¿Qué es la electroerosión por hilo?

¿Qué es la electroerosión por hilo?

1. ¿Cuál es el principio de la electroerosión por hilo?

El mecanizado por descarga eléctrica por hilo (erosión por hilo) es un proceso de mecanizado no tradicional basado en el principio del mecanizado por descarga eléctrica. Se utiliza comúnmente para cortar materiales duros, como acero para herramientas endurecido y carburo cementado, y puede producir piezas metálicas con formas geométricas complejas.

    El principio de funcionamiento básico de Wire EDM se puede ilustrar con un diagrama.

    El alambre de corte [2] se alimenta desde un carrete de alambre [1] a través de rodillos guía [3] y un conjunto de guía [4]. Para resistir el desgaste, el conjunto de guía suele estar hecho de diamante. El alambre de corte finalmente se recoge en un carrete receptor [5] o se corta en trozos pequeños a medida que se consume. A través de una conexión de alimentación, el hilo de corte actúa como cátodo y la pieza de trabajo actúa como ánodo. Cuando el electrodo (en este caso, el alambre de corte) se acerca a la pieza de trabajo, se produce una descarga de chispa que provoca que se retire material de la pieza de trabajo. La descarga está soportada por un fluido dieléctrico [6], que ayuda a enfriar el material; el proceso también puede sumergirse completamente en el fluido dieléctrico. La vía de chispas [7] da como resultado que el perfil mecanizado sea ligeramente mayor que el diámetro del cable [8]. La trayectoria de mecanizado suele estar controlada por el movimiento de la pieza de trabajo en el plano horizontal.

    El proceso de electroerosión por hilo se puede dividir en tres etapas.

    1.Formación de arco entre el electrodo y la pieza de trabajo: en la electroerosión por hilo, se utiliza un alambre metálico delgado y conductor como electrodo. La distancia entre el electrodo y la pieza de trabajo es muy pequeña, pero no existe contacto físico directo. Al aplicar alto voltaje se forma una descarga de arco.

    2.El arco crea una región de alta temperatura y alta presión: la energía generada por la descarga del arco es muy alta, lo que hace que el metal en la superficie de la pieza de trabajo se caliente instantáneamente a una temperatura alta. Esta región de alta temperatura y alta presión permite la evaporación y la corrosión de la superficie del metal.

    3. Corrosión y eliminación del metal: en la región de alta temperatura y alta presión, el metal comienza a corroerse y disolverse. Las partículas de metal corroídas son arrastradas por ondas de choque, logrando así la eliminación del material de la pieza de metal. El arco se mueve continuamente entre el electrodo y la pieza de trabajo, permitiendo que todo el proceso de corte forme la forma deseada en la superficie del metal. La eliminación de material en la electroerosión por hilo se produce debido al efecto de las chispas en la superficie de la pieza de trabajo. Estas chispas no son una corriente continua sino descargas eléctricas de corta duración que ocurren millones de veces por segundo. Al mecanizar áreas cerradas, la pieza de trabajo de una máquina de electroerosión por hilo tiene un orificio pasante como punto de partida para el corte, y el alambre debe pasarse a través de este orificio antes de comenzar el corte;

    El proceso de insertar el cable desde la guía superior a la guía inferior se llama enhebrado. Las máquinas de electroerosión por hilo pueden tener un sistema de enhebrado automático o pueden requerir una finalización manual. Además, el sistema generalmente tiene un sensor para detectar roturas de alambre durante el proceso de corte de alambre por electroerosión.

¿Qué materiales son adecuados para la electroerosión por hilo?

La electroerosión por hilo es muy práctica para mecanizar materiales duros y quebradizos, como acero para herramientas, acero para herramientas endurecido, carburo cementado, Inconel y otros materiales que son difíciles de mecanizar con métodos tradicionales. También se utiliza para mecanizar piezas con contornos complejos en la industria aeroespacial o médica.

Además de estos, la electroerosión por hilo también se puede utilizar para cortar cualquier material conductor, incluido cobre, latón, aluminio, Hastelloy, etc.

¿Se puede cortar el grafito con electroerosión por hilo?

Sí, las máquinas de electroerosión por hilo pueden cortar grafito. Sin embargo, el grafito es quebradizo y requiere un manejo cuidadoso y la velocidad de corte es muy lenta. Además, es mejor mecanizar el grafito de forma convencional mediante fresado, utilizando electroerosión por hilo para contornos complejos. De esta forma, el proceso puede hacerse más económico y rápido. Después de la electroerosión, es necesario secar el grafito para eliminar la humedad.

¿Se puede mecanizar el titanio con electroerosión?

Sí, las máquinas de electroerosión por hilo pueden cortar aleaciones de titanio. Se puede utilizar alambre de corte de latón recubierto de zinc (electrodo) para lograr una mejor velocidad y acabado superficial. Además, la rotura del cable puede ser un problema durante el proceso de corte, lo que se puede minimizar ajustando el valor de corriente y la duración del "tiempo de apagado del pulso".

Ventajas, desventajas y limitaciones de la electroerosión por hilo

Ventajas: La electroerosión por hilo es un proceso de corte preciso que se puede utilizar para cortar perfiles difíciles con tolerancias estrictas e incluso piezas de trabajo de tamaño pequeño que no se pueden cortar mediante procesos de mecanizado tradicionales. Puede cortar fácilmente metales blandos como latón y cobre, materiales frágiles como el grafito y materiales duros como el carburo cementado y el Inconel. La electroerosión por hilo puede cortar piezas de trabajo con una altura de hasta 300 mm o un peso de hasta 1000 kilogramos. Se puede utilizar para cortar esquinas afiladas (con radio insignificante) sin dejar rebabas ni marcas de herramientas. El electrodo es un alambre simple en la máquina de electroerosión por hilo, por lo que el costo de la herramienta es relativamente bajo.

Desventajas y limitaciones: la electroerosión por hilo solo se puede utilizar para cortar materiales conductores. La velocidad de corte o tasa de eliminación de material de la electroerosión por hilo es baja y antieconómica, por lo que suele utilizarse para mecanizar materiales muy duros o perfiles difíciles de mecanizar. La electroerosión por hilo puede dejar una capa refundida en la superficie de la pieza de trabajo, que requiere operaciones secundarias, como el pulido, para eliminarla. La rotura del alambre es un problema en la electroerosión por hilo, lo que resulta en pérdida de tiempo y algo de material del alambre. El alambre (electrodo) en electroerosión por hilo no se puede reutilizar y se desecha después de un uso, lo que aumenta los costos.