El mecanizado es un proceso esencial en una variedad de aplicaciones industriales, incluida la producción de piezas metálicas para automóviles y maquinaria, así como herramientas de corte especializadas. Esta técnica utiliza herramientas y equipos especializados para cortar, tallar o manipular materiales a nivel microscópico. Los ingenieros utilizan una variedad de métodos de mecanizado para crear las piezas y componentes necesarios para diferentes proyectos e industrias.
Cuando los métodos de mecanizado tradicionales llegan a sus límites, los fabricantes suelen recurrir a mecanizado por electroerosión (EDM). La electroerosión es una técnica de mecanizado no tradicional popular que emplea chispas eléctricas para erosionar el material y formar formas precisas en materiales duros. Este proceso no requiere ni utiliza fuerza mecánica para eliminar el exceso de material. La electroerosión se utiliza ampliamente en las industrias de fabricación de herramientas y matrices, aeroespacial, médica y automotriz.
La electroerosión se divide en dos tipos: electroerosión por hilo y electroerosión por plomo. Este artículo repasará la electroerosión por plomo y la electroerosión por hilo, incluidos sus principios, ventajas e inconvenientes, aplicaciones y diferencias. Esperamos que esto le ayude a elegir la mejor opción para su proyecto de fabricación o electroerosión.
¿Qué es la electroerosión por penetración?
Electroerosión por inmersión es un tipo de método de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) que utiliza una chispa eléctrica para crear cavidades ciegas extremadamente precisas en materiales conductores. Un electrodo personalizado se hunde en un líquido dieléctrico y se acerca a la pieza de trabajo sin hacer contacto.
Cuando se aplica un alto voltaje, dentro de ese estrecho espacio comienza una reacción en cadena de chispas eléctricas entre el electrodo y la pieza de trabajo. Las chispas generan un intenso calor localizado, provocando erosión del material. El mecanizado por descarga eléctrica por inmersión, también conocido como electroerosión por ariete, electroerosión por cavidad, electroerosión por volumen o electroerosión por inmersión, se utiliza principalmente para producir moldes de inyección de plástico, matrices y piezas delicadas de precisión.
La electroerosión por penetración es especialmente beneficiosa en estas aplicaciones porque no puede soportar la tensión de las fuerzas de corte convencionales. Esta tecnología es fundamental para la fabricación. industrias que requieren alta precisión y delicadeza.
¿Cómo funciona la electroerosión por penetración?
Al igual que otras formas de mecanizado por descarga eléctrica, la electroerosión por penetración funciona basándose en chispas creadas por un diferencial de voltaje eléctrico entre la pieza de trabajo y el electrodo, las herramientas de electroerosión. La alta energía térmica de estas chispas derrite o vaporiza partes de la pieza de trabajo y el electrodo de electroerosión. Después de eso, el fluido dieléctrico elimina los residuos.
Al igual que otras formas de electroerosión, la pieza de trabajo es "cortada" efectivamente por las miles de chispas que ocurren cada segundo. Para "mecanizar" la superficie de trabajo a la profundidad requerida, el electrodo se hunde gradualmente en la pieza de trabajo. Cuando se retiran las herramientas, la pieza de trabajo queda con una imagen especular invertida de las herramientas de electroerosión que se cortaron.
La electroerosión por penetración normalmente utiliza un electrodo de grafito y un aceite de hidrocarburo, como el queroseno, como fluido dieléctrico. Durabilidad de las herramientas de equilibrio de aceite de hidrocarburos y electrodos de grafito. acabado de la superficiey costo, aunque hay otras opciones disponibles para proyectos particulares.
¿Qué es la electroerosión por hilo?
La electroerosión por hilo es un método de fabricación sustractivo sin contacto que utiliza un alambre delgado cargado eléctricamente y un fluido dieléctrico para cortar una pieza metálica en varias formas.
En lugar de cortar el material, el proceso lo funde o vaporiza, produciendo pequeñas virutas y líneas de corte precisas. Como resultado, puede mecanizar fácilmente piezas que no son adecuadas para las técnicas de mecanizado tradicionales. Sin embargo, los componentes deben ser conductores de electricidad.
¿Cómo funciona la electroerosión por hilo?
Para el mecanizado por descarga eléctrica se necesitan un líquido dieléctrico, una herramienta, una pieza de trabajo y una máquina de descarga eléctrica. Para el proceso es necesaria una tensión que produzca una secuencia de descargas de corriente entre dos electrodos. En este caso, los dos electrodos son la pieza de trabajo de metal y la herramienta de metal, que se mantienen separados por el líquido dieléctrico (generalmente agua desionizada o aceite de hidrocarburos) y nunca entren en contacto entre sí.
