O que é a maquinagem por descarga eléctrica: Definição, tipos e utilizações
O EDM é um método de maquinagem que utiliza uma descarga eléctrica pulsada para gravar materiais condutores de modo a obter determinadas formas e tamanhos. Trata-se de um método inovador que difere das técnicas tradicionais de corte e cisalhamento. O processo é versátil e tem muito para compreender.
Neste artigo, analisaremos em profundidade a definição de EDM, o seu desenvolvimento histórico, o seu funcionamento exato, os principais tipos de maquinagem EDM, as suas vantagens e desvantagens, os materiais adequados à tecnologia de maquinagem EDM, bem como as aplicações específicas da maquinagem EDM e as adaptações que enfrenta.
O que é a maquinagem por descarga eléctrica?
A EDM, também conhecida como Maquinação por Descarga Eléctrica, é um processo no qual são utilizadas faíscas controladas de eletricidade para moldar os materiais com precisão. Ou seja, é a peça de trabalho e o elétrodo da ferramenta (macho de cobre) como dois eléctrodos imersos no fluido de trabalho, e colocados entre os dois pólos em linha com uma certa tensão de impulso, quando a distância entre os dois pólos é pequena até um certo ponto, entre os pólos do fluido de trabalho o meio será perfurado, resultando numa descarga de faísca.
Permite a maquinação de componentes condutores de eletricidade, independentemente da sua dureza. Este processo ajuda a criar geometrias complexas para os componentes, que não podem ser obtidas através dos métodos de maquinagem tradicionais.
A história da maquinagem EDM
A EDM teve origem nos anos 40 e desenvolveu-se a partir da ideia de evitar a corrosão dos contactos eléctricos de tungsténio. A descoberta destas técnicas levou à sua utilização em processos de fabrico modernos. Com o passar do tempo, a EDM tornou-se uma opção aceite na indústria médica, aeroespacial e de ferramentas.
A EDM de fio foi desenvolvida para criar formas complexas e cavidades pormenorizadas e, atualmente, a EDM expandiu-se para capacidades infinitas, ajudando a obter uma excelente qualidade artesanal.
Como funciona a maquinagem por descarga eléctrica?
O processo de fabrico de componentes por EDM consiste na utilização de um elétrodo de grafite macio, que provoca uma faísca entre a região alvo e o elétrodo. A temperatura da faísca varia entre 14500 e 21500 Fahrenheit e leva à vaporização da região alvo.
Quando a vaporização ocorre, o fluido dielétrico afasta a parte vaporizada da região da peça de trabalho, que já está maquinada. O processo repete-se até se atingir o corte e a precisão pretendidos. A EDM tem a capacidade de maquinar materiais que são bons condutores de eletricidade.
Tipos de EDM
Existem diferentes tipos de processos EDM, que são abordados de seguida.
Maquinação por Descarga Eléctrica com Corte de Fios
EDM de corte de fio é conhecida pela sua capacidade de criar componentes altamente precisos com cortes pormenorizados. O processo utiliza um fio fino, carregado eletricamente e feito de cobre ou latão. O fio é alimentado através do componente, seguindo repetidamente o trajeto do programa, e corta o material. Tem a capacidade de cortar o material mais duro com excelente precisão.
Este método é adequado para criar formas pormenorizadas com contornos. Por isso, é utilizado principalmente para criar matrizes, punções e ferramentas. Além disso, o método fabrica componentes com tolerância apertada e é adequado para a indústria aeroespacial.
Maquinação por descarga de sinterização (EDM)
Maquinação por Descarga com Sinker é o processo no qual o componente e o elétrodo estão ambos submersos no fluido dielétrico. Os eléctrodos presentes na EDM de chumbada podem ser personalizados em termos de forma para criar a cavidade necessária no componente.
O processo é benéfico para formas geométricas complexas, como moldes e ferramentas, que requerem cavidades intrincadas. O movimento dos eléctrodos pode ser controlado utilizando os materiais certos para os eléctrodos, que são compostos por cobre e grafite.
A EDM de chumbar consiste em envolver descargas eléctricas sob a forma de uma série entre a peça e os eléctrodos. Este processo pode criar cortes inferiores e cavidades, que não são possíveis de obter através de outros métodos. A versatilidade deste método permite lidar com várias indústrias para criar componentes difíceis.
Perfuração de furos Maquinação por descarga eléctrica
A perfuração EDM é uma técnica concebida para criar furos profundos e precisos num material condutor de eletricidade. O processo consiste em criar furos rápidos com precisão em aplicações sensíveis. Este método tornou o processo de criação de furos precisos mais simples e mais rápido.
O elétrodo O elétrodo é constituído por um material de cobre ou grafite e o elétrodo penetra mais profundamente na peça de trabalho enquanto remove o material. Ao contrário dos processos de perfuração convencionais, o processo de perfuração EDM pode produzir furos pequenos e profundos.
Vantagens da EDM
As vantagens do processo EDM são as seguintes
Formas complexas: A electroerosão tem a capacidade de fabricar formas complexas com cantos e contornos internos acentuados.
Sem deformação da peça de trabalho: A EDM minimiza o desgaste da ferramenta; o corte é feito por EDM, não há contacto físico entre a peça de trabalho e a ferramenta, e não ocorre distorção na maquinação
Alta precisão: A EDM oferece uma elevada exatidão e precisão, o que é importante para aplicações sensíveis.
Adequado para maquinagem de materiais duros: Pode ajudar a moldar e cortar materiais duros, o que não pode ser feito através de outros métodos de maquinagem como o titânio, o carboneto de tungsténio ou o aço endurecido.
