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EDM (o descarga eléctrica) son una de las máquinas herramienta CNC más populares. Pertenecen a la clase de máquinas capaces de partir de una materia prima, como un bloque de acero, y fabricar piezas muy complejas con tolerancias precisas y una repetibilidad asombrosa.

Las máquinas de electroerosión se utilizan para muchos tipos diferentes de fabricación de metales y para cortar diversos materiales, desde aleaciones de hierro blando hasta aceros. El proceso de electroerosión en sí es relativamente sencillo, pero hay aspectos que deben tenerse en cuenta antes de decidir si una máquina de electroerosión es adecuada para su taller o negocio.

Las máquinas de electroerosión cortan el metal con electricidad

La electroerosión es un método de mecanizado habitual que suele reservarse para materiales difíciles de mecanizar, como aceros endurecidos y superaleaciones. Se utiliza para producir piezas de estos materiales cuando los métodos convencionales son demasiado costosos o poco prácticos.

Las máquinas de electroerosión utilizan electricidad para cortar metal por plasmaSe trata de cargar de electricidad un alambre fino y colocarlo en una bobina llamada electrodo. A continuación, el alambre pasa por la bobina para descargarse en el material que haya que cortar: plástico o acero.

El proceso de electroerosión se basa en una carga eléctrica para crear una chispa que corta el metal. Para ello, la máquina utiliza electrodos o piezas metálicas de las que salen cables.

Los electrodos se colocan en un fluido de corte y se conectan a una fuente de energía eléctrica, normalmente una toma de corriente estándar. La electroerosión funciona colocando la pieza en un baño conductor de la electricidad (llamado electrolito) que contiene iones metálicos. Cuando se hace pasar una pequeña corriente eléctrica a través del electrolito, se crea un campo eléctrico que atrae los iones negativos del material (por ejemplo, el hierro). 

A continuación, un electrodo de alto voltaje creará un arco entre él y su pieza, eliminando esas cargas positivas para dejar espacio a otras más negativas en su pieza, al tiempo que funde su capa superficial. El resultado es un surco circular limpio alrededor de su circunferencia donde antes solo existía material sólido.

Al encender la máquina se crea un circuito entre los electrodos y la tierra (llamado "retorno"). Para que se produzcan chispas, la electricidad debe fluir desde un electrodo a través del fluido de corte y de vuelta a través de otro electrodo, de modo que haya un circuito eléctrico completo entre ellos. Esto ocurre cuando se enciende la máquina de electroerosión: La electricidad fluye de un electrodo a través de la pieza de trabajo (la pieza de metal) y de vuelta a otro electrodo, de modo que la corriente recorre dos trayectorias circulares dentro del metal a la vez.

¿A qué velocidad funcionan las máquinas de electroerosión?

Las máquinas de electroerosión son unas de las máquinas herramienta más rápidas del mundo, capaz de cortar hasta 250 pulgadas por minuto. Muchos factores determinan la velocidad a la que funciona una máquina de electroerosión:

Se invierten las funciones de los electrodos en el proceso de electroerosión

En el proceso de electroerosión, un electrodo positivo se sustituye por uno negativo y viceversa. De este modo se intercambian los papeles de los electrodos en el proceso de electroerosión. Cuando una corriente eléctrica pasa por el motor, genera calor. El calor hace que el carbono se funda, formando un arco entre el alambre y el electrodo. A continuación, el carbono fundido se aleja de su ubicación original, donde crea la ranura o cualquier otra forma que esté intentando crear en el metal.

El fluido de corte por electroerosión, o fluido dieléctrico, cumple varias funciones durante el proceso. Enfría la pieza para evitar choques térmicos a su paso por la zona de corte. El fluido dieléctrico también limpia la superficie de la pieza, eliminando la suciedad o los residuos que pueda haber en ella.

