1.0 Introdução
É uma técnica de fabricação que utiliza descargas elétricas para obter uma forma específica. Usinagem por faísca, erosão por faísca, queima, afundamento da matriz e erosão por fio são termos usados para descrever esse processo.
CNC Milling China produz geometrias complexas a partir de materiais duros como titânio, aços inoxidáveis e outras ligas endurecidas usando EDM
1.1 Usos do EDM
A EDM é preferida na fabricação de pequenos volumes, pois permite diversos processos. Fresamento, torneamento, perfuração de pequenos furos e outros procedimentos estão entre eles. A tecnologia EDM auxilia nas seguintes aplicações devido à sua capacidade de gerar formas únicas e exatas:
i. Fabricação de matrizes
Instrumentos de corte e modelagem são usados para cortar ou moldar materiais em objetos sólidos. Independentemente do tamanho ou da raridade do formato necessário, a EDM é empregada para fazer essas matrizes.
ii. Fabricação de moldes
A EDM é freqüentemente usada para obter o diâmetro, a profundidade e a forma corretos do molde. Os fabricantes de moldes utilizam-no como seu principal método de moldagem por injeção. A forma mais comum de EDM usada na produção de moldes é a EDM com fio.
iii. Fazendo pequenos furos
A tecnologia EDM é uma abordagem rápida e adequada para fazer furos profundos e precisos em materiais de qualquer dureza. O EDM também pode ser usado para fazer furos em superfícies inclinadas e outras áreas desafiadoras.
2.0 Princípio de funcionamento do EDM
A fonte de alimentação DC fornece a energia necessária para que a faísca ocorra. A fonte de energia CC é controlada pelo sistema EDM, que liga e desliga a energia da faísca e fornece a quantidade precisa de eletricidade para cada faísca.
A resistência do fluido dielétrico determina a frequência com que ocorrem faíscas entre o eletrodo e a peça de trabalho. Um fluido de óleo de hidrocarboneto típico tem uma rigidez dielétrica de 170 volts por milímetro (170V/mm).
O eletrodo é aproximado da peça de trabalho até que a distância entre eles atinja 0.001 polegada (0.025 mm).
O fluido dielétrico preenche a lacuna entre o eletrodo e a peça de trabalho. Uma tensão de 170 V é fornecida entre o eletrodo e a peça durante o período de avanço do eletrodo.
O fluido dielétrico ioniza e se transforma de um isolador elétrico em um condutor elétrico quando a tensão é de 170 V e o espaçamento é de 0.001 pol. (0.025 mm). O fluido dielétrico ionizado conduz eletricidade do eletrodo para a peça de trabalho. Após o fluido dielétrico ter sido ionizado, a eletricidade continua a fluir através dele até que seja desligado.
Quando a energia é desligada, o fluido dielétrico se desioniza e o fluido volta a ser um isolante elétrico. O voltímetro exibirá a tensão de circuito aberto quando a fonte de alimentação estiver ligada, mas o eletrodo não estiver próximo o suficiente da peça de trabalho para gerar faíscas. A tensão de usinagem é a tensão exibida após a faísca. A faixa normal para tensão de circuito aberto é de 100 a 300 V. Na maioria dos casos, a tensão de usinagem está entre 20 e 50 volts.
Quando um fluido dielétrico é ionizado, ele é aquecido pela passagem de eletricidade e se transforma em plasma. Os elétrons fluem facilmente através do plasma ionizado na forma de uma faísca quando esta situação existe. Os elétrons negativos são atraídos para a peça carregada positivamente e os íons positivos para o eletrodo carregado negativamente quando a eletricidade flui através do plasma.
A energia cinética dos elétrons e dos íons é transformada em energia térmica ou fluxo de calor quando eles colidem com a peça e as superfícies da ferramenta, respectivamente. O intenso fluxo de calor concentrado causa um aumento extremo e instantâneo da temperatura restrita de mais de 10,000 oC. O material é removido como resultado de um aumento severo localizado de temperatura. A eliminação do material ocorre como resultado tanto da vaporização imediata quanto da fusão. Apenas uma parte do metal fundido é removida. O canal de plasma colapsa quando a diferença de potencial é retirada. Ondas de choque de compressão são criadas na superfície do eletrodo e na área ao redor como resultado disso. Especialmente perto da ferramenta, em pontos altos na superfície da peça de trabalho.
3.0 Tipos de EDM
Existem diversas maneiras de usinar com descargas elétricas. A seguir estão as diversas formas de usinagem por descarga elétrica:
1. Chumbada EDM
Uma faísca elétrica é criada entre o eletrodo e a peça usando eletrodos de grafite ou cobre e um fluido dielétrico. O eletrodo é criado na forma inversa da cavidade necessária na primeira fase deste método. O dado é criado desta forma.
Enquanto submerso em um fluido dielétrico, como óleo, uma voltagem é induzida entre a matriz e a peça de trabalho eletricamente condutora. A matriz é abaixada firmemente em direção à peça de trabalho até atingir a "ruptura elétrica", ponto em que uma faísca salta o "espaço de faísca". Isso faz com que o material na peça de trabalho vaporize e derreta, e o fluido dielétrico então leva embora quaisquer partículas expelidas. Durante esse processo, uma pequena porção do eletrodo é frequentemente corroída.
