A usinagem é um processo essencial em diversas aplicações industriais, incluindo a produção de peças metálicas para automóveis e máquinas, bem como ferramentas de corte especializadas. Esta técnica utiliza ferramentas e equipamentos especializados para cortar, esculpir ou manipular materiais em nível microscópico. Os engenheiros usam uma variedade de métodos de usinagem para criar as peças e componentes necessários para diferentes projetos e indústrias.
Quando os métodos de usinagem tradicionais atingem seus limites, os fabricantes recorrem frequentemente a Usinagem por descarga elétrica (EDM). EDM é uma técnica de usinagem não tradicional popular que emprega faíscas elétricas para erodir materiais e formar formas precisas em materiais duros. Este processo não requer nem utiliza força mecânica para remover o excesso de material. A EDM é amplamente utilizada nas indústrias de fabricação de ferramentas e matrizes, aeroespacial, médica e automotiva.
O EDM é dividido em dois tipos: fio EDM e chumbada EDM. Este artigo abordará a eletroerosão por peso e a eletroerosão a fio, incluindo seus princípios, vantagens e desvantagens, aplicações e diferenças. Esperamos que isso ajude você a escolher a melhor opção para seu projeto de fabricação ou EDM.
O que é SinkerEDM?
Chumbada EDM é um tipo de método de usinagem por descarga elétrica (EDM) que usa uma faísca elétrica para criar cavidades cegas extremamente precisas em materiais condutores. Um eletrodo personalizado afunda em um líquido dielétrico e se move próximo à peça de trabalho sem fazer contato.
Quando uma alta tensão é aplicada, uma reação em cadeia de faíscas elétricas entre o eletrodo e a peça começa dentro desse espaço estreito. As faíscas geram intenso calor localizado, causando erosão do material. A usinagem de descarga elétrica de chumbada, também conhecida como EDM de êmbolo, EDM de cavidade, EDM de volume ou EDM de mergulho, é usada principalmente para produzir moldes de injeção de plástico precisos, matrizes e peças delicadas.
O Sinker EDM é especialmente benéfico nessas aplicações porque não suporta o estresse das forças de corte convencionais. Esta tecnologia é crítica para a fabricação indústrias que exigem alta precisão e delicadeza.
Como funciona o Sinker EDM?
Semelhante a outras formas de usinagem por descarga elétrica, a EDM com chumbada opera com base em faíscas criadas por um diferencial de tensão elétrica entre a peça de trabalho e o eletrodo, as ferramentas de EDM. A alta energia térmica dessas faíscas derrete ou vaporiza partes da peça de trabalho e do eletrodo EDM. Depois disso, o fluido dielétrico remove os detritos.
Semelhante a outras formas de EDM, a peça de trabalho é efetivamente “cortada” pelas milhares de faíscas que ocorrem a cada segundo. Para “usinar” a superfície de trabalho até a profundidade necessária, o eletrodo é gradualmente afundado na peça de trabalho. Quando a ferramenta é removida, a peça fica com uma imagem espelhada invertida da ferramenta EDM que foi cortada.
Sinker EDM normalmente usa um eletrodo de grafite e um óleo de hidrocarboneto, como querosene, como fluido dielétrico. Eletrodos de grafite e durabilidade das ferramentas de equilíbrio de óleo de hidrocarboneto, acabamento de superfíciee custo, embora outras opções estejam disponíveis para projetos específicos.
O que é fio EDM?
Wire EDM é um método de fabricação subtrativo sem contato que usa um fio fino eletricamente carregado e um fluido dielétrico para cortar uma peça de metal em vários formatos.
Em vez de cortar o material, o processo o derrete ou vaporiza, produzindo pequenos cavacos e linhas de corte precisas. Como resultado, ele pode usinar facilmente peças inadequadas para técnicas de usinagem tradicionais. No entanto, os componentes devem ser eletricamente condutores.
Como funciona o Wire EDM?
Um líquido dielétrico, uma ferramenta, uma peça de trabalho e uma máquina de descarga elétrica são necessários para a usinagem por descarga elétrica. Uma tensão que produza uma sequência de descargas de corrente entre dois eletrodos é necessária para o processo. Neste caso, os dois eletrodos são a peça metálica e a ferramenta metálica, que são mantidos separados pelo líquido dielétrico (geralmente água desionizada ou óleo de hidrocarboneto) e nunca entrem em contato uns com os outros.
