El mecanizado por descarga eléctrica ( EDM ), también conocido como mecanizado por chispa , erosión por chispa , hundimiento de matriz , quemado de alambre o erosión por hilo , es un proceso de fabricación de metales mediante el cual se obtiene una forma deseada mediante descargas eléctricas (chispas). [1] El material se elimina de la pieza de trabajo mediante una serie de descargas de corriente rápidamente recurrentes entre dos electrodos , separados por un líquido dieléctrico y sujetos a un voltaje eléctrico . Uno de los electrodos se llama herramienta, o simplemente la herramienta o electrodo , mientras que el otro se llama pieza de trabajo-electrodo, o pieza de trabajo . El proceso depende de que la herramienta y la pieza de trabajo no hagan contacto físico. Los materiales extremadamente duros como carburos, cerámicas, aleaciones de titanio y aceros para herramientas tratados térmicamente que son muy difíciles de mecanizar mediante mecanizado convencional se pueden mecanizar con precisión mediante EDM. [2]
Cuando se aumenta el voltaje entre los dos electrodos, la intensidad del campo eléctrico en el volumen entre los electrodos se hace mayor, lo que provoca la ruptura dieléctrica del líquido y produce un arco eléctrico. Como resultado, se elimina material de los electrodos. Una vez que la corriente se detiene (o se detiene, según el tipo de generador), se transporta nuevo dieléctrico líquido al volumen entre electrodos, lo que permite que se eliminen las partículas sólidas (escombros) y se restablezcan las propiedades aislantes del dieléctrico. La adición de nuevo dieléctrico líquido en el volumen entre electrodos se conoce comúnmente como lavado . Después de un flujo de corriente, el voltaje entre los electrodos se restaura a lo que era antes de la ruptura, de modo que puede ocurrir una nueva ruptura dieléctrica líquida para repetir el ciclo.
El efecto erosivo de las descargas eléctricas fue observado por primera vez en 1770 por el físico inglés Joseph Priestley .
En 1943, dos científicos soviéticos, B. R. Lazarenko y N. I. Lazarenko, recibieron el encargo de investigar formas de evitar la erosión de los contactos eléctricos de tungsteno debido a las chispas. No lo lograron, pero descubrieron que la erosión se controlaba con mayor precisión si los electrodos se sumergían en un fluido dieléctrico. Esto los llevó a inventar una máquina de electroerosión utilizada para trabajar materiales difíciles de mecanizar, como el tungsteno. La máquina de los Lazarenko se conoce como máquina de tipo RC, por el circuito de resistencia-condensador (circuito RC) utilizado para cargar los electrodos. [3] [4] [5] [6]
Simultáneamente, pero de forma independiente, un equipo estadounidense formado por Harold Stark, Victor Harding y Jack Beaver desarrolló una máquina de electroerosión para extraer brocas y machos rotos de piezas fundidas de aluminio. [7] Inicialmente, construyeron sus máquinas a partir de herramientas de grabado eléctrico de baja potencia, pero no tuvieron mucho éxito. Pero las unidades de chispas más potentes, combinadas con la repetición automática de chispas y el reemplazo de fluido con un dispositivo de interruptor electromagnético, dieron lugar a máquinas prácticas. Las máquinas de Stark, Harding y Beaver producían 60 chispas por segundo. Las máquinas posteriores basadas en su diseño utilizaban circuitos de tubos de vacío que producían miles de chispas por segundo, lo que aumentaba significativamente la velocidad de corte. [8]
El tipo de máquina de corte por hilo surgió en la década de 1960 para fabricar herramientas ( matrices ) de acero endurecido. El electrodo de la herramienta en la electroerosión por hilo es simplemente un alambre. Para evitar que la erosión del alambre provoque su rotura, el alambre se enrolla entre dos carretes de modo que la parte activa del alambre cambia constantemente. Las primeras máquinas de control numérico (NC) fueron conversiones de fresadoras verticales de cinta perforada. La primera máquina NC disponible comercialmente construida como máquina de electroerosión por hilo se fabricó en la URSS en 1967. El grupo de David H. Dulebohn desarrolló máquinas que podían seguir ópticamente las líneas de un dibujo maestro en la década de 1960 en Andrew Engineering Company [9] para fresadoras y rectificadoras. Los dibujos maestros se produjeron más tarde mediante trazadores de control numérico por computadora (CNC) para una mayor precisión. En 1974 se fabricó una máquina de electroerosión por hilo que utilizaba el trazador de dibujo CNC y las técnicas del seguidor de línea óptico. Dulebohn utilizó más tarde el mismo programa de trazador CNC para controlar directamente la máquina de electroerosión, y la primera máquina de electroerosión CNC se fabricó en 1976. [10]
