Mecanizado EDM
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La guía definitiva para el mecanizado por electroerosión

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Mecanizado EDM es un proceso de fabricación de reducción de descargas eléctricas y un método de procesamiento sin contacto que utiliza energía térmica en lugar de fuerza mecánica para eliminar el material de la pieza de trabajo. La electroerosión solo es adecuada para materiales conductores como titanio, acero, aluminio, níquel y latón. El costo de procesamiento, el tiempo de procesamiento y el costo del equipo de depuración de la electroerosión son relativamente altos, pero la electroerosión puede realizar el proceso que las fresadoras CNC no pueden realizar. El propósito de este blog es presentar la historia del procesamiento de EDM, las ventajas y desventajas, el proceso de procesamiento, el tipo y otra información, para brindarle consejos constructivos para que elija el servicio de procesamiento de EDM adecuado.

El mecanizado por electroerosión puede lograr tolerancias de precisión en el rango de ± 0.005 mm, especialmente adecuado para mecanizar moldes de inyección complejos o finos y piezas metálicas con ángulos internos agudos, curvas, agujeros, grabados y otras características. La electroerosión es única porque no utiliza herramientas afiladas para eliminar material como el mecanizado CNC tradicional. En cambio, la electroerosión utiliza electricidad y calor para eliminar material, por eso se llama electroerosión. La electroerosión se opera sin contacto físico con la pieza a mecanizar, utilizando descarga eléctrica cercana a 8000º C a 12000º C para eliminar partes sobrantes del material. Debido a que el material a cortar después del procesamiento es estimulado por altas temperaturas en depósitos de carbón, sumergidos en el fluido eléctrico, estas partículas se eliminan de manera segura del electrodo y de la superficie de la pieza de trabajo.

electroerosión por platina-mecanizado

Historia del mecanizado por electroerosión

En el siglo XVIII, el científico británico Joseph priestley Descubrió que la descarga eléctrica puede corroer los materiales de los electrodos y continuó usando electricidad para hacer experimentos, pero no sabía con qué propósito hacer el experimento y finalmente abandonó el asunto. La electroerosión se inventó en el siglo XX cuando dos científicos soviéticos, B. Lazarenko y N. Lazarenko, utilizaron corrientes eléctricas para procesar materiales conductores. Y la electroerosión en el siglo XX, el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología en la era de la innovación continua, el proceso de electroerosión es cada vez más maduro y de mano de obra fina, al mismo tiempo, para una variedad de materiales muy duros, la precisión del procesamiento de electroerosión se puede controlar con mayor precisión y facilidad. para operar.

¿Qué es el proceso de mecanizado EDM?

El primer paso es colocar la pieza de trabajo de metal conductor en la mesa del accesorio operativo de la máquina de electroerosión.

Luego, en el segundo paso se utiliza el accesorio para sujetar la pieza de trabajo, luego se prueba el estado horizontal de la pieza de trabajo y del cabezal de chispa, y se coloca la herramienta en la línea deslizante vertical para un posicionamiento preciso. Las herramientas emiten chispas cuando se acercan a la pieza sin tocarla. Si la herramienta está demasiado lejos de la pieza de trabajo, no producirá chispas. Si está demasiado cerca, es posible que la pieza de trabajo se fusione. Cuando el nivel de la pieza de trabajo está desplazado, toda la pieza de trabajo que se está mecanizando se distorsiona (el tamaño también es incorrecto). Generalmente, la separación de descarga debe controlarse en el rango de 1 ~ 100 μm, que está relacionado con el tamaño del pulso de la corriente de descarga.

El tercer paso es comenzar a depurar el equipo después de que el maquinista calibra la posición, ingresa la posición, el tamaño, la forma y otra información que desea procesar en la computadora. Cuando se configura el programa, la máquina de electroerosión puede comenzar a funcionar. El metal fundido se enfría rápidamente en agua para formar depósitos de carbón, que el agua desionizada eliminará. La acumulación de carbono, hasta cierto punto, puede activar un sistema de alerta temprana, y una acumulación excesiva de carbono puede afectar negativamente el resultado.