Si observara de cerca una descarga de chispas entre dos cables, parecería como si estuvieran quemando el material sobrante de un cable sobre otro. Si no hubiera líquido dieléctrico, esto ocurriría inmediatamente y causaría daños a ambos cables (y posiblemente incluso daños a su máquina). El líquido dieléctrico impide que esto ocurra creando una barrera aislante entre los dos cables hasta que se haya producido una acumulación suficiente para que vuelva a fluir corriente a través de ellos.

Dado que el hilo de corte nunca entra en contacto con la pieza durante el proceso de electroerosión, no se añaden tensiones al componente.. Como resultado, se puede utilizar menos tensión para crear ranuras, surcos y ojales en elementos mecanizados mediante electroerosión.

El refrigerante también lubrica ambos cables para que se muevan suavemente uno junto al otro sin atascarse ni sobrecalentarse debido a la fricción causada por una lubricación deficiente. 

El acabado superior de la electroerosión es una de sus ventajas adicionales. Con tolerancias ajustadas, el proceso de corte por hilo produce superficies lisas y sin rebabas. De hecho, la electroerosión por hilo puede utilizarse para crear ranuras pasantes y ojales muy finos para dispositivos médicos, características inaccesibles para los centros tradicionales.

¿Hasta qué punto son ruidosas las máquinas de electroerosión?

Al comparar el nivel de ruido de una máquina de electroerosión con otros métodos de mecanizado, es esencial recordar que existen muchos tipos diferentes de máquinas de electroerosión en el mercado. Algunas son bastante ruidosas, mientras que otras son mucho más silenciosas. Por ejemplo, se podría pensar que una cortadora de plasma hace mucho ruido debido a todas sus chispas, pero es mucho más silenciosa que un motor eléctrico funcionando a toda velocidad.

Del mismo modo, aunque una máquina de electroerosión utilice electricidad como fuente de energía en lugar de aire a presión, como una fresadora o una fresa (y, por tanto, produzca menos calor), esto no significa necesariamente que sea más silenciosa que estas otras opciones. Depende de lo bien construida que esté la unidad y del tipo de material con el que se trabaje; algunos materiales son más ruidosos que otros cuando se cortan o taladran (por ejemplo, el metal suele ser más ruidoso que la madera). En general, la mayoría de las electroerosionadoras tienden no sólo a producir menos calor, sino que también requieren menos flujo de aire a su alrededor durante el funcionamiento, lo que se traduce en niveles de ruido globales más bajos debido a la reducción de las turbulencias de aire generadas por su acción de corte.

¿Cuáles son los requisitos de mantenimiento de una máquina de electroerosión?

Las máquinas de electroerosión son más complicadas que otros métodos de mecanizado, por lo que requieren más mantenimiento. Existen recomendaciones de mantenimiento semanales, mensuales y anuales. Estas recomendaciones se encuentran en el manual de la máquina herramienta que se suministra con la máquina.

Como parte del funcionamiento de una máquina de electroerosión, tendrá que limpiarla y lubricarla con regularidad. También es posible que tenga que inspeccionarla y mantenerla con regularidad, así como calibrarla de vez en cuando. Sodick ofrece servicio y mantenimiento para las máquinas que vende

¿Cómo (o cuándo) una máquina de electroerosión es mejor que las alternativas?

En cuanto a precisión, velocidad y facilidad de uso, las máquinas de electroerosión tienen pocos rivales. Las máquinas permiten crear formas complejas, incluso formas que serían imposibles por cualquier otro medio.

En cuanto a lo que no puede hacer una máquina de electroerosión: No sirven para cortar metales blandos como el aluminio o el cobre. Sin embargo, en realidad no están pensadas para esos materiales (de hecho, la mayoría de las máquinas de electroerosión ni siquiera funcionan con ellos).

Lo mejor es consultar a un profesional a la hora de decidir qué máquina le conviene. Las variables que intervienen en la elección de una máquina de electroerosión son el material que se va a cortar, su dureza y la cantidad de material que hay que eliminar. Sodick está aquí para responder a todas sus preguntas.

