Erosão de faísca

Afundamento de matriz de uma cavidade de aço sob o dielétrico embutido

A usinagem de descarga elétrica (abreviação de EDM de Engl. Usinagem de descarga elétrica e usinagem de descarga elétrica , remoção de EDM ( DIN 8580 ) ou usinagem de descarga elétrica ) é um método de fabricação de remoção de material térmico para materiais condutores com base em descargas elétricas ( faísca ) entre o eletrodo como uma ferramenta e a peça de trabalho condutiva é baseada.

Processo de usinagem

EDM de afundamento de fio e matriz

O processamento ocorre em um meio não condutor, o chamado dielétrico (principalmente óleo ou água deionizada ). A peça de trabalho, a ferramenta e o dielétrico estão em uma bacia ou o dielétrico é alimentado através de mangueiras para a área a ser erodida, onde é lavado ao redor da ferramenta e da peça de trabalho.

A ferramenta do eletrodo é movida para 0,004 a 0,5 mm da peça de trabalho. No momento certo, o flashover de faíscas é provocado pelo aumento da tensão aplicada. As faíscas fazem com que o material derreta e vaporize em alguns pontos. O resultado da remoção é influenciado pela intensidade, frequência, duração, comprimento, largura do gap e polaridade das descargas. A ferramenta é movida com o auxílio de um controle CNC . Podem ser produzidas formas geométricas complexas.

O material do eletrodo é selecionado para corresponder ao material a ser processado. Cobre , latão , grafite , ligas de cobre (principalmente com tungstênio ) e metal duro são os materiais de eletrodo mais comuns.

É feita uma distinção entre perfuração de erosão por centelha ( erosão de broca ), corte por erosão por centelha ( erosão do fio ), em que um fio forma o eletrodo, e afundamento de erosão por centelha ( erosão de chumbada ), em que o eletrodo é movido para a peça como um negativo forma com a ajuda de uma máquina de eletroerosão . A erosão de disco também está sendo usada cada vez mais, com um disco de cobre , cobre-tungstênio ou grafite servindo como um eletrodo giratório.

O eletrodo da ferramenta é normalmente conectado positivamente e as faíscas são disparadas por uma sequência rápida de pulsos com a energia mais constante possível.

história

Em 1770, o cientista inglês Joseph Priestley descobriu o efeito erosivo das descargas elétricas.

Em 1943, os cientistas russos e cônjuges Boris Romanovich (veio o russo Борис Романович ) e Natalia Ioasafowna Lazarenko ( russo Наталья Иоасафовна Лазаренко ) em pesquisas com o objetivo de reduzir os danos aos contatos elétricos por faísca durante o processo destrutivo de comutação. Aproveitar os efeitos das descargas elétricas e desenvolver um método de processamento controlado de metais. Eles chamaram o processo de erosão por centelha porque uma série de faíscas foi gerada entre dois condutores que estavam imersos em dielétrico líquido. O princípio do gerador de descarga utilizado na época, conhecido como círculo de Lazarenko , foi utilizado por muito tempo na construção de geradores para máquinas de descarga elétrica. De forma aprimorada, esse tipo de gerador ainda é usado hoje em certas aplicações.

A primeira máquina para usinagem por descarga elétrica foi apresentada em 1955 na exposição europeia de máquinas-ferramenta em Milão. A primeira máquina de eletroerosão a fio NC foi desenvolvida e apresentada na Suíça em 1969 pela AG para eletrônica industrial (AGIE). Isso combina as vantagens do controle numérico em conexão com a erosão por centelha. Também não era mais necessário fabricar um eletrodo antes da usinagem. Hoje, as máquinas de erosão CNC são utilizadas na construção de máquinas e usinas, por causa de formatos tão complicados, entre outras coisas. também pode ser produzido em materiais duros (punções de corte, matrizes).

Desde 1982, a eletroerosão também tem sido usada em trabalhos finos, como B. usado e desenvolvido em tecnologia odontológica . A eletroerosão dentária é usada para a instalação de pinos de fricção ou para ajustes de forma para parafusos de travamento e giratórios e conexões de fixação de todos os tipos. Em 1995, a erosão de fixação de sensoriamento desenvolvida, ou SAE para abreviar, foi expandida para incluir uma área importante de Aplicação: a passivação por eletroerosão de próteses sobre implantes.

Areas de aplicação

Por outro lado, a erosão por centelha é usada para processar materiais difíceis de usinar , cujo processamento mecânico leva ao rápido desgaste das ferramentas convencionais. Por outro lado, um nível muito alto de precisão pode ser alcançado na produção de formas complexas em materiais condutores, que de outras maneiras requerem um nível de esforço significativamente maior.

O EDM é particularmente adequado para a produção de recortes e cortes profundos e estreitos, bem como de estruturas superficiais muito complexas.

Aço temperado , ligas de titânio duro , metal duro , materiais duros e cerâmicas condutoras de alta resistência, que v. uma. no ar e viagens espaciais são usados, pode ser bem administrado.

Podem ser criadas estruturas de superfície com rugosidade variável , bem como arestas sem rebarbas. Com um esforço correspondente, as superfícies também podem ser polidas por EDM.

Usando uma máquina de medição por coordenadas e um trocador de eletrodo para perfuração e afundamento de matriz, os processos podem ser ainda mais automatizados.

desvantagem

  • A produção de eletrodos é relativamente complexa.
  • Para configurar a máquina, cada eletrodo deve ser medido (deslocamento central, rotação, comprimento) e os dados de medição devem ser levados em consideração na programação.
  • A remoção de material por ciclo de trabalho é baixa. Isso limita a aplicação à remoção de quantidades limitadas de material
  • Uma vez que as flutuações de temperatura levam a imprecisões, a sala deve ter ar-condicionado para um trabalho preciso.
  • No total, os mais altos custos de produção na fabricação de ferramentas e moldes.
  • Os materiais a serem processados ​​devem ser eletricamente condutores.

Material de eletrodo

Dependendo do processo, diferentes materiais são usados ​​para os eletrodos.

  • Perfuração de erosão: tubos de cobre ou latão em diferentes perfis (Ø 0,1 - 6,0 mm)
  • Erosão por fio: fio de latão ou cobre, também parcialmente revestido (Ø 0,02 - 0,33 mm)
  • Erosão por afundamento de matriz: Blocos de cobre ou grafite , que geralmente ganham forma com processos de fresagem de alta velocidade , mais raramente com lapidação vibratória ultrassônica . Às vezes, também existem dispositivos de curativo nas máquinas de erosão para o perfil do eletrodo. No caso de erosão do disco, um cinzel de torno de dressagem é geralmente montado permanentemente, com o qual o eletrodo pode ser perfilado livremente e colocado de volta à forma se estiver muito desgastado.

Evidência individual

  1. A. Behrens, J. Ginzel, F.-L. Bruhns: Detecção de Arco na Usinagem por Eletrodescarga. Universidade das Forças Armadas Federais - Laboratório de Tecnologia de Fabricação (LFT), Hamburgo 2000, p. 7, (PDF; 147 kB).
  2. А.Д. Верхотуров, А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов: БОРИС РОМАНОВИЧ ЛАЗАРЕНКО - АВТОР ВЫДАЮЩИХСЯ ОТКРЫТИЙ В ТЕХНИКЕ XX ВЕКА. УЧЁНЫЙ И ОРГАНИЗАТОР НАУКИ (К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ). (PDF; 1,6 MB) 19 de julho de 2010, acessado em 2 de junho de 2019 (russo).