDM é ideal para operações de baixo volume com tolerâncias apertadas, como aeroespacial e médica.

Além disso, por ser processo de usinagem sem contacto, comparado a fresadoras CNC regulares, requisitos de fixação para peças pequenas são muito menos rigorosos. Não há alavanca de corte porque não precisa de muitos quadros para segurá-las enquanto lida com peças minúsculas. Se tentou fresá-las, segurá-las o suficiente para não serem levantadas ou torcidas pela máquina. Exemplo: se fazendo mandris de molde e tentando lixá-los, deslocam-se por todo processo. Pode fixá-los com cabo que inclina 90° e saem perfeitos.