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:
- Tipo de material
- Longitud y grosor de corte
- Herramientas y configuración
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.