O que significa EDM em usinagem? Usinagem de descarga elétrica explicada

Endureça um inserto de molde a 52 HRC e a fresa que o moldou no estado macio deixa de ser uma opção. O raio do canto é de 0,3 mm, a nervura tem 40 mm de profundidade e a ferramenta simplesmente não consegue alcançar a cavidade. É nesse momento que o EDM entra na conversa.

EDM significa usinagem por descarga elétrica. Nada toca a peça de trabalho. Um eletrodo moldado e a peça de trabalho ficam em um tanque de fluido dielétrico, uma tensão pulsada preenche a lacuna entre eles e milhares de pequenas faíscas corroem o metal, uma cratera de cada vez. Como a ação de corte é térmica e não mecânica, a dureza do material deixa de ser o fator limitante, razão pela qual a eletroerosão ainda é o processo padrão para cavidades de molde, matrizes endurecidas e qualquer geometria que uma fresa rotativa não consiga alcançar.

O que significa EDM em usinagem?

EDM é a abreviatura de usinagem por descarga elétrica. Em desenhos mais antigos e em conversas no chão de fábrica, você também ouvirá usinagem por faísca, erosão por faísca ou erosão por faísca. Die sinking, sinker EDM, ram EDM e wire EDM são todos subtipos da mesma família de processos, em vez de tecnologias concorrentes.

O método surgiu de pesquisas na década de 1940, quando a erosão elétrica controlada foi desenvolvida em um processo prático de usinagem pelos pesquisadores soviéticos B. R. Lazarenko e N. I. Lazarenko. O que transformou um efeito de laboratório em uma ferramenta de produção foi o servocontrole: a máquina tem que manter uma lacuna medida em centésimos de milímetro enquanto centenas ou milhares de descargas ocorrem a cada segundo.

Três condições definem cada operação EDM:

• A peça de trabalho deve conduzir eletricidade.
• Um eletrodo com o formato da cavidade desejada deve estar disponível, ou no fio EDM, um fio.
• O espaço entre o eletrodo e a peça de trabalho deve ser preenchido com fluido dielétrico limpo.

Como a erosão por faísca remove o metal

Uma máquina EDM de afundamento não corta. Isso queima. O ciclo se repete milhares de vezes por segundo:

1. A cabeça do servo avança o eletrodo até que a folga seja pequena o suficiente para que o dielétrico se quebre.
2. Um canal de descarga se forma, a corrente flui e a temperatura do plasma naquele único ponto excede o ponto de fusão da peça de trabalho.
3. Uma pequena cratera de metal fundido e vaporizado é ejetada da superfície.
4. O pulso termina, o dielétrico extingue a cratera e o servo se retrai ligeiramente para que o fluido fresco possa eliminar os detritos.

Como o eletrodo nunca toca a peça de trabalho, não há força de corte, vibração e deflexão da ferramenta. É por isso que a eletroerosão pode deixar um canto interno agudo que uma fresa, que sempre carrega seu próprio raio, nunca poderá produzir.

Os principais tipos de EDM

EDM é uma família de processos e o formato do eletrodo é o que separa os membros. Uma máquina de afundar mergulha um eletrodo moldado em uma cavidade, uma máquina de arame passa um fio fino e móvel através de uma placa e uma máquina de furo pequeno usa um tubo giratório.

Se você estiver pesando as duas opções mais comuns, a divisão prática é simples: cavidades cegas e detalhes tridimensionais vão para uma chumbada, enquanto perfis passantes e placas de tolerância estreita vão para uma máquina de arame. Um olhar mais atento EDM de chumbada e EDM de fio mostra onde os dois se sobrepõem e onde não.

O que o EDM faz bem e onde fica aquém

O resumo honesto é que a EDM compra capacidade com tempo de ciclo. Use-o onde a geometria ou o material excluem o corte convencional.

Pontos fortes

• Usina qualquer material condutor, independentemente da dureza, incluindo aço para ferramentas a 60 HRC, metal duro, titânio e ligas de níquel.
• Sem força de corte, paredes finas, costelas delgadas e características delicadas sobrevivem à operação.
• Cantos internos afiados e ranhuras profundas e estreitas que nenhum cortador rotativo pode produzir.
• Acabamentos finos com circuitos geradores dedicados, geralmente na faixa de mícrons.

Limitações

• A peça de trabalho deve conduzir eletricidade, portanto, vidro, plástico e a maioria das cerâmicas estão fora.
• As taxas de remoção de metal são inferiores às do fresamento, portanto o desbaste de grandes volumes é caro.
• O processo deixa uma camada remodelada ou branca que pode precisar ser removida em peças críticas à fadiga.
• Os eletrodos se desgastam e devem ser reparados ou substituídos, e o fluido dielétrico precisa de filtragem e gerenciamento de descarte.