La capacidad y el uso de la electroerosión por hilo comercial han avanzado sustancialmente durante las últimas décadas. [11] Las velocidades de alimentación han aumentado [11] y el acabado de la superficie se puede controlar con precisión. [11]
El mecanizado por descarga eléctrica es un método de mecanizado que se utiliza principalmente para metales duros o aquellos que serían muy difíciles de mecanizar con técnicas tradicionales. La electroerosión normalmente trabaja con materiales que son conductores de electricidad, aunque también se han propuesto métodos para utilizar la electroerosión para mecanizar cerámicas aislantes . [12] [13] La electroerosión puede cortar contornos intrincados o cavidades en acero preendurecido sin la necesidad de un tratamiento térmico para ablandarlos y endurecerlos nuevamente. Este método se puede utilizar con cualquier otro metal o aleación de metal como titanio , hastelloy , kovar e inconel . También se han reportado aplicaciones de este proceso para dar forma a herramientas de diamante policristalino . [14]
La electroerosión se incluye a menudo en el grupo de métodos de mecanizado "no tradicionales" o "no convencionales" junto con procesos como el mecanizado electroquímico (ECM), el corte por chorro de agua (WJ, AWJ), el corte por láser y, frente al grupo "convencional" ( torneado , fresado , rectificado , taladrado y cualquier otro proceso cuyo mecanismo de eliminación de material se base esencialmente en fuerzas mecánicas). [15]
Idealmente, la electroerosión puede verse como una serie de rupturas y restauraciones del dieléctrico líquido entre los electrodos. Sin embargo, se debe tener cuidado al considerar esta afirmación porque es un modelo idealizado del proceso, introducido para describir las ideas fundamentales que subyacen al proceso. Sin embargo, cualquier aplicación práctica implica muchos aspectos que también pueden tener que considerarse. Por ejemplo, es probable que la eliminación de los residuos del volumen entre electrodos sea siempre parcial. Por lo tanto, las propiedades eléctricas del dieléctrico en el volumen entre electrodos pueden ser diferentes de sus valores nominales e incluso pueden variar con el tiempo. La distancia entre electrodos, a menudo también denominada espacio entre chispas, es el resultado de los algoritmos de control de la máquina específica utilizada. El control de dicha distancia parece ser lógicamente central para este proceso. Además, no toda la corriente entre el dieléctrico es del tipo ideal descrito anteriormente: el espacio entre chispas puede cortocircuitarse por los residuos. El sistema de control del electrodo puede no reaccionar con la suficiente rapidez para evitar que los dos electrodos (herramienta y pieza de trabajo) entren en contacto, con el consiguiente cortocircuito. Esto no es deseable porque un cortocircuito contribuye a la eliminación de material de forma diferente a la del caso ideal. La acción de limpieza puede ser inadecuada para restaurar las propiedades aislantes del dieléctrico, de modo que la corriente siempre se produce en el punto del volumen entre electrodos (esto se conoce como arco), con el consiguiente cambio no deseado de forma (daño) de la herramienta-electrodo y la pieza de trabajo. En última instancia, una descripción de este proceso de una manera adecuada para el propósito específico en cuestión es lo que hace que el área de EDM sea un campo tan rico para futuras investigaciones. [16]
Para obtener una geometría específica, la herramienta de electroerosión se guía a lo largo de la trayectoria deseada muy cerca de la pieza de trabajo; idealmente no debería tocar la pieza de trabajo, aunque en realidad esto puede suceder debido al rendimiento del control de movimiento específico en uso. De esta manera, se produce una gran cantidad de descargas de corriente (también llamadas coloquialmente chispas), cada una de las cuales contribuye a la eliminación de material tanto de la herramienta como de la pieza de trabajo, donde se forman pequeños cráteres. El tamaño de los cráteres es una función de los parámetros tecnológicos establecidos para el trabajo específico en cuestión. Pueden tener dimensiones típicas que van desde la nanoescala (en operaciones de micro-EDM) hasta algunos cientos de micrómetros en condiciones de desbaste.