Un taller mecánico tradicional dispone de muchas máquinas diferentes, algunas diseñadas para una función concreta y otras más adaptables. Un máquina de descarga eléctricao EDM, puede que sea la herramienta más importante de un taller contemporáneo. También conocida como herramienta de mecanizado por chispaUna máquina de electroerosión corta materiales conductores mediante chispas o electricidad. Al eliminar el material, crea cortes utilizando energía eléctrica.

Las electroerosionadoras presentan una tecnología de producción comparativamente innovadora, que es lo que las hace tan singulares. Utilizan la electricidad para desgastar el metal, pudiendo cortar cualquier material conductor. Hay varias tareas en un taller mecánico en las que es preferible utilizar la electroerosión a las técnicas de mecanizado convencionales.

¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica?

En el mecanizado por descarga eléctrica, el material se erosiona utilizando energía eléctrica. Esa energía genera una serie de chispas de alta frecuencia entre un electrodo de cobre, latón, grafito o tungsteno y aleaciones de cada uno de esos metales y una pieza conductora de electricidad.

Cuando la chispa salta del electrodo a la pieza, el proceso de erosión elimina el material sobrante de la pieza, que es arrastrado por el fluido dieléctrico. El fluido suele ser un aceite específico no conductor o agua desionizada. Es posible obtener acabados extremadamente finos y una precisión de hasta una micra.

La electroerosión se presenta en tres tipos principales: la convencional, también conocida como "sinker", la electroerosión por taladro, y la electroerosión por hilo, también conocida como "WEDM". 

¿Qué es la electroerosión por hilo?

En el mecanizado por descarga eléctrica de hilo, o Electroerosión por hiloEn el proceso de corte, se introduce un hilo metálico delgado de una sola hebra a través de la pieza de trabajo, lo que suele ocurrir en un depósito sumergido de fluido dieléctrico con agua desionizada. Este fluido ayuda a enfriar el proceso y a eliminar el material cortado. El proceso de electroerosión por hilo utiliza corriente eléctrica para cortar materiales conductores, dejando una superficie lisa que no requiere más acabado ni pulido.

Este proceso se utiliza para cortar placas y fabricar punzones, herramientas, matrices, moldes y piezas de cualquier material conductor, incluidos metales duros demasiado difíciles de mecanizar con los métodos tradicionales (como aleaciones metálicas, grafito, carburo y diamante). 

Todo esto significa que una electroerosión por hilo puede programarse para cortar formas muy intrincadas y delicadas. Las propiedades mecánicas de un material apenas cambian en la electroerosión por hilo debido a sus bajas tensiones residuales.

¿Qué es el taladrado EDM?

Hay varias ventajas y beneficios Taladrado de agujeros pequeños por electroerosión.

¿Qué es la electroerosión por penetración?

En platina EDMEn el proceso de electroerosión, una herramienta-electrodo personalizada (a menudo denominada simplemente electrodo) se aproxima a la pieza-electrodo (a menudo denominada simplemente pieza), y una serie de chispas -denominadas impulsos de electroerosión- entre el electrodo y la pieza eliminan material de la pieza mientras el electrodo mecaniza la pieza para darle la forma deseada. 

Moldes, matrices y otras piezas se fabrican con electroerosión por penetración en diversas industrias, como los sectores médico, aeroespacial y de generación de energía. 

Cuándo son preferibles las máquinas de electroerosión a los métodos de mecanizado convencionales

1. Pueden realizar trabajos de gran envergadura

En general, las máquinas tradicionales están hechas para funcionar principalmente en situaciones automatizadas, pero requieren mantenimiento. En cambio, las máquinas de electroerosión son menos propensas a errores o interrupciones, por lo que pueden funcionar con poca supervisión.