La máquina controla con precisión la distancia entre la herramienta y la pieza de trabajo. El operador aumenta el voltaje durante el proceso de electroerosión, lo que provoca repentinamente que el líquido pase de un aislante eléctrico a un conductor eléctrico. Este proceso se conoce como ruptura dieléctrica. En la pequeña área entre la herramienta y la pieza de trabajo, este cambio abrupto crea un arco eléctrico que erosiona el material de ambos electrodos.
El objetivo final es la erosión de la pieza de trabajo, pero la erosión de la herramienta debe controlarse cuidadosamente. Una forma de hacerlo es reemplazar la herramienta con frecuencia con nuevas secciones de metal. Más allá de producir el arco eléctrico, el fluido dieléctrico cumple otros fines. El fluido elimina fragmentos de metal (similares a virutas) de la pieza de trabajo entre descargas de corriente y se agrega fluido nuevo. A este procedimiento lo llamamos lavado. Las diferentes versiones de EDM tienen otras funciones. Aunque existen variaciones más especializadas, como la electroerosión por perforación rápida, este artículo se centra en la electroerosión por plomo y por hilo.
Pros y contras del mecanizado por electroerosión por penetración
Aquí están los pros y los contras de la proceso de mecanizado por descarga eléctrica de plomo:
Ventajas de la electroerosión por plomo
- Con un mecanizado preciso de electrodos, la electroerosión por penetración puede producir características precisas y notables.
- Como resultado, las funciones se pueden controlar con precisión. A diferencia de Mecanizado CNC, este proceso evita que la herramienta sufra cargas que podrían doblarla y deformarla.
- Dado que la electroerosión por penetración no requiere una herramienta que sea más dura que el material que se está mecanizando, se diferencia de otros métodos de mecanizado.
- Es posible mecanizar cualquier metal conductor con electroerosión por penetración.
- Con él se pueden producir elementos como agujeros ciegos en forma hexagonal.
Contras de la electroerosión por plomo
- Comparación de la técnica de electroerosión por penetración con otras técnicas de mecanizado como fresado CNC, se elimina muy poco material. El coste de cada pieza es mayor de lo que sería con técnicas de mecanizado alternativas debido al tiempo adicional requerido.
- El proceso de erosión por chispa de alta energía de las máquinas de electroerosión por inmersión produce un consumo excesivo de electricidad. Se utiliza mucha menos energía máquinas CNC convencionales.
- Los plásticos y compuestos no se pueden mecanizar mediante electroerosión por penetración; sólo puede manipular materiales conductores.
Pros y contras del mecanizado por electroerosión por hilo
Estos son los pros y los contras del mecanizado por electroerosión por hilo:
Ventajas de la electroerosión por hilo
- El proceso de mecanizado se desarrolla de forma continua y sin interrupciones. Incluso si el alambre se rompe durante el corte, el proceso continúa sin interrupción.
- Corte por electroerosión por hilo es mejor para materiales frágiles que no pueden soportar la tensión del mecanizado.
- Con este enfoque se pueden crear formas complejas que serían difíciles de crear con el mecanizado CNC convencional.
- Crea cortes limpios y precisos que no requieren más procesamiento o acabado de la pieza de trabajo.
- Facilita el mecanizado de componentes diminutos y el corte de objetos complejos que serían demasiado delicados para las técnicas de mecanizado convencionales.
- La máquina corta materiales sin rebabas ni distorsiones después de una sola etapa de procesamiento.
Contras de la electroerosión por hilo
- Algunos materiales, como el aluminio, pueden formar una capa de óxido en sus superficies cortadas. Como resultado, es posible que se requieran acabados adicionales, lo que aumenta los costos.
- Sólo funciona con materiales que conducen la electricidad.
- Tiene una alta inversión inicial y costos continuos.
Aplicaciones de la electroerosión por penetración
Dado que la electroerosión por penetración puede generar cavidades intrincadas, es beneficiosa al fabricar moldes, matrices y otros tipos de herramientas, especialmente a partir de materiales duros como el acero para herramientas. También produce nervaduras profundas y esquinas interiores afiladas de forma más eficaz que otras técnicas de fresado. Estas son las aplicaciones típicas de electroerosión por penetración:
- Fabricación de moldes
- Herramientas rápidas
- Temas
- Días
- Finos detalles
- Chaveteros ciegos
- Esquinas interiores afiladas
- Moldes de moldeo por inyección
- Costillas profundas y delgadas
- cavidades ciegas
- Splines internos
Aplicaciones de electroerosión por hilo
La electroerosión por hilo se utiliza normalmente en lugar de los procesos de mecanizado tradicionales para cortar placas de metal duras y gruesas. Es un método popular para producir punzones, herramientas y troqueles. La electroerosión por hilo produce un buen acabado superficial al mismo tiempo que evita la deformación de la pieza. Estas son las aplicaciones comunes de electroerosión por hilo:
- Troqueles de extrusión
- Piezas donde las rebabas son inaceptables
- Golpes ciegos
- Repuestos automotrices y aeroespaciales
- Electrodos de grafito para electroerosión por penetración.