A máquina controla com precisão a folga ou centelha entre a ferramenta e a peça de trabalho. O operador aumenta a tensão durante o processo EDM, fazendo com que repentinamente o líquido faça a transição de um isolador elétrico para um condutor elétrico. Este processo é conhecido como ruptura dielétrica. Na pequena área entre a ferramenta e a peça, esta mudança abrupta cria um arco elétrico que corrói o material de ambos os eletrodos.
O objetivo final é a erosão da peça, mas a erosão da ferramenta precisa ser cuidadosamente controlada. Uma maneira de fazer isso é substituir a ferramenta frequentemente por novas seções de metal. Além de produzir o arco elétrico, o fluido dielétrico tem outras finalidades. O fluido remove fragmentos de metal (semelhantes a cavacos) da peça de trabalho entre as descargas de corrente e é adicionado fluido novo. Chamamos esse procedimento de lavagem. Diferentes versões de EDM possuem outras funções. Embora existam variações mais especializadas, como EDM de perfuração rápida, este artigo se concentra em uma chumbada e EDM com fio.
Prós e contras da usinagem Sinker EDM
Aqui estão os prós e contras do processo de usinagem de descarga elétrica de chumbada:
Prós do Sinker EDM
- Com a usinagem precisa do eletrodo, a eletroerosão por chumbada pode produzir características precisas e notáveis.
- Como resultado, os recursos podem ser controlados com precisão. Diferente usinagem CNC, este processo poupa a ferramenta de cargas que poderiam dobrá-la e deformá-la.
- Como o EDM por chumbada não requer uma ferramenta mais dura do que o material que está sendo usinado, ele difere de outros métodos de usinagem.
- A usinagem de qualquer metal condutor é possível com EDM de peso.
- Recursos como furos cegos em formato de hexágono poderiam ser produzidos por ele.
Contras do Sinker EDM
- Comparando a técnica de EDM com chumbada com outras técnicas de usinagem como Fresagem CNC, muito pouco material é removido. O custo de cada peça é maior do que seria com técnicas de usinagem alternativas devido ao tempo adicional necessário.
- O processo de erosão por centelha de alta energia das máquinas Sinker EDM resulta em consumo excessivo de eletricidade. Muito menos energia é usada por máquinas CNC convencionais.
- Plásticos e compósitos não podem ser usinados usando EDM de peso; ele só pode lidar com materiais condutores.
Prós e contras da usinagem de eletroerosão a fio
Aqui estão os prós e contras da usinagem EDM com fio:
Prós do Wire EDM
- O processo de usinagem ocorre continuamente e sem interrupções. Mesmo que o fio se quebre durante o corte, o processo continua sem interrupção.
- Corte EDM a fio é melhor para materiais frágeis que não suportam o estresse da usinagem.
- Formas complexas que seriam difíceis de criar com usinagem CNC convencional podem ser criadas com esta abordagem.
- Ele cria cortes limpos e precisos que não exigem processamento ou acabamento adicional da peça de trabalho.
- Facilita a usinagem de peças minúsculas e o corte de objetos complexos que seriam delicados demais para técnicas de usinagem convencionais.
- A máquina corta materiais sem rebarbas ou distorções após apenas uma etapa de processamento.
Contras do Wire EDM
- Alguns materiais, como o alumínio, podem formar uma camada de óxido nas superfícies de corte. Como resultado, pode ser necessário acabamento adicional, aumentando os custos.
- Funciona apenas com materiais que conduzem eletricidade.
- Possui alto investimento inicial e custos contínuos.
Aplicações de Sinker EDM
Como a eletroerosão por chumbada pode gerar cavidades complexas, é benéfica ao fazer moldes, matrizes e outros tipos de ferramentas, especialmente a partir de materiais duros, como aço para ferramentas. Ela também produz nervuras profundas e cantos internos afiados de forma mais eficaz do que outras técnicas de fresamento. Aqui estão as aplicações típicas de EDM com chumbada:
- Fabricação de moldes
- Ferramentas rápidas
- Tópicos
- Morre
- Detalhes finos
- Chavetas cegas
- Cantos internos afiados
- Moldes de moldagem por injeção
- Costelas profundas e finas
- Cavidades cegas
- Splines internos
Aplicações de fio EDM
A eletroerosão a fio é normalmente usada em vez dos processos de usinagem tradicionais para cortar placas de metal duras e espessas. É um método popular para produzir punções, ferramentas e matrizes. A eletroerosão a fio produz um bom acabamento superficial, evitando a deformação da peça. Aqui estão as aplicações comuns de eletroerosão a fio:
- Matrizes de extrusão
- Peças onde rebarbas são inaceitáveis
- Socos anulados
- Peças automotivas e aeroespaciais
- Eletrodos de grafite para EDM chumbada
- Peças com tolerância apertada
- Placas grossas
- Dispositivos médicos e odontológicos
- Peças finas que podem quebrar durante a usinagem convencional
Quais são as principais diferenças entre o Sinker EDM e o Wire EDM?