Tipos de mecanizado EDM

Hay tres tipos de electroerosión: mecanizado por descarga, electroerosión por hilo y electroerosión de pozo.

El mecanizado por descarga eléctrica es una de las cuatro tecnologías de procesamiento más populares, seguida del fresado, el torneado y el rectificado. En general, es adecuado para fabricar moldes complejos con características de cavidad fina. Con el principio de mecanizado de fresado CNC es completamente diferente, la electroerosión se refiere a un medio determinado, a través de la descarga de pulso entre el electrodo de la herramienta y el electrodo de la pieza de trabajo, el método de mecanizado de la pieza de trabajo.

Durante la electroerosión por penetración, la herramienta y la pieza de trabajo no están en contacto, sino que dependen de la descarga de chispa pulsada generada continuamente entre la herramienta y la pieza de trabajo, y utilizan la alta temperatura local e instantánea generada durante la descarga para erosionar gradualmente el material metálico. Debido a que hay chispas visibles en el proceso de descarga, se llama electroerosión. El electrodo de herramienta comúnmente utiliza buena conductividad eléctrica, alto punto de fusión, materiales resistentes a la corrosión eléctrica fáciles de procesar, como cobre, grafito, aleación de cobre y tungsteno y molibdeno. En el proceso de mecanizado, el electrodo de la herramienta también tiene una pérdida, por menos que la cantidad de corrosión del metal de la pieza de trabajo, casi ninguna pérdida. Como medio de descarga, el líquido de trabajo también desempeña la función de enfriamiento y eliminación de virutas en el proceso de procesamiento. Los fluidos de trabajo más utilizados son: queroseno, agua desionizada y emulsión, etc., porque se caracterizan por su baja viscosidad y rendimiento estable.

Mecanizado por descarga por corte de hilo

Electroerosión por hilo es un proceso de fabricación por reducción sin contacto que utiliza alambres delgados cargados y fluidos dieléctricos para cortar piezas metálicas en la forma deseada. Las piezas de trabajo de metal se cortan a través de alambres de latón con diámetros que varían de 004 pulgadas a 012 pulgadas (10 mm a 30 mm) siguiendo un recorrido controlado con precisión. El diámetro del alambre puede ser mayor o menor. Cuando se energiza, el cable aumenta rápidamente al voltaje requerido y corroe la pieza de trabajo mediante descarga. Los desechos resultantes se enfrían con agua desionizada y se lavan. El proceso de electroerosión por hilo no es sensible a la dureza de la pieza de trabajo, compatible con carburo de tungsteno, carburo poco común.

Mecanizado por descarga por corte de hilo

El proceso de electroerosión por hilo debe realizarse en un recipiente lleno de agua desionizada. Dependiendo de la aplicación, los materiales del alambre incluyen cobre, latón, tungsteno, molibdeno, revestimiento (galvanizado y recocido por difusión) y alambre con núcleo de acero. Vale la pena señalar que no importa qué tipo de cable, solo hay una vida útil y solo queda el valor residual después de su uso. AN-Prototype está invirtiendo en cinco máquinas Mitsubishi y Sodick WEDM de alta especificación en 2021 con fabricación de piezas complejas de hasta 1300 mm x 1000 mm x 670 mm. Como especialistas en servicios de corte de alambre, tenemos experiencia en la fabricación de chaveteros, engranajes, estrías y otras piezas características. Las tolerancias típicas para las piezas son de hasta ±0.000001”.