La presencia de estos pequeños cráteres en la herramienta provoca la erosión gradual del electrodo. Esta erosión del electrodo-herramienta también se denomina desgaste. Se necesitan estrategias para contrarrestar el efecto perjudicial del desgaste sobre la geometría de la pieza de trabajo. Una posibilidad es la de sustituir continuamente el electrodo-herramienta durante una operación de mecanizado. Esto es lo que ocurre si se utiliza un alambre que se sustituye continuamente como electrodo. En este caso, el proceso de electroerosión correspondiente también se denomina electroerosión por hilo. El electrodo-herramienta también se puede utilizar de tal manera que solo una pequeña parte del mismo se utilice realmente en el proceso de mecanizado y esta parte se cambie de forma periódica. Este es, por ejemplo, el caso cuando se utiliza un disco giratorio como electrodo-herramienta. El proceso correspondiente a menudo también se denomina rectificado por electroerosión. [17]
Otra estrategia consiste en utilizar un conjunto de electrodos de diferentes tamaños y formas durante la misma operación de electroerosión. Esto se conoce a menudo como estrategia de electrodos múltiples y es más habitual cuando el electrodo de la herramienta replica en negativo la forma deseada y se avanza hacia la pieza en bruto a lo largo de una única dirección, normalmente la dirección vertical (es decir, el eje z). Esto se asemeja al hundimiento de la herramienta en el líquido dieléctrico en el que está inmersa la pieza de trabajo, por lo que, como era de esperar, a menudo se lo denomina electroerosión por penetración (también denominada electroerosión convencional y electroerosión por penetración). Las máquinas correspondientes se denominan a menudo electroerosión por penetración. Normalmente, los electrodos de este tipo tienen formas bastante complejas. Si la geometría final se obtiene utilizando un electrodo de forma normalmente simple que se mueve a lo largo de varias direcciones y posiblemente también está sujeto a rotaciones, a menudo se utiliza el término fresado por electroerosión. [18]
En cualquier caso, la gravedad del desgaste depende estrictamente de los parámetros tecnológicos utilizados en la operación (por ejemplo: polaridad, corriente máxima, tensión en circuito abierto). Por ejemplo, en la micro-EDM, también conocida como μ-EDM, estos parámetros suelen estar fijados en valores que generan un desgaste severo. Por lo tanto, el desgaste es un problema importante en esa área.
Se está abordando el problema del desgaste de los electrodos de grafito. En un enfoque, un generador digital, controlable en milisegundos, invierte la polaridad a medida que se produce la electroerosión. Eso produce un efecto similar a la galvanoplastia que deposita continuamente el grafito erosionado nuevamente sobre el electrodo. En otro método, un circuito denominado "desgaste cero" reduce la frecuencia con la que se inicia y se detiene la descarga, manteniéndola activa durante el mayor tiempo posible. [19]
Se han encontrado dificultades en la definición de los parámetros tecnológicos que impulsan el proceso.
En las máquinas EDM disponibles comercialmente se utilizan dos grandes categorías de generadores, también conocidos como fuentes de alimentación: el grupo basado en circuitos RC y el grupo basado en pulsos controlados por transistores .
En ambas categorías, los parámetros primarios en la configuración son la corriente y la frecuencia entregadas. Sin embargo, en los circuitos RC, se espera poco control sobre la duración de la descarga, que probablemente dependa de las condiciones reales del espacio entre electrodos (tamaño y contaminación) en el momento de la descarga. [20] Además, el voltaje de circuito abierto (es decir, el voltaje entre los electrodos cuando el dieléctrico aún no está roto) puede identificarse como el voltaje de estado estable del circuito RC.
