La electroerosión por hilo es un proceso de producción electrotérmico que utiliza descargas eléctricas para eliminar material de una pieza de trabajo. Es una mejora del método tradicional de electroerosión, compatible con casi todos los materiales conductores y puede crear diseños y formas complejos.
Por este motivo es utilizado por muchos fabricantes de piezas de diferentes sectores, siendo muy recomendable en muchos talleres de CNC. Este artículo analiza la electroerosión por hilo, los materiales compatibles y su aplicación en muchas industrias.
¿Qué es la electroerosión por hilo?
La electroerosión por hilo es un proceso de fabricación sustractivo sin contacto que utiliza un alambre delgado cargado eléctricamente con un fluido dieléctrico para cortar una pieza metálica en varias formas.
El proceso crea pequeñas virutas y líneas de corte precisas al fundir o vaporizar el material en lugar de cortarlo. Esto facilita el mecanizado de piezas que no son aptas para técnicas de mecanizado convencionales. Sin embargo, las piezas deben ser conductoras de electricidad.
¿Cómo funciona la electroerosión por hilo?
El proceso de electroerosión por hilo tiene un mecanismo sencillo.
Al mecanizar una pieza con este método, la pieza se sumerge en un fluido dieléctrico, se sujeta con un tornillo de banco y se pasa un cable a través de ella para crear chispas cuando una corriente eléctrica la atraviesa.
En otras palabras, el cable lleva un lado de la carga y la pieza de trabajo, que debe ser de material conductor, lleva el otro lado de la carga. A medida que los dos se acercan, una carga eléctrica caliente salta a través de la abertura y derrite pequeños trozos de metal.
La chispa eléctrica es la herramienta de corte para cortar el material en la forma deseada. Además, la electroerosión por hilo utiliza agua desionizada para controlar el proceso y eliminar las pequeñas partículas que se eliminan.
Componentes de una máquina de electroerosión por hilo.
La máquina consta de varias piezas que trabajan juntas para darle al material la forma deseada. Los componentes de la máquina se enumeran a continuación.
1. Herramientas CNC
Las herramientas CNC controlan todo el proceso de electroerosión por hilo. El control de todo el proceso incluye el control sobre el orden de enrutamiento de los cables y la capacidad de controlar automáticamente el proceso de corte.
Nota: La complejidad de la herramienta CNC determina la tasa de error y el tiempo de procesamiento.
2. Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es el componente que suministra pulsos (de 100V a 300V) al electrodo de alambre y a la pieza de trabajo. Además, controla la frecuencia e intensidad de las cargas eléctricas que fluyen a través del electrodo de alambre e interactúan con la pieza de trabajo.
Para proporcionar la calidad y el tipo de carga requerida en electroerosión por hilo, es necesario utilizar una fuente de alimentación sofisticada.
3. alambre
El cable sirve como electrodo para generar la descarga eléctrica. La forma y el espesor de la pieza afectan directamente al diámetro del alambre. Normalmente se pueden utilizar cables con diámetros de 0,05 a 0,25 mm. Los principales tipos de hilo utilizados son
-Alambres de latón
El latón es el material de alambre más utilizado para el mecanizado por descarga eléctrica debido a su excelente conductividad. Es una aleación de cobre y zinc. Cuanto mayor sea el contenido de zinc, más rápido se corta el alambre. Sin embargo, debe haber un equilibrio porque cuando el contenido de zinc es superior al 40%, la velocidad de corrosión del alambre de latón disminuye.
-Alambres galvanizados
Como sugiere el nombre, esto se logra aplicando una capa de zinc puro u óxido de zinc a la superficie del alambre. Los fabricantes utilizan alambre galvanizado porque mejora la velocidad de procesamiento.
-Alambres recocidos por difusión.
El proceso de recocido por difusión permite la producción de alambres con un mayor contenido de zinc (más del 40% de zinc). Los cables están recubiertos con capas de zinc puro. Estos hilos son ideales para la producción en masa y pueden manejar muchos materiales.
