¿Qué es el corte por electroerosión por hilo, sus ventajas y limitaciones?

El mecanizado por descarga eléctrica , o el proceso de corte por electroerosión, utiliza cargas eléctricas controladas y que se repiten rápidamente para eliminar material de materiales conductores de electricidad como los metales. Corte. Al ser un proceso no convencional, aunque difícilmente nuevo, la electroerosión por hilo trabaja en piezas imposibles de cortar mediante procesos de mecanizado convencionales, pero solo si estas piezas son eléctricamente conductoras (por ejemplo, acero); por lo general, son no ferrosos y en su mayoría metales, e incluyen acero, cobre, latón y muchos otros metales. En lugar de cortar el material como los procesos de corte convencionales, la electroerosión lo funde o vaporiza, produciendo virutas comparativamente pequeñas y proporcionando una línea de corte muy precisa.

Muchas personas ven el corte por electroerosión por hilo en términos de cómo se compara el método con el corte por láser, la fabricación en 3D o el mecanizado tradicional para la conformación de metales en varios ejes.

Tabla de contenido

Ventajas de la electroerosión

Preciso para el corte de 2 ejes de piezas pequeñas

El corte por electroerosión por hilo es un método muy preciso para las aplicaciones adecuadas, como el corte en 2 ejes de piezas pequeñas con tolerancias ajustadas a grandes volúmenes. Por ejemplo, para la producción en masa de clavijas, sondas y otras piezas metálicas pequeñas y sólidas con diámetros inferiores a 0,50 mm (0,020 pulg.), Las ventajas de la electroerosión incluyen:

  • Longitudes altamente repetibles sin deformación, distorsión o delaminación de los extremos.
  • Rentabilidad mucho mejor que un método como el corte por láser.

Alto Ppk / Cpk

Para sólidos de diámetro pequeño, el corte por electroerosión por hilo también ofrece medidas extremadamente altas de tendencia central, para valores de Ppk / Cpk notablemente altos. Por ejemplo, EDM no solo puede cortar un alambre de metal precioso de 0.004 ″ (0.1 mm) de diámetro a una longitud de 1 ″ (25 mm), sino que también puede hacerlo mientras logra una tolerancia de longitud de ± 0.001 ″, extremos redondeados y un Ppk muy por encima del mínimo estándar de 1,33.

Corte sin rebabas de distintos diámetros

La electroerosión por hilo puede cortar diámetros que van desde unas milésimas de pulgada hasta varias pulgadas, hasta longitudes de 0,5 ”(12 mm) a 18,0” (450 mm) y con alta precisión dimensional. Debido a que no involucra una rueda o dientes de sierra, el procedimiento de corte con hilo de electroerosión generalmente no deja rebabas y el ancho de corte suele ser de 0,004 ”a 0,012” (0,1 a 0,3 mm).

Diferentes durezas de material y cortes de extremos redondeados

El corte por electroerosión por hilo también es versátil en cuanto a la dureza de los metales conductores que puede cortar con relativa facilidad, desde el cobre hasta los materiales más duros, como el molibdeno y el tungsteno. La electroerosión también le da un radio natural al corte final; esto puede ser una ventaja o no, dependiendo de la aplicación.

Desventajas del corte por electroerosión por hilo

Velocidad lenta

El aspecto negativo más conocido es que el corte por electroerosión por hilo sigue siendo un método extremadamente lento. Las máquinas de electroerosión modernas con AWT (enhebrado automático de hilo) y capacidad CNC se pueden programar para trabajar con “luces apagadas” para ayudar a mitigar la velocidad de corte lenta. Sin embargo, para volúmenes muy altos de piezas con diámetros mayores de 0.020 ”(0.5 mm), podría ser preferible un método como el corte abrasivo de rueda delgada.

Solo materiales conductores

Debido a la naturaleza del corte por electroerosión por hilo, es decir, la eliminación de material mediante el uso de cargas eléctricas controladas y que se repiten rápidamente a lo largo de un hilo de alambre metálico, el método se limita a materiales conductores de electricidad. Por lo tanto, cualquier material que sea un compuesto o recubierto con un dieléctrico no es factible para la electroerosión.

Efectos de un entorno cargado

Se carga todo el entorno de electroerosión, incluido el alambre, el agua desionizada y la pieza de trabajo. Las descargas eléctricas repetidas del cable pueden calentar el área objetivo de la pieza de trabajo a miles de grados. Esto puede resultar en estrés térmico en las porciones vecinas y causar cierta cantidad de desperdicio. El alambre en sí también sufre daños, por lo que la máquina de electroerosión debe alimentar constantemente alambre nuevo.