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Mecanizado por electroerosión y perforación

La electroerosión por perforación es la primera tecnología de electroerosión desarrollada, adecuada para mecanizar piezas con agujeros inferiores a 5 mm. El procesamiento por electroerosión por perforación tampoco está limitado por la dureza de los materiales metálicos. El material del electrodo de la herramienta puede ser acero, hierro fundido o cobre. Sodick de un prototipo es una máquina perforadora de alta velocidad que se usa ampliamente para perforar y cortar agujeros. Los motores de aviones en el sector aeroespacial y los álabes de turbinas de gas en el sector de producción de energía, así como los impulsores de equipos médicos y científicos, necesitan perforar orificios de refrigeración. Para formar una capa de aire de refrigeración sobre el álabe de la turbina y la superficie del álabe, para evitar que se sobrecaliente. Sodick es una de las soluciones perfectas cuando necesita perforar pequeños agujeros muy largos y rectos en piezas de trabajo con superficies inclinadas de difícil acceso. La electroerosión por perforación permite la perforación ciega y pasante, y puede perforar orificios lisos sin rebabas en piezas donde el fresado y torneado CNC no pueden lograr formas geométricas.

Mecanizado por electroerosión y perforación

¿Aplicación del mecanizado por electroerosión?

La aplicación de la electroerosión es muy amplia y puede mostrar sus ventajas únicas en diversas industrias. En la fabricación de electrodomésticos, la electroerosión puede procesar piezas complejas para satisfacer las necesidades cada vez más refinadas de los electrodomésticos.

La electroerosión juega un papel insustituible en la fabricación de componentes clave de estructuras de chasis y motores en la industria automotriz, garantizando la seguridad y confiabilidad de los vehículos. Además, en el campo de la aviación y el aeroespacial, el procesamiento EDM puede procesar materiales conductores de alta dureza y fabricar piezas con cavidades complejas, cumpliendo con los requisitos de alta precisión y alta confiabilidad en el campo aeroespacial. Al mismo tiempo, la electroerosión también desempeña un papel importante en industrias como el transporte marítimo, la inspección médica, la electrónica y la mecatrónica, brindando un fuerte apoyo a la innovación y el desarrollo de diversas industrias.

Vale la pena mencionar que el procesamiento por electroerosión no solo garantiza la calidad de la pieza de trabajo, sino que también la superficie de la pieza de trabajo después del procesamiento es suave y sin rebabas, y no hay necesidad de realizar un posprocesamiento engorroso, lo que ahorra en gran medida costos de mano de obra. Además, la electroerosión también es muy adecuada para necesidades de fabricación personalizadas de gran volumen, como la fabricación de moldes y la creación de prototipos, proporcionando una solución eficiente y confiable para la producción en masa de las empresas.

¿Ventajas del mecanizado por electroerosión?

Precisión: La electroerosión tiene la ventaja única de cortar con precisión formas y profundidades complejas, mientras que las técnicas de procesamiento tradicionales son limitadas y no pueden alcanzar este nivel de procesamiento. Al mismo tiempo, la electroerosión puede alcanzar fácilmente tolerancias extremadamente estrechas en el rango de ± 0.005 mm.

Sin daños a los materiales: La naturaleza sin contacto de la electroerosión le permite formar piezas pequeñas con características finas o paredes delgadas, y no hay riesgo de deformación, daño o rotura de las piezas mecanizadas.

Sin tratamiento superficial: La electroerosión logra un acabado superficial de alta calidad sin marcas de herramientas ni rebabas y ahorra mano de obra al volver a tratar manualmente los problemas de la superficie más adelante. Sin embargo, si la velocidad de electroerosión se ajusta demasiado rápido, el método de procesamiento puede producir una textura fina de arenado.

¿Desventajas del mecanizado por electroerosión?

Alto costo: Debido a la alta tasa de desgaste de la herramienta, el electrodo debe revisarse y reemplazarse periódicamente, por lo que el costo de los accesorios del proceso de electroerosión es alto. Al mismo tiempo, debido a que el equipo de depuración lleva mucho tiempo y debido a que la electroerosión es un método de procesamiento no tradicional, el costo de tiempo de depuración y el costo de tiempo de procesamiento también son relativamente altos. Si bien la electroerosión puede ser costosa para la producción en series pequeñas, la electroerosión es más rentable a medida que la producción aumenta y los mayores gastos se distribuyen entre numerosos componentes.