ZNC, PNC e CNC: o que as letras significam em uma máquina EDM

As etiquetas da máquina em um EDM de afundamento usam três siglas. Eles descrevem quanto da máquina está sob controle numérico e esse é o maior fator de preço e de quem pode operar a máquina.

ZNC: controle numérico do eixo Z

Em uma máquina ZNC, o eixo Z, que é o mergulho do eletrodo, é servocontrolado, enquanto X e Y são posicionados manualmente com volantes e mostradores. Estes são os burros de carga do trabalho simples de moldes e matrizes: rápidos de configurar para cavidades únicas e pouco exigentes para o operador. Um exemplo típico é o ZNC 450 EDM Máquina de afundamento/chumbada EDM Opcional: Gabinete de Controle EDM Ver Produto → Máquina classe ZNC-450, dimensionada para trabalhos em cavidades pequenas e médias.

PNC: controle numérico programável

X, Y e Z são todos programáveis, de modo que a máquina posiciona o eletrodo automaticamente e executa programas de várias etapas. Isso abrange moldes com múltiplas cavidades e trabalho repetitivo onde o posicionamento manual consumiria o turno. Máquinas desta classe, como o PNC 450 EDM Máquina de afundar/chumbada EDM Opcional: Caixa Elétrica de Aço Tungstênio PNC (DC) Ver Produto → PNC-450, fica entre o ZNC manual e o CNC totalmente programado em capacidade e preço.

CNC: controle numérico computadorizado

Full CNC adiciona órbita, interpolação multieixo, programas armazenados e, em modelos maiores, troca automática de eletrodo. É a escolha para cavidades tridimensionais complexas, execuções autônomas e oficinas que necessitam de resultados repetíveis de um turno para outro. Envelopes de trabalho maiores seguem a mesma lógica, e é por isso que um CNC 650 EDM Máquina de afundamento/chumbada EDM Opcional: Caixa Elétrica CNC (servo motor AC/Japão Panasonic) Ver Produto → A máquina da classe CNC-650 geralmente é especificada quando cavidades detalhadas e blocos de molde maiores precisam funcionar em uma plataforma.

EDM contra fresamento e retificação: escolha por geometria, não por hábito

A seleção do processo geralmente se resume a três questões: quão duro é o material, quão profundo e estreito é o recurso e quão fina deve ser a superfície? O fresamento ganha na taxa de remoção sempre que uma fresa consegue atingir fisicamente a geometria. A retificação vence quando você precisa de planicidade e controle dimensional em superfícies acessíveis. A EDM vence quando a geometria está inacessível ou o material já está endurecido.

A consequência prática é um fluxo de trabalho em duas etapas que a maioria das oficinas de moldes já executa: fresar a cavidade suavemente, deixando um estoque uniforme, depois tratar termicamente e finalizar com EDM. Ignorar a etapa de EDM significa aceitar um raio de fresa no canto ou pagar por uma fresa menor e um ciclo de fresamento muito mais longo.

O que verificar antes de comprar um EDM

As folhas de especificações são parecidas; as diferenças aparecem no envelope de trabalho e no comportamento da máquina na tarde de sexta-feira. Peça estes números antes de comparar preços:

• Dimensões do tanque de trabalho e peso máximo da peça, medidos com o porta-eletrodo e o mandril no lugar.
• O deslocamento X, Y e Z e se o curso Z é suficiente para os comprimentos de eletrodo que você realmente percorre.
• Faixa de saída do gerador, o melhor acabamento superficial que pode alcançar e quantos programas podem ser armazenados.
• Capacidade do trocador de eletrodos ou magazine, se a usinagem autônoma fizer parte do plano.
• Filtragem dielétrica, resfriamento e capacidade do tanque, que determinam o custo operacional e a consistência do acabamento.
• Disponibilidade de peças de reposição e tempo de resposta de serviço realista em sua região.

A Nantong New Era Technology constrói máquinas-ferramentas CNC há mais de 20 anos e produz máquinas de punção ZNC, PNC e CNC, desde pequenas cavidades até grandes blocos de molde, juntamente com centros de usinagem verticais e horizontais, retificadoras de superfície e máquinas de gravação. Se você deseja combinar modelos com seu próprio mix de peças, é útil começar com o Gama de máquinas de estampagem EDM e trabalhe para fora da maior cavidade que você espera queimar.

FAQ: EDM em Usinagem

As três letras do desenho dizem acima de tudo uma coisa: a peça não pode ser acabada com uma fresa rotativa, seja porque o material é muito duro ou porque a geometria é muito apertada. Uma vez que isso esteja claro, as decisões restantes são sobre o eletrodo, a classe de controle e o envelope de trabalho, e essas são questões que qualquer construtor de máquinas deve ser capaz de responder com números reais em vez de adjetivos.