O corte por descarga elétrica (EDM) é um processo de fabricação subtrativo não tradicional que utiliza energia elétrica na forma de faíscas para cortar ou remover partes de uma peça de trabalho. As duas formas comuns desta tecnologia de usinagem são o puncionamento e o corte com fio.
Este artigo fornece uma comparação detalhada entre o afundamento da matriz e a eletroerosão a fio, examinando as vantagens, desvantagens, aplicações e diferenças.
Visão geral do EDM de afundamento de matriz
Sinker EDM é um tipo de usinagem por descarga elétrica em que um eletrodo e uma peça de trabalho são imersos em um fluido isolante, geralmente um óleo de hidrocarboneto ou outro fluido dielétrico. Às vezes é chamado de EDM de carneiro, cavidade ou volume. O processo de usinagem utiliza eletrodos pré-fabricados – cobre, grafite ou tungstênio – para formar um “positivo” do formato desejado. Os eletrodos são então pressionados contra a peça de trabalho para criar o negativo da forma real do material.
Os fatores mais importantes que determinam a escolha do eletrodo para afundamento são a resistência e a condutividade dos eletrodos. Por exemplo, os eletrodos de grafite são mais fáceis de usinar em comparação com o cobre. No entanto, o cobre tem maior condutividade.
O afundamento da matriz é o processo de criação de estruturas complexas em uma peça de trabalho usando uma cópia positiva do formato desejado. Por exemplo, se um desenho requer uma forma de pirâmide, a ferramenta de edição selecionada terá uma forma semelhante – uma pirâmide. Esta é uma clara diferença em relação a outras tecnologias de usinagem, onde as ferramentas de corte cortam ao longo de eixos diferentes para produzir o formato desejado. Devido a essa diferença, o EDM por penetração pode ser demorado porque o maquinista deve usinar a ferramenta de corte antes de fazer a estrutura.
Vantagens e desvantagens do EDM por afundamento
Vamos examinar brevemente as vantagens e desvantagens do EDM de afundamento de matriz
Por
- precisão: Sinker EDM é adequado para usinagem precisa e produz detalhes extremamente precisos.
- Fabricação de ferramentas: Em contraste com outros processos de usinagem, o EDM por penetração da matriz não requer uma ferramenta que seja mais dura do que a peça de trabalho.
- forma: O processo é adequado para criar formas e dispositivos complexos, incluindo furos cegos de formato irregular.
- risco: É um processo de edição de baixo risco.
- Tipo de metal: Se o metal for condutor, o EDM por afundamento é adequado para processamento.
- Usinagem de baixa tensão: Ao contrário da usinagem de alumínio, a EDM por afundamento da matriz não cria nenhuma tensão que possa deformar a ferramenta de corte ou a peça de trabalho.
- Estruturas complexas: Como não corta necessariamente a peça a menos que seja necessário, é adequado para fazer paredes finas, furos cegos, seções transversais, etc.
Desvantagens
- Restrição de materiais: Sinker EDM é adequado apenas para processar materiais condutores. O processo é, portanto, inadequado para plásticos e materiais compósitos.
- Alto consumo de energia: Comparado às máquinas CNC, o processo consome muita energia. Uma grande quantidade de eletricidade é necessária para gerar energia suficiente para o processo.
- Tempo: O processo é mais caro e demorado do que os métodos de usinagem tradicionais.
Aplicações de EDM por afundamento
Como já mencionado, o afundamento da matriz é adequado para criar cavidades complexas. O processo é normalmente adequado para a produção de ferramentas duras, como moldes e matrizes, bem como para a criação de nervuras profundas. A aplicação típica de EDM por afundamento inclui o seguinte:
- Construção de matrizes e moldes
- Implantação rápida de ferramentas
- Cantos internos afiados
- Costelas finas e profundas
- Moldes de injeção
- Detalhes finos
- Peças e dispositivos médicos
- Chavetas cegas
- assuntos
- Criação de designs complexos em joias e metais preciosos
- Engrenagem interna etc.