2. Son asombrosamente precisos

Algunas máquinas tradicionales no pueden utilizarse en situaciones específicas, como cuando se cortan esquinas internas afiladas. En el caso de las máquinas de electroerosión, sobre todo las de hilo, no es así. Con el tipo adecuado de hilo, tensión y alimentación, es posible cortar esquinas interiores afiladas y apretadas y, en última instancia, producir diseños que no serían factibles con otras técnicas. 

3. Son capaces de realizar cortes profundos

Los materiales que se utilizan con frecuencia en un taller mecánico son difíciles de trabajar por su dureza. A menudo, esto significaba desarrollar diseños que utilizaban cortes poco profundos para reducir la cantidad de esfuerzo necesario para realizar los cortes. Las máquinas de electroerosión pueden realizar cortes más profundos, incluso con materiales muy duros.

Además, estos cortes no causarán costuras ineficaces o problemáticas. En otras palabras, independientemente de la profundidad a la que deba cortar, la herramienta produce un corte limpio y fiable con independencia de la resistencia del material. 

4. Crean moldes robustos

Debido a la capacidad de esta tecnología para cortar materiales sólidos, los operarios suelen elegir máquinas de electroerosión en lugar de máquinas estándar. Mecanizado CNC al crear moldes. 

A veces, para hacer un molde, se emplean dos métodos de mecanizado: primero, se utiliza una fresadora CNC para hacer la forma negativa y, a continuación, se utiliza una electroerosión por hilo para hacer los bordes más precisos. Se trata de un método excelente para crear un molde de inyección. Además, como los materiales del molde acabado son mucho más resistentes, los costes se reducen porque hay que sustituirlos con menos frecuencia. Pero también abre un abanico de posibilidades más amplio de lo que sería concebible con moldes delicados o de un solo uso.

Es posible replantearse por completo el mecanizado y la producción cuando los moldes fabricados por electroerosión se combinan con técnicas de fabricación aditiva.

5. Funcionan mejor con materiales duros

Muchos materiales, incluidos algunos de los más duros del sector, pueden perforarse y cortarse con dispositivos de electroerosión. Incluso cuando cumplen normas estrictas, la dureza apenas influye en la precisión o la maniobrabilidad.

Una herramienta de electroerosión puede cortar eficazmente todos los materiales conductores, incluidos el carburo de tungsteno, el acero endurecido, el titanio, las aleaciones de Inconel e incluso materiales como el Hastelloy, compuesto de níquel y molibdeno. Es casi imposible cortar estos materiales con precisión utilizando técnicas convencionales de corte y mecanizado.

6. Pueden diseñar un acabado distintivo

En efecto, las herramientas de electroerosión pueden crear superficies como cráteres y marcas de viruta en función de la velocidad de corte; esto suele ocurrir cuando el corte es rápido. Esto puede ser una ventaja cuando se modifican distintos parámetros. Por ejemplo, cortar a menor potencia minimiza los defectos y produce una superficie más lisa con un brillo similar al de un espejo.

Los operarios pueden realizar ajustes para mejorar el producto acabado y reducir las etapas adicionales. No se necesitan otras herramientas para obtener el mismo resultado porque se puede conseguir ese acabado de espejo. Esto ayuda a proporcionar un trabajo excelente al tiempo que acelera la producción global.

El mecanizado por descarga eléctrica ofrece mejores resultados

La tecnología de electroerosión no es perfecta para todos los casos o aplicaciones, ya que no puede utilizarse para cortar materiales como plástico o yeso. Pero el mecanizado por electroerosión ofrece muchas ventajas cuando se trata de materiales conductores duros o metales.

Su empresa se beneficiará de una precisión inigualable y de la capacidad de realizar cortes más profundos y producir bordes más refinados encontrando menos resistencia. Las herramientas de electroerosión pueden funcionar tanto como sea necesario, sin interacción, incluso en una instalación automatizada con "luces apagadas", porque son muy fiables.

Como mínimo, no hay excusa para que su taller de mecanizado no disponga de una (o varias) herramientas de mecanizado por descarga eléctrica. Sodick está a su disposición para ayudarle a evaluar sus necesidades

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