En los generadores basados en el control de transistores, el usuario suele poder suministrar un tren de pulsos de tensión a los electrodos. Cada pulso puede controlarse en forma, por ejemplo, cuasi rectangular. En particular, se puede fijar el tiempo entre dos pulsos consecutivos y la duración de cada pulso. La amplitud de cada pulso constituye la tensión de circuito abierto. Por tanto, la duración máxima de la descarga es igual a la duración de un pulso de tensión en el tren. Se espera entonces que no se produzcan dos pulsos de corriente durante una duración igual o mayor que el intervalo de tiempo entre dos pulsos consecutivos de tensión.
También se puede controlar la corriente máxima que suministra el generador durante una descarga. Dado que los distintos fabricantes de máquinas también pueden utilizar otros tipos de generadores, los parámetros que se pueden configurar en una máquina en particular dependerán del fabricante del generador. Los detalles de los generadores y los sistemas de control de sus máquinas no siempre están fácilmente disponibles para sus usuarios. Esto es un obstáculo para describir de forma inequívoca los parámetros tecnológicos del proceso de electroerosión. Además, los parámetros que afectan a los fenómenos que se producen entre la herramienta y el electrodo también están relacionados con el controlador del movimiento de los electrodos.
Recientemente, Ferri et al. propusieron un marco para definir y medir los parámetros eléctricos durante una operación de electroerosión directamente sobre el volumen entre electrodos con un osciloscopio externo a la máquina . [21] Estos autores llevaron a cabo su investigación en el campo de la electroerosión por microelectrodos, pero el mismo enfoque se puede utilizar en cualquier operación de electroerosión. Esto permitiría al usuario estimar directamente los parámetros eléctricos que afectan a sus operaciones sin depender de las afirmaciones del fabricante de la máquina. Al mecanizar diferentes materiales en las mismas condiciones de configuración, los parámetros eléctricos reales del proceso son significativamente diferentes. [21]
El primer intento serio de proporcionar una explicación física de la eliminación de material durante el mecanizado por descarga eléctrica es quizás el de Van Dijck. [22] Van Dijck presentó un modelo térmico junto con una simulación computacional para explicar los fenómenos entre los electrodos durante el mecanizado por descarga eléctrica. Sin embargo, como el propio Van Dijck admitió en su estudio, el número de suposiciones realizadas para superar la falta de datos experimentales en ese momento fue bastante significativo.
A finales de los años ochenta y principios de los noventa se desarrollaron otros modelos de lo que ocurre durante el mecanizado por descarga eléctrica en términos de transferencia de calor. El resultado fueron tres artículos académicos: el primero presenta un modelo térmico de eliminación de material en el cátodo [23] , el segundo presenta un modelo térmico para la erosión que ocurre en el ánodo [24] y el tercero presenta un modelo que describe el canal de plasma formado durante el paso de la corriente de descarga a través del líquido dieléctrico [ 25] . La validación de estos modelos está respaldada por datos experimentales proporcionados por AGIE.
Estos modelos son los que respaldan con mayor autoridad la afirmación de que la electroerosión es un proceso térmico que elimina material de los dos electrodos debido a la fusión o vaporización, junto con la dinámica de presión que se establece en el espacio de chispas por el colapso del canal de plasma. Sin embargo, para energías de descarga pequeñas, los modelos son inadecuados para explicar los datos experimentales. Todos estos modelos se basan en una serie de suposiciones de áreas de investigación tan dispares como las explosiones submarinas, las descargas en gases y las fallas de transformadores, por lo que no es sorprendente que más recientemente se hayan propuesto modelos alternativos en la literatura para intentar explicar el proceso de electroerosión.
Entre estos, el modelo de Singh y Ghosh [26] relaciona la eliminación de material del electrodo con la presencia de una fuerza eléctrica en la superficie del electrodo que podría eliminar mecánicamente el material y crear los cráteres. Esto sería posible porque el material en la superficie tiene propiedades mecánicas alteradas debido a un aumento de temperatura causado por el paso de la corriente eléctrica. Las simulaciones de los autores mostraron cómo podrían explicar la electroerosión mejor que un modelo térmico (fusión o evaporación), especialmente para energías de descarga pequeñas, que se utilizan típicamente en la electroerosión por microelectroerosión y en operaciones de acabado.