Visão geral do fio EDM
Wire EDM é outra forma de usinagem por descarga elétrica. É um processo de usinagem sem contato que utiliza fio metálico fino, de núcleo único, carregado eletricamente com um fluido dielétrico adequado para cortar uma peça no formato desejado. Às vezes é chamado de EDM por faísca, EDM por fio ou simplesmente EDM por fio. Tal como acontece com a eletroerosão por penetração, as peças de trabalho devem ser bons condutores de eletricidade, como metais e grafite. No entanto, o fluido dielétrico é geralmente água deionizada.
Este processo não corta necessariamente as peças de metal. Em vez disso, um fio fino é usado para criar linhas de corte precisas, derretendo ou vaporizando o metal até que o fio penetre completamente na peça de trabalho. Portanto, o processo pode ser mais adequado para usinar peças que desafiam as técnicas de usinagem tradicionais, desde que a peça seja condutiva.
Os componentes de uma EDM de fio típica incluem a ferramenta CNC, fonte de energia, dielétrico, eletrodos e, claro, fios de corte, que podem ser feitos de latão, recozidos por difusão ou fios galvanizados. O processo é adequado para cortar alumínio, grafite e latão, mas também metais mais duros, como aço e titânio.
Vantagens e desvantagens da eletroerosão a fio
Por
- Processamento contínuo: O processo de edição é contínuo. Mesmo que o fio se rompa, o processo continua quase imediatamente, com pouca ou nenhuma interrupção.
- Corte de alta precisão: Wire EDM cria peças altamente precisas e precisas. Eles são adequados para produzir estruturas com geometrias complexas e tolerâncias restritas que desafiam os processos de usinagem tradicionais.
- versatilidade: Wire EDM é muito versátil. O processo é adequado para cortar vários materiais (condutores), incluindo alumínio, aço, tungstênio, latão, grafite e titânio.
- Não deixa manchas: É um processo de uma etapa sem deformações ou rebarbas na peça.
Desvantagens
- Limitações significativas: É adequado apenas para materiais que podem conduzir eletricidade.
- Acabamento adicional pode ser necessário.: Após o corte das peças metálicas, pode formar-se uma camada de óxido nas superfícies, o que requer pós-processamento e acabamento dispendiosos.
- Custo: Uma máquina de eletroerosão a fio requer altos custos de compra. A manutenção também é bastante cara.
Aplicações de fio EDM
Conforme mencionado anteriormente, a eletroerosão a fio produz peças com tolerâncias restritas, alta precisão e exatidão dimensional. Abaixo você encontrará aplicações típicas deste método de processamento.
- Indústria automobilística: Carros e outros veículos automotores possuem diversas peças complexas que requerem usinagem de alta precisão. Wire EDM é adequado para a produção de cilindros de motores, engrenagens e transmissões, injetores de combustível e outros componentes.
- Partes eletrônicas: Microcomponentes para dispositivos elétricos podem ser fabricados usando eletroerosão a fio. Esses componentes incluem sensores, microchips, conectores, etc.
- Aeroespacial: A indústria aeroespacial utiliza fio EDM para produzir peças que exigem alta precisão e exatidão dimensional. Este processo pode ser usado para produzir pás de turbinas, peças de chassis e palhetas guia.
- Produtos médicos: Wire EDM é adequado para fabricação de implantes cirúrgicos, próteses e outros dispositivos médicos.
- Produção de moldes, ferramentas e matrizes: Wire EDM pode ser usado para criar matrizes e formas para vários processos de fabricação, incluindo moldagem por injeção, moldagem por sopro, fundição sob pressão, etc.
Sinker EDM vs. Wire EDM: Quais são as diferenças?
Sinker EDM e Wire EDM têm algumas semelhanças, pois ambos são usinagem por descarga elétrica. No entanto, também existem diferenças claras que os diferenciam. Isso inclui:
processo de corte
Durante a EDM por afundamento da matriz, são criadas faíscas entre a peça de trabalho e o material durante o corte, que vaporizam ou derretem as peças de metal. Sinker EDM usa um fio fino para criar faíscas elétricas que vaporizam ou corroem o metal.
Fluido dielétrico
Embora o afundamento tenda a usar óleos de hidrocarbonetos, o corte do fio geralmente usa água deionizada como dielétrico.
fio eletrodo
Sinker EDM usa um eletrodo personalizado que se assemelha ao perfil 3D ou formato do produto desejado. Isto é então baixado na peça de trabalho para cortar a forma. No entanto, a eletroerosão a fio usa basicamente o mesmo fio elétrico fino que passa pelo material e o corta na estrutura desejada.