Superfície perfeita: A electroerosão oferece um excelente acabamento superficial. Não deixa rebarbas ou marcas na superfície da peça a trabalhar.
Desvantagens do EDM
As desvantagens do EDM são as seguintes
Material condutor: A EDM trabalha com materiais que são apenas condutores de eletricidade e têm uma limitação na gama de aplicações.
Velocidade de maquinação lenta: Em comparação com os métodos de maquinagem tradicionais, é lento quando se trabalha com materiais duros.
Custo elevado: A EDM tem um elevado custo de manutenção, bem como de equipamento e de consumo elétrico.
Impacto ambiental: Os fluidos dieléctricos requerem uma eliminação e um manuseamento cuidadosos e, por conseguinte, apresentam riscos ambientais.
Que materiais podem ser maquinados por EDM?
Os diferentes materiais que podem ser maquinados por EDM são os seguintes
- Aço: O aço é duro e resistente e é frequentemente utilizado para fazer moldes.
- Alumínio: É um material forte, mas leve, selecionado para peças leves.
- Latão: O latão é uma liga de cobre que pode ser facilmente fabricada através de EDM.
- Cobre: O cobre tem uma excelente condutividade eléctrica e uma excelente maquinabilidade, o que o torna adequado para a maquinagem de peças com formas complexas.
- Carboneto de tungsténio: É um material altamente resistente ao desgaste e duro; por conseguinte, a electroerosão pode funcionar perfeitamente neste material.
- Titânio: O titânio é um material resistente e orientado para a força, o que o torna adequado para indústrias como a aeroespacial.
Quando utilizar a EDM
O EDM é utilizado numa vasta gama de aplicações, entre as quais se destacam as seguintes
Aeroespacial: Os componentes que constituem as peças dos motores e as pás das turbinas têm formas complexas e cortes inferiores que são utilizados na indústria aeroespacial e são fabricados com EDM.
Médico: No médico Na indústria, a EDM ajuda a fabricar próteses, implantes e instrumentos cirúrgicos.
Automóvel: A EDM cria, faz matrizes e moldes para os componentes dos veículos.
Fabrico de ferramentas e moldes: A EDM é utilizada na indústria de fabrico de ferramentas para fabricar carimbos, moldes e matrizes personalizados.
Eletrónica: O sector eletrónico requer conectores e componentes de semicondutores precisos, e a tecnologia EDM é capaz de satisfazer os requisitos de tamanho minúsculo.
Desafios associados à tecnologia EDM
A tecnologia EDM tem alguns desafios associados, que são os seguintes:
- A configuração exigida pela EDM é precisa e demora muito tempo; requer mesmo técnicos especializados para operar o processo e obter precisão.
- Devido às faíscas de alta temperatura, o risco de danos térmicos no componente é predominante.
- Os eléctrodos utilizados no processo são normalmente personalizados e aumentam o custo.
- Quando se trata de cortes muito profundos, torna-se difícil manter a precisão e, por isso, persistem problemas como a lavagem ineficiente e a seleção de eléctrodos.
Qual é a diferença entre CNC e EDM?
Uma comparação das diferenças entre a maquinagem CNC e a maquinagem EDM é a seguinte:
Princípio de maquinagem: A maquinagem CNC corta através de ferramentas mecânicas controladas por computador, enquanto a maquinagem EDM utiliza faíscas eléctricas para remover material.
Materiais aplicáveis: A maquinação CNC é adequada para uma vasta gama de materiais metálicos e não metálicos, enquanto a maquinação EDM é adequada para metais com maior dureza (por exemplo, aço, ligas de tungsténio) e materiais difíceis de maquinar.
Precisão e superfície: A maquinagem por EDM permite obter uma melhor precisão e um melhor acabamento superficial, especialmente adequado para formas complexas.
Velocidade de maquinagem: A velocidade de maquinagem CNC é rápida e adequada para a produção em massa, enquanto a EDM é relativamente lenta na maquinagem de furos profundos ou de formas complexas.
Custo: A CNC é adequada para a produção em massa, o custo unitário é relativamente baixo; a EDM é adequada para pequenas quantidades, produção de peças com formas complexas, o custo unitário é relativamente elevado.
Conclusão
O processo de EDM tornou muito fácil o fabrico de componentes altamente complexos com detalhes finos de uma forma muito precisa. No entanto, se quiser ter experiência prática com esses componentes personalizados para a sua aplicação que são excecionalmente precisos, pode entrar em contacto connosco em DEK. Fornecemos componentes de alta qualidade fabricados por EDM.
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FAQs
Quais são os principais componentes de um sistema EDM?
Os principais componentes do sistema EDM consistem num elétrodo, num sistema dielétrico, num sistema de alimentação de eletricidade, numa fonte de energia pulsada e em componentes.
Quais são os parâmetros tecnológicos da EDM?
Os parâmetros tecnológicos no EDM são o tempo de ativação do impulso, a corrente de descarga, o tempo de desativação do impulso, a tensão e a pressão de descarga.
A maquinagem por descarga eléctrica é cara?
A maquinagem por EDM requer um investimento inicial elevado, tem um custo de funcionamento elevado e requer também manutenção. No entanto, a qualidade dos componentes é excecional, pelo que algumas aplicações podem considerá-la dispendiosa e outras não.
Como é que a EDM é diferente de outros processos de maquinagem?
A EDM não entra em contacto direto com a peça de trabalho, o que ajuda a controlar o desgaste da ferramenta em comparação com outros processos de maquinagem.