Considerando los muchos modelos disponibles, parece que el mecanismo de remoción de material en la electroerosión aún no se entiende bien y que es necesaria una mayor investigación para aclararlo, [21] especialmente considerando la falta de evidencia científica experimental para construir y validar los modelos actuales de electroerosión. [21] Esto explica un mayor esfuerzo de investigación actual en técnicas experimentales relacionadas. [16]
La electroerosión por penetración, también llamada electroerosión por penetración, electroerosión por cavidad o electroerosión por volumen, consiste en un electrodo y una pieza de trabajo sumergidos en un líquido aislante como, más típicamente, [28] aceite o, con menos frecuencia, otros fluidos dieléctricos. El electrodo y la pieza de trabajo están conectados a una fuente de alimentación adecuada. La fuente de alimentación genera un potencial eléctrico entre las dos partes. A medida que el electrodo se acerca a la pieza de trabajo, se produce una ruptura dieléctrica en el fluido, formando un canal de plasma, [16] [23] [24] [25] y salta una pequeña chispa.
Estas chispas suelen producirse de una en una, [28] porque es muy poco probable que diferentes lugares en el espacio entre electrodos tengan las mismas características eléctricas locales que permitirían que se produjera una chispa simultáneamente en todos esos lugares. Estas chispas se producen en grandes cantidades en lugares aparentemente aleatorios entre el electrodo y la pieza de trabajo. A medida que se erosiona el metal base y aumenta posteriormente la distancia entre electrodos, la máquina baja automáticamente el electrodo para que el proceso pueda continuar sin interrupciones. Se producen varios cientos de miles de chispas por segundo, y el ciclo de trabajo real se controla cuidadosamente mediante los parámetros de configuración. Estos ciclos de control a veces se conocen como "tiempo de encendido" y "tiempo de apagado", que se definen de forma más formal en la literatura. [16] [21] [29]
El ajuste del tiempo de encendido determina la longitud o duración de la chispa. Por lo tanto, un tiempo de encendido más largo produce una cavidad más profunda a partir de cada chispa, creando un acabado más rugoso en la pieza de trabajo. Lo contrario es cierto para un tiempo de encendido más corto. El tiempo de apagado es el período de tiempo entre chispas. Aunque no afecta directamente al mecanizado de la pieza, el tiempo de apagado permite el lavado de fluido dieléctrico a través de una boquilla para limpiar los residuos erosionados. La eliminación insuficiente de residuos puede causar golpes repetidos en la misma ubicación, lo que puede provocar un cortocircuito. Los controladores modernos monitorean las características de los arcos y pueden alterar los parámetros en microsegundos para compensar. La geometría típica de la pieza es una forma 3D compleja, [28] a menudo con ángulos pequeños o de forma extraña. También se utilizan ciclos de mecanizado verticales, orbitales, vectoriales, direccionales, helicoidales, cónicos, rotacionales, de giro e indexación.
En el mecanizado por descarga eléctrica de alambre (WEDM), también conocido como EDM de corte de alambre y corte de alambre , [30] un alambre fino de metal de una sola hebra, generalmente latón , se alimenta a través de la pieza de trabajo, sumergida en un tanque de fluido dieléctrico, generalmente agua desionizada. [28] La EDM de corte de alambre se utiliza típicamente para cortar placas de hasta 300 mm de espesor y para fabricar punzones, herramientas y matrices a partir de metales duros que son difíciles de mecanizar con otros métodos.
El alambre, que se alimenta constantemente desde un carrete, se mantiene entre guías de diamante superior e inferior que están centradas en un cabezal de boquilla de agua. Las guías, generalmente controladas por CNC , se mueven en el plano x – y . En la mayoría de las máquinas, la guía superior también puede moverse de forma independiente en el eje z – u – v , lo que da lugar a la capacidad de cortar formas cónicas y de transición (círculo en la parte inferior, cuadrado en la parte superior, por ejemplo). La guía superior puede controlar los movimientos de los ejes en el estándar GCode, x – y – u – v – i – j – k – l –. Esto permite programar la máquina EDM de corte por hilo para cortar formas muy intrincadas y delicadas.