Aqui está uma tabela que mostra as principais diferenças entre os dois processos, bem como uma comparação detalhada abaixo:
| Chumbada EDM | Fio EDM |
| O líquido dielétrico geralmente é óleo de hidrocarboneto | O líquido dielétrico geralmente é água deionizada |
| Movimento principalmente ao longo do eixo Z | Movimento principalmente ao longo dos eixos X e Y |
| A ferramenta geralmente é feita de grafite | O fio geralmente é feito de latão |
| Ideal para ferramentas, moldes, matrizes | Adequado para ferramentas, punções, matrizes |
| A ferramenta moldada cravada na peça de trabalho por cima | Fio fino corta a peça de trabalho pela lateral |
Tipo de eletrodo e remoção de material
O eletrodo exclusivo usado no Sinker EDM é geralmente feito de grafite ou cobre e possui um perfil que imita a cavidade ou formato desejado dentro de sua peça de trabalho. O procedimento imerge o eletrodo e a peça em um líquido dielétrico. Através da ação da erosão, o material é removido pouco a pouco à medida que descargas elétricas ocorrem entre o eletrodo moldado e a peça de trabalho. Esta técnica é especialmente útil para criar formas e contornos complexos em materiais eletricamente condutores.
Enquanto, no caso da EDM com fio, um fio fino eletricamente condutor é seu eletrodo. Este fio percorre a peça, formando uma linha seguindo perfeitamente o programa. Como no caso do Sinker EDM, a peça e o eletrodo de arame são imersos em fluido dielétrico para este processo de usinagem por descarga elétrica. Este método é extremamente eficiente para cortes complexos e precisos, especialmente onde são necessárias tolerâncias restritas.
Aplicação e Geometria
Devido à sua capacidade de gerar formas excepcionalmente complexas para moldes e matrizes, o Sinker EDM é ideal para aplicações que exigem formas complexas. Isto se deve à sua capacidade de criar geometrias complexas com grande precisão, o que o torna uma solução preferida para fabricação de componentes que requerem alto detalhamento. A flexibilidade de fabricação também é possibilitada por este processo, pois os eletrodos podem ser cuidadosamente personalizados para se ajustarem ao formato da cavidade alvo
Por outro lado, o Wire EDM é especialmente eficaz no corte de formas pequenas e complexas e pode ser usado para cortar peças com precisão que exigem tolerâncias muito restritas. Essa alimentação contínua do fio permite a produção de peças complexas com formatos intrincados sem recorrer a ferramentas personalizadas, agregando eficiência e precisão à fabricação.
Velocidade do processo
É geralmente aceito que o Sinker EDM, em comparação com o Wire EDM, é um processo de usinagem muito mais lento. Esse recurso torna o Sinker EDM perfeito para aplicações onde a exatidão é preferível à velocidade na alimentação de materiais. O controle e a precisão do processo permitem elaborar características detalhadas com grande precisão, porém pode não economizar tanto tempo em casos de alta demanda.
Enquanto isso, a eletroerosão a fio é amplamente conhecida por suas poderosas capacidades de corte. A alimentação contínua do fio permite aumentar a taxa de remoção de material, o que beneficia a eletroerosão a fio para aplicações que exigem alta velocidade de produção, especialmente quando se trata de projetos complicados e pequenos componentes em miniatura.
Tipos de materiais
O Sinker EDM apresenta uma rica capacidade de processar vários materiais condutores, o que o torna adequado para aplicações de metais duros, como carboneto de tungstênio e diferentes aços para ferramentas. Essa flexibilidade permite que os fabricantes utilizem materiais que outros processos de usinagem podem achar difíceis de trabalhar, ampliando assim o campo de aplicação do Sinker EDM.