-Cómo elegir el hilo adecuado
- Para elegir el material de alambre EDM adecuado para su proyecto, considere lo siguiente
- resistencia a la tracción
- fuerza de ruptura
- conductividad
- Temperatura de evaporación
- tenacidad
4. Medio dieléctrico
El proceso de electroerosión por hilo debe realizarse en un tanque lleno de fluido dieléctrico. Este líquido evita que pequeñas partículas de la pieza de trabajo se adhieran al electrodo de alambre. El medio más utilizado es el agua desionizada, que enfría el proceso y aporta un buen acabado superficial a la pieza.
5. Electrodos
Los electrodos de la máquina son el alambre (cátodo) y la pieza de trabajo (ánodo). El servomotor controla el electrodo de alambre y garantiza que nunca entre en contacto con la pieza de trabajo durante la electroerosión por hilo.
Materiales que puede cortar una máquina de electroerosión por hilo
Las máquinas de electroerosión por hilo pueden crear formas y patrones complejos en una pieza de trabajo. Además, pueden trabajar con la mayoría de los materiales que pueden conducir electricidad, incluso los más duros y delicados.
Las formas y materiales comunes que puede cortar con la máquina incluyen:
aluminio
El aluminio tiene una excelente conductividad térmica y eléctrica. Sin embargo, el aluminio es naturalmente blando y puede resultar difícil cortarlo con este proceso, ya que puede provocar depósitos de caucho después del procesamiento.
titanio
La electroerosión por hilo es ideal para el titanio porque el proceso resiste la pegajosidad de esta aleación y muele virutas largas. Sin embargo, requieren agua desionizada como medio dieléctrico para mantener bajo control la generación de calor durante el procesamiento.
acero
El acero es un metal muy fuerte. Por lo tanto, muchos fabricantes prefieren utilizar una máquina de electroerosión por hilo en lugar de una máquina CNC. Sin embargo, el material genera mucho calor, por lo que hay que tener los cuidados necesarios.
Latón
El latón es fácil de cortar con una máquina porque tiene una alta resistencia a la tracción. Sin embargo, al ser un metal blando, la velocidad de corte debe ser baja.
grafito
El grafito puede resultar difícil de cortar con herramientas de corte tradicionales. Sin embargo, el alambre EDM es adecuado porque el alambre es afilado y evita que se desprendan partículas.
Diferencias entre electroerosión por hilo y electroerosión convencional
La electroerosión por hilo es una mejora con respecto a la electroerosión convencional. La funcionalidad es similar. Sin embargo, existen diferencias significativas. A continuación se muestran algunas diferencias entre los dos métodos de edición.
electrodo
Como se mencionó anteriormente, el electrodo utilizado en la electroerosión por hilo es un alambre delgado calentado. Por el contrario, la electroerosión convencional utiliza metales altamente conductores, como electrodos de grafito o cobre, para generar cargas eléctricas. Los electrodos vienen en diferentes formas y tamaños, lo que afecta su suavidad. Por ejemplo, un electrodo redondo crea la superficie más lisa. Luego sigue un cuadrado, un triángulo y un rombo. Cuando el electrodo se inserta en la pieza de trabajo, forma una forma y deja una impresión "negativa" de su forma.
Velocidad de procesamiento
Los electrodos de las máquinas de electroerosión tradicionales deben tener diferentes formas. Por lo tanto, los fabricantes necesitan crearlos y darles forma antes del proceso de mecanizado, lo que lleva tiempo. Por el contrario, la máquina de electroerosión por hilo está lista para usarse tan pronto como el hilo está en su posición. Esto los hace adecuados para aplicaciones que deben completarse rápidamente.
precisión
La electroerosión por hilo utiliza alambre como electrodo. Esto significa que la precisión es mayor que con la erosión convencional. Por ejemplo, el electrodo de alambre permite cortes de aproximadamente 0,004 pulgadas de espesor. Su precisión los hace más adecuados para mecanizar piezas con formas y diseños complejos, a diferencia de la electroerosión convencional, que es mejor para cortes más rígidos.
Formularios
La electroerosión por hilo es versátil y puede cortar metales ferrosos y no ferrosos, por lo que se utiliza en muchas industrias. Además, el tamaño y la forma no son restricciones de uso, ya que se pueden procesar tanto piezas largas como extremadamente pequeñas. Sin embargo, la electroerosión por hilo tradicional puede procesar materiales más duros y gruesos porque el grosor del electrodo de alambre en una máquina de electroerosión por hilo afecta su uso.