2. Fio EDM
O Wire EDM faz uso de um fio fino que corre axialmente. As guias de fio superior e inferior, que são comumente feitas de diamante, governam a posição do eletrodo para produzir itens com formas complicadas e tolerâncias apertadas na peça de trabalho. Um contato de metal, geralmente construído de carboneto de tungstênio resistente ao desgaste, fornece voltagem ao eletrodo de fio. A usinagem de microcaracterísticas foi criada com fio muito fino de apenas 30 m de diâmetro.
3. Buraco EDM
Em comparação com procedimentos típicos de perfuração, esta abordagem pode fabricar com precisão furos extremamente pequenos e profundos sem a necessidade de rebarbação. O EDM de afundamento de matriz também é usado neste processo. O corte é feito, entretanto, com um eletrodo cilíndrico pulsante que se move mais profundamente na peça enquanto alimenta o fluido dielétrico na região de corte.
3.1 Vantagens do EDM
- Maior flexibilidade de projeto
Um dos benefícios mais significativos da usinagem por descarga elétrica é que ela permite o corte de formas e profundidades que seriam difíceis de alcançar com tecnologias de usinagem padrão. Rebaixos e cantos internos exatamente quadrados são exemplos. Outra vantagem é que a técnica de usinagem não produz rebarbas.
- Usinagem sem distorções
Nesta técnica, a ferramenta nunca está em contato direto com a peça. Não há distorção quando nenhuma força atua na porção. Isto permite a usinagem de peças extremamente finas sem o risco de quebrá-las. Além disso, como não há distorção, podem ser alcançadas tolerâncias muito restritas de +/- 0.012 mm.
- Melhora a qualidade do acabamento superficial
Processos tradicionais de remoção de material, como fresamento CNC, deixam marcas de usinagem na peça de trabalho que devem ser removidas depois. O acabamento de superfície do EDM é zero-direcional, proporcionando superfícies consistentemente lisas sem a necessidade de tratamento adicional. O processamento rápido de EDM, por outro lado, pode deixar uma textura de jato de esferas.
- Alta precisão
Devido aos seus altos níveis de precisão, o EDM é ideal para criar pequenos componentes e protótipos. Por exemplo, no sector automóvel, onde são necessários elevados graus de precisão para fabricar componentes delicados do motor, esta abordagem é frequentemente utilizada.
- Funciona com material endurecido
EDM é ideal para materiais resistentes. Como resultado, qualquer possível distorção do tratamento térmico é facilmente evitada.
- Variedade de formas e profundidades são possíveis
A EDM também permite a criação de formas e profundidades que seriam difíceis de conseguir com uma ferramenta de corte. O processamento profundo, em particular, quando a relação comprimento/diâmetro da ferramenta é bastante grande, é um uso comum para EDM. A usinagem por descarga elétrica também é especializada em cantos internos afiados, nervuras profundas e pequenas ranhuras.
3.2 Desvantagens da EDM
- A taxa de remoção de material é baixa
A taxa de remoção de material é menor quando comparada aos métodos de usinagem padrão. O aumento no tempo de produção afeta o custo geral porque o processo de fabricação consome muita energia. Como resultado, a GED é ineficaz para iniciativas de grande escala e é frequentemente negligenciada em favor de outras abordagens.
- Alguns materiais não podem ser usinados.
A usinagem por descarga elétrica só pode ser usada em materiais que sejam eletricamente condutores. Também vale a pena notar que, embora o procedimento seja nominalmente livre de estresse, a usinagem envolve um processo de calor que pode alterar a composição da peça de trabalho.
- O eletrodo talvez seja caro.
Um eletrodo especial com a característica invertida é necessário para a eletroerosão por imersão. A usinagem do eletrodo pode parecer cara em taxas de produção mais baixas, mas em níveis maiores, esse custo adicional pode ser distribuído por vários componentes.
3.3 EDM e Saúde e Segurança
Algumas das precauções que devem ser seguidas para operar um equipamento EDM com segurança estão listadas abaixo.
- A EDM exige treinamento abrangente para operadores e pessoal.
- Certifique-se de que os equipamentos de segurança contra incêndio sejam instalados e mantidos regularmente.
- Fique atento ao fluido dielétrico. O fluido impede que a descarga passe para outros materiais condutores além da peça de trabalho.
- A circulação de ar adequada ajuda a remover gases que podem ser criados no fluido como resultado de reações químicas que ocorrem durante a descarga.
- É essencial verificar o fluido dielétrico para garantir que ele não perca suas propriedades não condutoras.
Conclusão 4.0
Na CNC Milling China, a usinagem por descarga elétrica continua sendo a solução para aplicações de usinagem de alta demanda. Ele permite que os engenheiros alterem materiais em situações em que as abordagens padrão são difíceis ou impossíveis. Este procedimento único contribui para a produção de componentes de alta qualidade.
