Electroerosión

Electroerosión

Este sistema consiste en desbastar un metal mediante una corriente eléctrica. Mecánicamente esta formado por una fresadora u otro tipo de maquina herramienta que trabaje en forma similar.

• El comando de descenso del husillo porta herramienta es remplazado por un motor eléctrico del tipo paso a paso.

• En el porta herramienta se coloca la matriz de cobre cuya forma será copiada en el metal trabajado.

• Sobre la base de la maquina se coloca una batea en la que se apoya la pieza a erosionar y se llena con un liquido dieléctrico.

• Un generador produce corriente de hasta 35 Amper con una frecuencia variable entre 400 y 40000 ciclos.

• La tensión de trabajo es de 80 Voltios.

Para las personas con alguna experiencia en soldadura reconocen que por ejemplo el sistema de soldadura TIG funciona también con una tensión similar y una onda de alta frecuencia ioniza el gas conductor formando el plasma, en este caso lo ionizado es el liquido.

Funcionamiento

Se coloca el material a procesar dentro de la batea y se alinea con la matriz F instalada en el husillo, se llena la batea con el líquido dieléctrico y se pone en marcha el equipo. El cabezal comienza a descender llevado por el motor de pasos hasta aproximarse al metal a erosionar y se producen chispas entre ambos metales. La corriente puede ser aumentada aumentando la presión y la terminación superficial puede ser variada cambiando la frecuencia. Circuitos auxiliares indican mediante el encendido de una luz la forma en que esta operando el equipo, si se mantiene encendida la presión es demasiada, si no se enciende es muy poca, una iluminación tenue variable es indicación de buen funcionamiento.

Una bomba inyecta líquido en forma continua para retirar del área de contacto la escoria del material extraído. El avance producido por el motor es comandado por la corriente de trabajo. Un lazo de realimentación fija la corriente del equipo a un valor promedio haciendo aumentar o disminuir la distancia entre las piezas. (Subiendo y bajando el electrodo). Las maquinas de electroerosión preparadas especialmente para ese trabajo funcionan con el mismo principio pero en ellas los resultados obtenibles son una mayor precisión y velocidad de trabajo además de un importante mayor costo.

Proceso de electroerosión con electrodo de forma

Durante el proceso de electroerosión la pieza y el electrodo se sitúan muy cercanos entre si, dejando un hueco que oscila entre 0,01 y 0,05 mm, por el que circula un líquido dieléctrico (normalmente aceite de baja conductividad). Al aplicar una diferencia de tensión continua y pulsante entre ambos, se crea un campo eléctrico intenso que provoca el paulatino aumento de la temperatura, hasta que el dieléctrico se vaporiza.

Al desaparecer el aislamiento del dieléctrico salta la chispa, incrementándose la temperatura hasta los 20.000 °C, vaporizándose una pequeña cantidad de material de la pieza y el electrodo formando una burbuja que hace de puente entre ambas.

Al anularse el pulso de la fuente eléctrica, el puente se rompe separando las partículas del metal en forma gaseosa de la superficie original. Estos residuos se solidifican al contacto con el dieléctrico y son finalmente arrastrados por la corriente junto con las partículas del electrodo. Dependiendo de la máquina y ajustes en el proceso, es posible que el ciclo completo se repita miles de veces por segundo. También es posible cambiar la polaridad entre el electrodo y la pieza.

El resultado deseado del proceso es la erosión uniforme de la pieza, reproduciendo las formas del electrodo. En el proceso el electrodo se desgasta, por eso es necesario desplazarlo hacia la pieza para mantener el hueco constante. En caso que el desgaste sea severo, el electrodo es reemplazado. Si se quiere un acabado preciso (tolerancia de forma +-0.05 mm es preciso la utilización de 2 electrodos).

La rugosidad superficial (vdi) que se obtiene en un proceso de electroerosión por penetración puede establecerse previamente, dentro de unos límites, al programar la máquina. Esta rugosidad puede variar entre 48 vdi (acabado muy rugoso) y 0 vdi (acabado sin rugosidad pero imposible de conseguir, un 26 vdi es un acabado casi perfecto) Las tasas de arranque de material con electrodo de forma son del orden de 2 cm3/h.

El electrodo de forma

El electrodo es comúnmente hecho de grafito pues este, por tener una elevada temperatura de vaporización, es más resistente al desgaste. Puede ser trabajado en una fresadora específica con el fin de crear ya sea un electrodo macho o un electrodo hembra, lo que significa que el electrodo tendrá la forma opuesta a la forma deseada y resultante en la pieza de trabajo.

Es buena práctica tener un electrodo de erosión en bruto y uno que consuma en forma fina y final, mas esto puede ser determinado por las dimensiones y características de la pieza a ser lograda. Los electrodos pueden ser manufacturados en forma que múltiples formas pertenezcan al mismo pedazo de grafito. También el cobre es un material predilecto para la fabricación de electrodos precisos, por su característica conductividad, aunque por ser un metal suave su desgaste es más rápido. El electrodo de cobre es ideal para la elaboración de hoyos o agujeros redondos y profundos. Comúnmente estos electrodos se encuentran de diámetros con tamaños milimétricos en incrementos de medio milímetro y longitudes variadas. Este proceso en particular es muy utilizado para antes del proceso de electroerosión con hilo, para producir el agujero inicial donde pase el hilo a través de un grosor de material que es inconveniente al taladro convencional. Si deseamos un buen acabado en el objeto a erosionar , sea cual sea el material en que se construya el electrodo este debe ser repasado a mano después ser mecanizado en la fresadora o torno debido a las marcas que las herramientas de corte utilizadas en estas maquinas producen pequeñas marcas en los electrodos.

Ventajas del proceso de electroerosión con electrodo de forma

• Al no generar fuerzas de corte como en los procesos de mecanizado, el torneado y el taladrado, resulta aplicable para materiales frágiles.

• Se pueden producir agujeros muy inclinados en superficies curvas sin problemas de deslizamiento. Así como de elevada relación de aspecto (cociente entre la longitud y el diámetro), es decir, con pequeño diámetro y gran profundidad imposibles con un taladro convencional.

• Al ser un proceso esencialmente térmico, se puede trabajar cualquier material mientras sea conductor

• Las tolerancias que se pueden obtener son muy ajustadas, desde ±0,025 hasta ±0,127 mm.

• Es un

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