Las guías de diamante superior e inferior suelen tener una precisión de 0,004 mm (0,16 milésimas de pulgada) y pueden tener una trayectoria de corte o ranura de tan solo 0,021 mm (0,83 milésimas de pulgada) utilizando un alambre de Ø 0,02 mm (0,79 milésimas de pulgada), aunque la ranura de corte promedio que logra el mejor costo económico y tiempo de mecanizado es de 0,335 mm (13,2 milésimas de pulgada) utilizando un alambre de latón de Ø 0,25 mm (9,8 milésimas de pulgada). La razón por la que el ancho de corte es mayor que el ancho del alambre es porque se producen chispas desde los lados del alambre hacia la pieza de trabajo, lo que causa erosión. [28] Este "sobrecorte" es necesario, para muchas aplicaciones es adecuadamente predecible y, por lo tanto, se puede compensar (por ejemplo, en micro-EDM, este no es a menudo el caso). Las bobinas de alambre son largas: una bobina de 8 kg de alambre de 0,25 mm tiene poco más de 19 kilómetros de longitud. El diámetro del cable puede ser tan pequeño como 20 μm (0,79 milésimas de pulgada) y la precisión de la geometría no está lejos de ± 1 μm (0,039 milésimas de pulgada).
El proceso de corte por hilo utiliza agua como fluido dieléctrico, controlando su resistividad y otras propiedades eléctricas con filtros y unidades desionizadoras controladas por PID . El agua elimina los residuos del corte de la zona de corte. El lavado es un factor importante para determinar la velocidad máxima de alimentación para un espesor de material determinado.
Junto con tolerancias más estrictas, los centros de mecanizado de corte por hilo EDM de múltiples ejes han agregado características tales como cabezales múltiples para cortar dos piezas al mismo tiempo, controles para evitar la rotura del hilo, funciones de autoenhebrado automático en caso de rotura del hilo y estrategias de mecanizado programables para optimizar la operación.
La electroerosión por hilo se utiliza habitualmente cuando se desean tensiones residuales bajas, ya que no requiere fuerzas de corte elevadas para eliminar el material. Si la energía por pulso es relativamente baja (como en las operaciones de acabado), se espera que haya pocos cambios en las propiedades mecánicas de un material debido a estas tensiones residuales bajas, aunque el material que no se ha aliviado de la tensión puede deformarse en el proceso de mecanizado.
La pieza de trabajo puede sufrir un ciclo térmico importante, cuya severidad depende de los parámetros tecnológicos utilizados. Dichos ciclos térmicos pueden provocar la formación de una capa de fundición sobre la pieza y tensiones de tracción residuales en la pieza de trabajo. Si el mecanizado se realiza después del tratamiento térmico, la precisión dimensional no se verá afectada por la distorsión del tratamiento térmico. [31]
La electroerosión por perforación rápida se diseñó para producir agujeros pequeños, profundos, rápidos y precisos. Es conceptualmente similar a la electroerosión por penetración, pero el electrodo es un tubo giratorio que transporta un chorro presurizado de fluido dieléctrico. Puede hacer un agujero de una pulgada de profundidad en aproximadamente un minuto y es una buena forma de mecanizar agujeros en materiales demasiado duros para el mecanizado con broca helicoidal. Este tipo de perforación por electroerosión se utiliza en gran medida en la industria aeroespacial, produciendo agujeros de refrigeración en álabes de aeronaves y otros componentes. También se utiliza para perforar agujeros en álabes de turbinas de gas industriales, en moldes y matrices, y en cojinetes.
El proceso de electroerosión es el más utilizado en las industrias de fabricación de moldes, herramientas y matrices , pero se está convirtiendo en un método común para fabricar prototipos y piezas de producción, especialmente en las industrias aeroespacial, automotriz y electrónica en las que las cantidades de producción son relativamente bajas. En la electroerosión por penetración, se mecaniza un electrodo de grafito , cobre, tungsteno o cobre puro en la forma deseada (negativa) y se introduce en la pieza de trabajo en el extremo de un ariete vertical.