Dependiendo del metal que se corte, otra desventaja del corte con electroerosión por hilo es que se puede formar una capa de óxido en la superficie de corte. Esto puede requerir una limpieza secundaria, lo que aumenta el costo.

No es ideal para cortar la tubería

El corte por electroerosión por hilo es mejor para materiales que son sólidos, por lo que el método no es una buena opción para cortar tuberías. Para mantener la conductividad, las piezas a cortar con electroerosión deben mantenerse firmemente en su lugar. Esto crea un riesgo significativo de deformación de la tubería. También puede hacer que el cable de corte entre en contacto con la pieza de trabajo, provocando un cortocircuito en el corte, haciendo que el cable de corte se rompa y posiblemente provocando un “paso” en la pieza de trabajo.

Aunque puede fijar un tubo para que gire en la máquina, el método de corte por electroerosión por hilo está optimizado para formas más complejas y no es rentable para el corte simple de tubería en 2 ejes. Además, la electroerosión por hilo no puede realizar cortes muy cortos (menos de 0.125 ”o 3.175 mm) y no produce acabados de superficie de corte de calidad. De hecho, el corte por electroerosión por hilo puede dar como resultado una rugosidad superficial que a menudo se caracteriza como “cráteres de la luna”.

Por lo tanto, para aplicaciones como los tubos de dispositivos médicos que deben cortarse en tramos muy cortos y tienen un acabado final muy suave, un método como el corte de metal abrasivo de rueda delgada proporcionaría la tolerancia ajustada necesaria, resultados sin rebabas y un corte final limpio. sin deformación de la pared del tubo.

¿Cuáles son las diferencias entre corte por hilo y electroerosión convencional?

Hay dos tipos principales de electroerosión: convencional o de plomada y con alambre o con alambre cortado. La electroerosión convencional, como se describió anteriormente, usa una herramienta para dispersar la corriente eléctrica. Esta herramienta, el cátodo, corre a lo largo de la pieza de metal, el ánodo y la corriente eléctrica reacciona para derretir o vaporizar el metal. Como resultado del fluido dieléctrico, generalmente un aceite de hidrocarburo en el que se sumergen tanto el cátodo como la pieza de trabajo, las diminutas virutas producidas por el proceso se lavan de la pieza. La electroerosión por corte de alambre (o WCEDM) descarga la corriente electrificada por medio de un alambre delgado y tenso, que actúa como cátodo y se guía a lo largo de la trayectoria de corte deseada o entalladura. El fluido dieléctrico en este caso, generalmente agua desionizada, se hace pasar por el corte a medida que avanza, lo que nuevamente sirve para eliminar las partículas y controlar las chispas. El alambre delgado permite cortes de precisión,con cortes estrechos (~ 0.015 pulg. rutinariamente, con cortes más finos disponibles) y tolerancias de +/- 0.0001 pulg. posibles. Esta mayor precisión permite cortes tridimensionales complejos y produce punzones, matrices y placas decapantes de alta precisión. 

El equipo de electroerosión por corte de hilo funciona con instrumentos controlados numéricamente por computadora (CNC), que pueden controlar el hilo en un eje tridimensional para proporcionar una mayor flexibilidad. Los cortes simples se realizan variando las coordenadas xy del cortador con cortes más complejos logrados agregando ejes de movimiento a las guías de alambre. Se encuentran disponibles máquinas y servicios de electroerosión por hilo de cuatro y cinco ejes. Mientras que la electroerosión convencional no siempre puede producir esquinas cerradas o patrones muy intrincados, la mayor precisión de la electroerosión por hilo permite patrones y cortes intrincados. Además, la electroerosión por hilo puede cortar metales tan delgados como 0,004 pulgadas y materiales más gruesos de hasta 16 pulgadas de forma rutinaria, con secciones más gruesas posibles. Con una cierta delgadez del material, la electroerosión por hilo simplemente hará que el metal se evapore, eliminando así los posibles residuos.El cable de una unidad WCEDM emite chispas por todos lados, lo que significa que el corte debe ser más grueso que el propio cable. En otras palabras, debido a que el alambre está rodeado por un anillo de corriente, la trayectoria de corte más pequeña y precisa posible es el diámetro agregado del anillo y el alambre; los técnicos explican fácilmente esta dimensión añadida. Los fabricantes continúan produciendo alambre cada vez más delgado para permitir cortes más pequeños y una precisión aún más fina.