- Piezas de tolerancia estricta
- Placas gruesas
- Dispositivos médicos y dentales.
- Piezas delgadas que podrían romperse durante el mecanizado convencional
¿Cuáles son las diferencias clave entre la electroerosión por penetración y la electroerosión por hilo?
A continuación se muestra una tabla que muestra las diferencias clave entre ambos procesos, así como una comparación detallada a continuación:
| Electroerosión por inmersión | Alambre EDM |
| El líquido dieléctrico suele ser aceite de hidrocarburo. | El líquido dieléctrico suele ser agua desionizada. |
| Movimiento principalmente a lo largo del eje Z. | Movimiento principalmente a lo largo de los ejes X e Y. |
| La herramienta suele estar hecha de grafito. | El alambre suele estar hecho de latón. |
| Ideal para herramientas, moldes, troqueles. | Adecuado para herramientas, punzones, matrices. |
| La herramienta moldeada se hunde en la pieza de trabajo desde arriba. | Un alambre fino corta la pieza de trabajo desde un lado |
Tipo de electrodo y eliminación de material
El electrodo único utilizado en la electroerosión por inmersión suele estar hecho de grafito o cobre y tiene un perfil que imita la cavidad o forma deseada dentro de su pieza de trabajo. El procedimiento sumerge tanto el electrodo como la pieza de trabajo en un líquido dieléctrico. Mediante la acción de erosión, el material se elimina poco a poco mientras se producen descargas eléctricas entre el electrodo moldeado y la pieza de trabajo. Esta técnica es especialmente útil para crear formas y contornos complejos en materiales conductores de electricidad.
Mientras que, en el caso de la electroerosión por hilo, el electrodo es un hilo fino conductor de electricidad. Este hilo recorre la pieza, implicando formar una línea que sigue perfectamente el programa. Como en el caso de la electroerosión por inmersión, la pieza de trabajo y el electrodo de alambre se sumergen en fluido dieléctrico para este proceso de mecanizado por descarga eléctrica. Este método es extremadamente eficaz para cortes complejos y precisos, especialmente cuando se requieren tolerancias estrictas.
Aplicación y geometría
Debido a su capacidad para generar formas excepcionalmente complejas para moldes y matrices, Sinker EDM es ideal para aplicaciones que requieren formas complejas. Esto se debe a su capacidad de crear geometrías complejas con gran precisión, lo que la convierte en la solución preferida para la fabricación de componentes que requieren un alto nivel de detalle. Este proceso también permite la flexibilidad de fabricación, ya que los electrodos se pueden personalizar cuidadosamente para adaptarse a la forma de la cavidad objetivo.
Por otro lado, la electroerosión por hilo es especialmente eficaz para cortar formas pequeñas e intrincadas y se puede utilizar para cortar piezas con precisión que requieren tolerancias muy estrictas. Esta alimentación continua del alambre permite la producción de piezas complejas con formas intrincadas sin recurrir a herramientas personalizadas, lo que añade eficiencia y precisión a la fabricación.
Velocidad de proceso
Generalmente se acepta que la electroerosión por penetración, en comparación con la electroerosión por hilo, es un proceso de mecanizado mucho más lento. Esta característica hace que Sinker EDM sea perfecto para aplicaciones donde se prefiere la exactitud a la velocidad en la alimentación de materiales. El control y la precisión del proceso le permiten crear características detalladas con gran precisión; sin embargo, puede que no ahorre tanto tiempo en casos donde existe una gran demanda.
Mientras tanto, la electroerosión por hilo es ampliamente conocida por sus potentes capacidades de corte. La alimentación continua del alambre permite una mayor tasa de eliminación de material, lo que beneficia a la electroerosión por hilo para aplicaciones que requieren una alta velocidad de producción, especialmente cuando se enfrentan a diseños complicados y pequeños componentes en miniatura.
Tipos de materiales
La electroerosión por penetración muestra una gran capacidad para procesar diversos materiales conductores, lo que la hace adecuada para aplicaciones de metales duros como el carburo de tungsteno y diferentes aceros para herramientas. Esta flexibilidad permite a los fabricantes utilizar materiales que otros procesos de mecanizado pueden resultar difíciles de trabajar, ampliando así el campo de aplicación de la electroerosión por penetración.