Alto consumo de energía: La electroerosión es un proceso de fabricación que consume mucha energía. Debido a que depende de una corriente constante, consume mayor energía, lo que aumenta los costos y tiene un mayor impacto en el medio ambiente ecológico. Por lo tanto, en comparación con la electroerosión, los métodos de procesamiento alternativos que consumen menos energía y tienen menos impacto en el medio ambiente se están convirtiendo en la primera opción.

Incompatible con materiales no conductores: Los electroerosionadores son compatibles con una amplia gama de materiales metálicos, incluidos los metales más duros, siempre que sean conductores de electricidad (titanio, acero, aluminio, níquel y latón, etc.). Pero se limita a materiales conductores, lo que significa que no funciona con plásticos, cerámicas o compuestos. Al mismo tiempo, debido a que el metal se expande cuando se calienta, esto puede afectar las propiedades metalúrgicas de la pieza de trabajo (por lo que el enfriamiento del objeto procesado también es particularmente importante).

Conclusión

Máquina de electroerosión por chispa, después de cientos de años de desarrollo, desde equipos desconocidos hasta el importante papel en la producción de perforación, podemos imaginar lo difícil que es el proceso de desarrollo de la electroerosión. Ahora bien, lo que nos aporta EDM es que las cosas complejas se pueden hacer de forma sencilla y no es necesario que sean demasiado complicadas. En el procesamiento, podemos elegir según la demanda, no solo para la búsqueda de velocidad y producción, la electroerosión es para la búsqueda de alta calidad y producción, que es la intención original de la industria manufacturera, sino también la misión de An-prototype. .

FQA

Q1 ¿Mecanizado por electroerosión o mecanizado CNC?

No importa cuantos. Sin embargo, siempre que se trate de ángulos rectos, orificios pequeños, orificios de precisión y piezas con cavidades complejas, se puede seleccionar la electroerosión, aunque el costo es alto, pero en comparación con el mecanizado CNC, es difícil lograr con CNC esta tecnología de procesamiento de piezas de perforación en Cavidades complejas, cuando damos el costo de tiempo a las piezas que deben procesarse, entonces podemos descubrir que utilizamos el mecanizado por electroerosión y es mucho más rentable que el mecanizado CNC. An-prototype es una empresa con más de 15 años de experiencia profesional en mecanizado por electroerosión y mecanizado CNC, y hay muchos casos de éxito.

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Q2 ¿Cómo ahorrar costes?

Se recomienda fabricar piezas en pequeños lotes. Un mecánico necesita tiempo para depurar una máquina antes de mecanizar una pieza y, una vez que la máquina está lista, el mismo proceso puede controlar la fabricación de cientos, miles de piezas o incluso más. Si sólo necesita una o unas pocas piezas personalizadas, el coste será elevado. Porque el coste laboral de los mecánicos capacitados y cualificados es muy caro. Si el número de piezas llega a miles, el coste de mano de obra compartido por una sola pieza se reducirá en gran medida, o incluso será insignificante. En definitiva, cuanto mayor sea el número de piezas fabricadas, menor será el coste correspondiente.

P3 ¿Se filtrarán los dibujos?

Sus dibujos e información son el máximo secreto de AN-Prototype. Para cada pedido antes de comenzar, An-prototype recomienda firmar el NDA.

Q4 ¿Tiempo de procesamiento de piezas de personalización?

De acuerdo con los requisitos de complejidad y tolerancia de las piezas, AN-Prototype puede procesar 100 piezas en tres días como mínimo y completar la inspección de calidad en un día.

Q5 ¿Cómo garantizar que las piezas mecanizadas sean perfectas?

Los ingenieros de inspección de calidad de un prototipo utilizarán un instrumento de medición de coordenadas CMM, un elemento secundario, un calibrador vernier de altura, un calibrador de tapón roscado, un pasador roscado y otros instrumentos de medición profesionales para probar su producto nuevamente; una vez completada la prueba, el producto será empacado y enviado. junto con el informe de inspección de calidad completo, para garantizar que la calidad del producto que se le entrega esté intacta, más allá de sus expectativas.

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