Em contraste, o Wire EDM é usado para materiais eletricamente condutores, incluindo metais e ligas. É usado principalmente para usinagem de materiais duros e até mesmo aqueles que possuem alta resistência à tração devido à sua capacidade de cortar com eficiência formas complexas.
Considerações sobre ferramentas e eletrodos
Sinker EDM utiliza eletrodos de formato personalizado para cada formato ou cavidade específica. Esses eletrodos são cuidadosamente construídos para se adaptarem à geometria necessária da peça de trabalho. Isso proporciona um alto nível de flexibilidade e precisão, mas também exige ferramentas dedicadas para cada aplicação. Além disso, este processo pode exigir desgaste do eletrodo que exige ajustes e substituições em intervalos regulares.
O próprio fio contínuo atua como eletrodo no Wire EDM. Isso elimina a necessidade de ferramentas específicas para cada formato, simplificando assim a configuração e reduzindo os tempos de troca. A presença de desgaste no Wire EDM também é distribuída uniformemente ao longo do comprimento do fio, ao contrário do desgaste localizado em eletrodos moldados usando Sinker EDM.
Versatilidade
A versatilidade na modelagem de geometrias complexas usando EDM por peso o torna adequado para aplicações onde projetos complexos e personalizados são desejados. Pode ser considerado um recurso útil nos setores de fabricação de ferramentas e matrizes, onde dimensões precisas se tornam muito importantes. Mas o método poderia ser menos flexível em termos de produtividade de produção, especialmente numa perspectiva de alto volume.
A eletroerosão a fio apresenta flexibilidade em cortes complexos e precisos, o que o torna compatível com todos os tipos de aplicações que envolvem tolerâncias restritas. O fio constante, utilizado neste processo, garante que geometrias complexas sejam produzidas de forma rápida e eficiente; eles incluem prototipagem e também execuções de produção. No entanto, a sua velocidade e precisão fazem dele uma excelente escolha para aplicações que incluem componentes aeroespaciais, bem como dispositivos médicos.
Sinker EDM vs. Wire EDM: Qual processo você deve escolher?
Agora cobrimos as vantagens e desvantagens da eletroerosão a fio e da eletroerosão por chumbada. Você deve estar se perguntando qual é o melhor para seus requisitos de usinagem. Os requisitos de uma determinada aplicação determinarão qual das duas abordagens é a melhor.
Sinker EDM é mais comumente usado para produzir matrizes e moldes para gerar cavidades de moldagem por injeção de plástico. Mas quando se trata de produção de baixo volume e requisitos exatos de precisão, a eletroerosão a fio deve ter precedência. De todas as técnicas disponíveis no mercado, a eletroerosão a fio é a tecnologia mais econômica e eficiente em termos de tempo.
É aconselhável levar em consideração os seguintes elementos ao selecionar entre os dois procedimentos:
- Custo: Em geral, a eletroerosão a fio é mais barata que a eletroerosão por peso, o que a torna uma escolha mais econômica em algumas situações.
- Geometria da peça: A eletroerosão por fio é mais adequada para cavidades profundas ou moldes com geometrias complexas, enquanto a eletroerosão a fio é adequada para formas complexas com tolerâncias rígidas.
- Tipo de Material e Espessura: Enquanto o EDM de chumbada funciona bem com materiais mais espessos, o EDM de fio funciona melhor com materiais mais finos.
- Volume de produção: O Sinker EDM é mais apropriado para volumes de produção menores porque geralmente é mais lento que o Wire EDM.
- Revestimento de superfície: Os acabamentos superficiais produzidos pela eletroerosão por peso são mais severos do que aqueles produzidos pela eletroerosão a fio.
Conclusão
Em resumo, uma descarga elétrica é utilizada no processo de Usinagem por Descarga Elétrica (EDM) para modificar as características físicas e a forma de um material. Para lhe dar uma visão geral deste método de usinagem, abordamos detalhadamente a Usinagem por Descarga Elétrica (EDM) e seus dois tipos neste artigo. Com esse conhecimento, você poderá escolher as soluções mais adequadas às suas necessidades e obter os melhores resultados. Para lhe fornecer os melhores resultados com a maior precisão e o menor prazo de entrega, a Zintilon oferece o melhor fio EDM Serviços. Faça seu pedido agora e sua mercadoria será entregue no endereço da sua empresa. Para assistência técnica, Contacto nossos engenheiros para que você tenha clareza sobre cada etapa e recurso.
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