Por el contrario, la electroerosión por hilo se utiliza para materiales conductores de electricidad, incluidos metales y aleaciones. Se utiliza principalmente para mecanizar materiales duros e incluso aquellos que tienen una alta resistencia a la tracción debido a su capacidad para cortar formas complejas de manera eficiente.
Consideraciones sobre herramientas y electrodos
La electroerosión por inmersión utiliza electrodos con formas personalizadas para cada forma o cavidad específica. Estos electrodos se construyen cuidadosamente para ajustarse a la geometría requerida de la pieza de trabajo. Esto ofrece un alto nivel de flexibilidad y precisión, pero también requiere herramientas dedicadas para cada aplicación. Además, este proceso podría requerir un desgaste de los electrodos que requiera ajustes y reemplazos a intervalos regulares.
El propio hilo continuo actúa como electrodo en la electroerosión por hilo. Esto elimina la necesidad de herramientas específicas para cada forma, simplificando así la configuración y reduciendo los tiempos de cambio. La presencia de desgaste en electroerosión por hilo también se distribuye uniformemente a lo largo del hilo, a diferencia del desgaste localizado en electrodos moldeados que utilizan electroerosión por penetración.
Versatilidad
La versatilidad para dar forma a geometrías complejas mediante electroerosión por penetración lo hace apto para aplicaciones donde se desean diseños complejos y personalizados. Puede considerarse una característica útil en los sectores de fabricación de herramientas y matrices, donde las dimensiones precisas se vuelven muy importantes. Pero el método podría ser menos flexible en términos de productividad de la producción, especialmente desde una perspectiva de alto volumen.
La electroerosión por hilo muestra flexibilidad en cortes complejos y precisos, lo que la hace compatible con todo tipo de aplicaciones que implican tolerancias estrictas. El alambre constante utilizado en este proceso garantiza que se produzcan geometrías complejas de forma rápida y eficiente; Incluyen la creación de prototipos y las series de producción. Sin embargo, su velocidad y precisión lo convierten en una excelente opción para aplicaciones que incluyen componentes aeroespaciales y dispositivos médicos.
Electroerosión por penetración versus electroerosión por hilo: ¿qué proceso debería elegir?
Ahora hemos cubierto las ventajas y desventajas de la electroerosión por hilo y la electroerosión por plomo. Quizás se pregunte cuál es mejor para sus necesidades de mecanizado. Los requisitos de una aplicación determinada determinarán cuál de los dos enfoques es mejor.
La electroerosión por penetración se utiliza más comúnmente para producir matrices y moldes para generar cavidades de moldeo por inyección de plástico. Pero cuando se trata de producción de bajo volumen y requisitos de precisión exactos, la electroerosión por hilo debe tener prioridad. De todas las técnicas disponibles en el mercado, la electroerosión por hilo es la tecnología más económica y eficiente en tiempo.
Es recomendable tener en cuenta los siguientes elementos a la hora de seleccionar entre ambos procedimientos:
- Costo: En general, la electroerosión por hilo es menos costosa que la electroerosión por plomo, lo que la convierte en una opción más económica en algunas situaciones.
- Geometría de la pieza: La electroerosión por penetración es más adecuada para cavidades profundas o moldes con geometrías complejas, mientras que la electroerosión por hilo es adecuada para formas complejas con tolerancias estrictas.
- Tipo de material y espesor: Mientras que la electroerosión por penetración funciona bien con materiales más gruesos, la electroerosión por hilo funciona mejor con materiales más delgados.
- Volumen de producción: La electroerosión por penetración es más apropiada para volúmenes de producción menores porque generalmente es más lenta que la electroerosión por hilo.
- Acabado de la superficie: Los acabados superficiales producidos por electroerosión por penetración son más duros que los realizados por electroerosión por hilo.
Conclusión
En resumen, una descarga eléctrica se utiliza en el proceso de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) para modificar las características físicas y la forma de un material. Para brindarle una descripción general de este método de mecanizado, hemos cubierto en detalle el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y sus dos tipos en este artículo. Con este conocimiento, debería poder elegir las soluciones adecuadas para sus necesidades y lograr los mejores resultados. Para brindarle los mejores resultados con la mayor precisión y el menor tiempo de entrega, Zintilon ofrece la mejor electroerosión por hilo servicios. Haga su pedido ahora y su mercancía será entregada en la dirección de su empresa. Para asistencia técnica, Contáctanos nuestros ingenieros para que tenga claro cada paso y característica.
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