Ventajas y desventajas de la electroerosión por hilo.
Ventajas de la electroerosión por hilo
- Permite cortes precisos y exactos, eliminando la necesidad de procesamiento y acabado adicional de la pieza.
- El proceso es adecuado para crear diseños y formas complejos que serían difíciles de producir mediante el mecanizado CNC tradicional.
- Es adecuado para mecanizar piezas pequeñas y cortar objetos muy detallados que serían demasiado delicados para otras opciones de mecanizado.
- La electroerosión por hilo es ideal para materiales frágiles que no pueden soportar la tensión del mecanizado.
- En un solo paso de procesamiento, la máquina corta el material sin rebabas ni deformaciones.
- El proceso de edición corta de forma continua y sin interrupciones. Incluso si el hilo se rompe durante el corte, el proceso continuará inmediatamente.
Desventajas de la electroerosión por hilo
- Sólo es compatible con materiales conductores de electricidad.
- En la superficie de corte de algunos materiales, como el aluminio, se puede formar una capa de óxido. Esto puede requerir un posprocesamiento adicional, lo que aumenta los costos.
- Los costes iniciales de inversión y mantenimiento son elevados.
Aplicaciones de electroerosión por hilo
Muchas industrias utilizan máquinas de electroerosión por hilo desde la creación de prototipos hasta la producción completa. Algunas industrias se enumeran a continuación.
Industria automobilística
Las piezas de la industria automotriz tienen formas y tamaños complejos y, a menudo, son duras. Por lo tanto, la industria prefiere utilizar máquinas de electroerosión por hilo porque el proceso no depende de fuerzas mecánicas y el electrodo de alambre no necesita ser más fuerte que la pieza de trabajo. El proceso se utiliza para crear agujeros y cavidades para personalizar piezas de automóviles como parachoques, tableros, puertas de automóviles y más.
Industria médica
Las máquinas de electroerosión por hilo producen piezas complejas con alta precisión para su uso en todos los campos médicos, incluidos la optometría y la odontología. Además, los metales que funcionan bien con las máquinas de electroerosión por hilo se utilizan a menudo para fabricar dispositivos médicos.
Debido a que el diámetro del alambre determina el tamaño del corte, la máquina de electroerosión por hilo agrega pequeñas características a piezas como implantes dentales y componentes de jeringas sin comprometer su integridad estructural.
industria aeroespacial
La electroerosión por hilo produce piezas con tolerancias estrictas y es el método de mecanizado preferido por los fabricantes de piezas aeroespaciales. Además del corte por chorro de agua, este proceso se utiliza principalmente para piezas que no pueden soportar las altas temperaturas y tensiones de las herramientas de corte convencionales.
Las piezas de la industria aeroespacial deben tener un excelente acabado superficial y ser precisas y precisas. Los fabricantes han utilizado el proceso de electroerosión por hilo durante años para producir motores, álabes de turbinas, piezas de chasis y más.
Concluyendo
La electroerosión por hilo es un proceso de mecanizado versátil y preciso que se puede utilizar para crear formas y geometrías complejas. Se utiliza comúnmente en las industrias aeroespacial y médica donde las piezas deben cumplir tolerancias estrictas. La electroerosión por hilo también se puede utilizar para crear prototipos o piezas individuales. Esperamos que con este artículo ahora comprenda mejor la electroerosión por hilo.
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Preguntas frecuentes
¿Qué otros tipos de electroerosión existen?
Además de la electroerosión por hilo, también existe la electroerosión por perforación y por penetración. La diferencia está en el electrodo utilizado. Los electrodos en la electroerosión por orificios son tubulares y crean orificios más pequeños y más profundos. La electroerosión por matriz, por otro lado, utiliza un metal eléctricamente conductor para formar un "positivo" de la forma deseada.
¿Cuál es la diferencia entre electroerosión por hilo y corte por láser?
El corte por láser utiliza un haz térmico de alta potencia para cortar materiales, mientras que la electroerosión por hilo utiliza la erosión eléctrica de un cable.
¿Por qué se utiliza agua desionizada en la electroerosión por hilo?
Debido a su bajo contenido de carbono, el agua desionizada se utiliza como medio dieléctrico en la electroerosión por hilo. Sirve como refrigerante para regular la temperatura dieléctrica.
