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Febrero de 2006

Mecanizar con precisión de submicras por electroerosión

Mark Albert

Máquina de electroerosión por hilo que pone un nuevo límite para trabajar piezas de precisión, utilizadas en las industrias electrónica, médica y de relojes.

El mecanizado por descarga eléctrica (electroerosión) tiene una larga tradición como pionero de las tecnologías metalmecánicas. Los talleres con electroerosión han aprendido (por necesidad) a tratar con la operación desatendida, mucho antes que fuera posible en numerosos procesos. Los sistemas de herramental integrado desarrollados para laelectroerosión inspiraron aplicaciones similares en la industria metalmecánica general. Las fuentes de energía requeridas para el electroerosión han provisto un verdadero control de lazo cerrado para el proceso de remoción de metal, además de una capacidad inigualable en aplicaciones con generación de viruta. Las celdas robóticas que integran la electroerosión con máquinas fresadoras, sistemas de medición y otros procesos son algunas de las aplicaciones más avanzadas de automatización que pueden encontrarse en la industria --un hecho sobresaliente radica en que la mayoría de estas celdas han sido instaladas en talleres de herramental y matrices, en talleres de subcontratos y en talleres de moldes que tienen menos de 50 empleados--.

La electroerosión continúa estableciendo nuevas fronteras, llegando más allá de donde ha llegado cualquier otro proceso de mecanizado. Un ejemplo reciente de este recorrido es el último hilo o alambre de electroerosión que desarrolló la empresa Agie en Losone, Suiza. Este sistema, el AgieCut Vertex, está diseñado para cortar piezas de trabajo con una precisión dimensional de ±0,5 µm (medio micrómetro –0,00002 pulgadas–) o inferior. Se dice que el acabado superficial obtenible puede estar en el rango de 0,05 µm Ra.

Según sus desarrolladores, este sistema abre nuevas posibilidades para la manufactura de piezas en las industrias electrónica, médica y de relojes, así como para la producción de partes micromecánicas. Por ejemplo, se predice que las nuevas generaciones de chips para computadoras necesitarán matrices de estampado con estructura en plomo que puedan producir partes dos veces más pequeñas que los requerimientos actuales, y producirlas dos veces más rápido. De la misma forma, la industria médica está buscando herramientas para cirugía que puedan funcionar cuando se introduzcan a través de catéteres en el conducto sanguíneo del cuerpo humano. Tales aplicaciones representan un mercado creciente para una máquina-herramienta con precisión de submicras.

El diseño y construcción de una nueva máquina--herramienta representa un radical inicio para otros modelos AgieCut. El Vertex es mecánicamente similar a una máquina de medición de última tecnología. El diseño está basado en diferentes principios clave: mantener el movimiento del eje tan cercano como sea posible a la zona donde se lleva a cabo la electroerosión; retirar las fuentes de calor y vibración tan lejos como sea posible de la zona de trabajo; conservar las fuentes de calor aisladas o neutralizar cualquier calentamiento con sistemas de enfriamiento por agua o aire; mantener la unidad completa tan compacta como sea posible para minimizar la influencia del ambiente exterior y monitorear todos los ejes, tanto con escalas de vidrio como con encoders lineales, que tienen una resolución de 0,1 µm.

La otra gran innovación que se le incorporó a la máquina es una unidad de alimentación del alambre que ofrece dos carretes para hilos de diámetros diferentes. Se pueden usar alambres con diámetros desde 0,02 mm hasta 0,20mm (0,008" a 0,0008"). En contraste, el alambre que generalmente se usa en la electroerosión por hilo tradicional es de 0,008", 0,010" o 0,012" de diámetro. El sistema puede ser programado para cortar con alambre de un tamaño y cambiar automáticamente al alambre del otro carrete. Por ejemplo, un primer corte de una esquina con el alambre de 0,20 mm puede volverse a cortar con el alambre de 0,02 mm para crear una esquina con radio mucho más pequeño. El alambre más delgado también puede usarse para cortes superficiales, de modo que se logre un acabado superficial extremadamente fino. El re-enhebrado es automático para alambres de cualquier tamaño dentro del rango.

De acuerdo con los representantes de Agie, el uso de estos alambres tan delgados requierenuevos sensores para monitorear el proceso y un nuevo generador de energía para mayor sensibilidad y mejor respuesta. La máquina-herramienta, la unidad de alimentación del alambre, la unidad de control y la fuente de energía están contenidas en el encerramiento de la unidad. Al parecer, se ha establecido el máximo provecho en precisión mediante laelectroerosión por hilo. Por lo menos en el futuro inmediato.

©Reproducido de Modern Machine Shop con autorización expresa del editor.

Acerca del autor

Mark Albert

Editor jefe de Modern Machine Shop Periodista técnico, que por muchos años ha cubierto el sector metalmecánico de Estados Unidos.
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