Velocidade de processamento
Ao contrário do afundamento da matriz, o maquinista deve primeiro criar uma matriz personalizada para fabricação, especialmente para estruturas complexas. Wire EDM usa um fio simples, fino e semelhante a um fio para cortar. Isso torna a eletroerosão a fio um método de fabricação mais rápido e mais barato.
Funções de edição
A EDM por afundamento de matriz é mais adequada para contorno 3D, perfuração, rebarbação, acabamento, etc. Por outro lado, a EDM com fio está disponível para corte 2D e corte de perfil de alta precisão, bem como preparação de amostras.
Enquanto com a eletroerosão a fio a usinagem só pode começar nas bordas de uma peça de trabalho, com a usinagem por EDM por afundamento pode começar de qualquer lugar, mesmo que a peça de trabalho não tenha furos ou arestas. Isso torna o EDM por penetração mais adequado para criar cavidades ou furos que não estavam originalmente presentes na parte inferior do material.
precisão
Na verdade, ambos os processos EDM produzem cortes exatos e precisos. Wire EDM é mais adequado para peças com requisitos rígidos de precisão e tolerância.
Como escolher entre EDM de chumbada e EDM de fio?
Embora tenhamos mostrado a diferença entre EDM com fio e EDM com chumbada, você concordará que eles são semelhantes. Afinal, ambos são tipos de erosão por centelha. Porém, qual você deve escolher para sua fabricação?
Vamos simplificar: a escolha de um método deve depender de suas necessidades de fabricação. Por exemplo, a eletroerosão a fio é adequada para produções menores com padrões de alta precisão. No entanto, o afundamento de matrizes é mais adequado para criar matrizes e formas para moldagem por injeção e outros processos de fabricação.
Antes de decidir qual método escolher para seu projeto, considere o seguinte.
- Acabamento da superfície: O EDM com fio deixa uma superfície mais lisa e fina, enquanto o EDM com afundamento pode deixar a superfície um pouco mais áspera.
- Tipo de material e espessura: Escolha o afundamento da matriz para materiais mais rígidos e resistentes, como aço e titânio. Wire EDM é melhor para materiais mais finos.
- Custos de produção: Se você estiver com orçamento limitado, opte pela eletroerosão a fio, é mais barato.
- Geometria e forma da peça: Sinker EDM é preferido para moldes, matrizes e cavidades profundas com formatos complexos.
- Produção em série: Wire EDM é um processo de fabricação mais rápido. Portanto, é a melhor escolha para grandes volumes de produção.
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EDM é uma técnica de fabricação valiosa, adequada para diversas aplicações. Porém, além de compreender os diferentes tipos e suas especificidades, você precisa trabalhar com um especialista para garantir serviços de EDM de alto nível para sua fabricação.
Concluindo
Sinker EDM e wire EDM são dois processos de usinagem não convencionais. No entanto, ambos são amplamente utilizados na indústria para diversas aplicações. Conhecer as semelhanças, vantagens e desvantagens dos dois processos o ajudará a decidir qual o melhor processo para suas necessidades de fabricação.
Perguntas frequentes
Quais são os três tipos de EDM que existem?
Os três tipos de usinagem por descarga elétrica incluem afundamento de matriz, eletroerosão a fio e perfuração. O que todos os três processos de fabricação têm em comum é que utilizam correntes elétricas para cortar peças de metal.
Qual é a diferença entre EDM e ECM?
EDM – Usinagem por Descarga Elétrica – utiliza descarga elétrica, corrente ou faíscas para cortar ou remover pedaços de material. ECM – usinagem eletroquímica – por outro lado, utiliza eletrólise (reação química) para dissolver ou corroer pedaços de material (metal).
Qual é a principal semelhança entre a eletroerosão por penetração e a eletroerosão a fio?
A principal semelhança entre o afundamento da matriz e a eletroerosão a fio é que ambos os processos usam corrente elétrica ou faíscas para cortar ou remover material de uma peça até que o formato desejado seja alcançado. Além disso, ambos os métodos utilizam um eletrodo para cortar o metal e um fluido dielétrico que atua como isolante.