Para la creación de matrices para producir joyas e insignias, o troquelado y perforación (mediante el uso de una matriz de panqueque ) mediante el proceso de acuñación (estampación), el patrón positivo puede estar hecho de plata esterlina, ya que (con los ajustes apropiados de la máquina) el patrón se erosiona significativamente y se usa solo una vez. Luego, la matriz negativa resultante se endurece y se usa en un martillo de caída para producir planos estampados a partir de hojas en blanco recortadas de bronce, plata o aleación de oro de baja resistencia. Para las insignias, estas superficies planas pueden moldearse aún más hasta obtener una superficie curva mediante otra matriz. Este tipo de electroerosión generalmente se realiza sumergido en un dieléctrico a base de aceite. El objeto terminado puede refinarse aún más mediante esmaltado duro (vidrio) o blando (pintura), o galvanizarse con oro puro o níquel. Los materiales más blandos, como la plata, pueden grabarse a mano como refinamiento.
La perforación de agujeros pequeños mediante electroerosión se utiliza en una variedad de aplicaciones.
En las máquinas de electroerosión por hilo, se utiliza la perforación de orificios pequeños para hacer un orificio pasante en una pieza de trabajo a través del cual se pasará el hilo para la operación de electroerosión por hilo. En la máquina de electroerosión por hilo se monta un cabezal de electroerosión independiente, específicamente para la perforación de orificios pequeños, que permite erosionar las piezas terminadas de las placas endurecidas grandes según sea necesario y sin necesidad de realizar perforaciones previas.
La electroerosión por orificios pequeños se utiliza para perforar hileras de orificios en los bordes de entrada y salida de las palas de turbinas que se utilizan en los motores a reacción . El flujo de gas a través de estos orificios pequeños permite que los motores utilicen temperaturas más altas de las que serían posibles de otro modo. Las aleaciones monocristalinas de alta temperatura y muy duras que se emplean en estas palas hacen que el mecanizado convencional de estos orificios con una relación de aspecto alta sea extremadamente difícil, si no imposible.
La electroerosión de orificios pequeños también se utiliza para crear orificios microscópicos para componentes del sistema de combustible, hileras para fibras sintéticas como el rayón y otras aplicaciones.
También existen máquinas de electroerosión independientes con perforación de agujeros pequeños con un eje x - y , también conocidas como supertaladro o perforadora de agujeros , que pueden mecanizar agujeros ciegos o pasantes. Las máquinas de electroerosión perforan agujeros con un electrodo de tubo largo de latón o cobre que gira en un mandril con un flujo constante de agua destilada o desionizada que fluye a través del electrodo como agente de limpieza y dieléctrico. Los tubos de electrodo funcionan como el alambre en las máquinas de electroerosión por corte por hilo, con un espacio de chispa y una tasa de desgaste. Algunas máquinas de electroerosión con perforación de agujeros pequeños pueden perforar 100 mm de acero blando o endurecido en menos de 10 segundos, con una tasa de desgaste promedio del 50% al 80%. Se pueden lograr agujeros de 0,3 mm a 6,1 mm en esta operación de perforación. Los electrodos de latón son más fáciles de mecanizar, pero no se recomiendan para operaciones de corte por hilo debido a que las partículas de latón erosionadas causan la rotura del hilo de "latón sobre latón", por lo que se recomienda el cobre.
Varios fabricantes producen máquinas de electroerosión con el propósito específico de retirar herramientas de corte y sujetadores rotos de las piezas de trabajo. En esta aplicación, el proceso se denomina "mecanizado por desintegración de metal" o MDM. El proceso de desintegración de metal elimina solo el centro de la herramienta o sujetador roto, dejando el orificio intacto y permitiendo recuperar una pieza dañada.
La fabricación en circuito cerrado puede mejorar la precisión y reducir los costos de las herramientas.
La electroerosión suele compararse con el mecanizado electroquímico . Las ventajas de la electroerosión incluyen:
Las desventajas de la electroerosión incluyen:
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