Electroerosionadora: beneficios y aplicaciones en la industria

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Electroerosionadora: beneficios y aplicaciones en la industria

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Descubra la electroerosionadora, una innovadora técnica de mecanizado que utiliza descargas eléctricas para moldear piezas con precisión y eficiencia.

La electroerosionadora, también conocida por sus siglas EDM, revoluciona el mundo del mecanizado al ofrecer una solución avanzada para trabajar con materiales duros y delicados. A través de descargas eléctricas controladas, esta tecnología es capaz de crear formas complejas y detalladas, siendo esencial en industrias como la aeroespacial, médica y automotriz.

¿Qué es la electroerosionadora?

La electroerosionadora, también conocida como EDM (Electrical Discharge Machining), es una técnica avanzada de mecanizado que utiliza descargas eléctricas controladas para moldear y mecanizar piezas. Esta tecnología se basa en la generación de chispas eléctricas entre un electrodo y la pieza a mecanizar, eliminando material del elemento de trabajo mediante una serie de descargas eléctricas rápidas.

Una de las principales ventajas de la EDM es su capacidad para mecanizar piezas con gran precisión y repetibilidad, a diferencia de otros métodos y no requiere fuerza mecánica directa para eliminar material, lo que la hace ideal para trabajar con materiales duros o delicados que podrían dañarse con técnicas tradicionales.

Estas máquinas modernas integran tecnologías avanzadas para mejorar la eficiencia y precisión del proceso, por ejemplo, la tecnología de control de movimiento permite ajustar las brechas de chispa hasta 500 veces por segundo, lo que resulta en una respuesta instantánea del servo y un mecanizado más preciso. Además, los motores lineales patentados utilizados en estas máquinas, garantizan un trabajo ininterrumpido y confiable sin necesidad de mantenimiento.

Introducción a la electroerosión

A diferencia de los métodos convencionales que dependen de la fuerza física y el contacto directo, la EDM opera sin contacto físico entre la herramienta y la pieza, lo que evita deformaciones y daños. Este proceso se lleva a cabo en un entorno dieléctrico, generalmente con un fluido, que actúa como mediador generando pequeñas chispas que provocan la erosión del material, que a su vez crea formas complejas y precisas en materiales de alta dureza o aquellos que son difíciles de mecanizar por otros medios.

Existen diferentes variantes de EDM, entre las que destacan la de hundimiento, donde se utiliza un electrodo con una forma específica para crear una forma inversa en la pieza; la de corte por hilo, donde un conductor se desplaza a través del material para realizar cortes finos y detallados. Además, con el avance tecnológico, ha surgido el micro EDM, diseñado para operaciones de mecanizado a pequeña escala con una precisión inigualable.

Ventajas del proceso de electroerosión

No genera fuerzas de corte, siendo aplicable para materiales frágiles.
Permite producir agujeros muy inclinados en superficies curvas.
Puede trabajar cualquier material mientras sea conductor.
Las tolerancias obtenidas son muy ajustadas.

Funcionamiento básico de una Electroerosionadora

Este método tiene sus orígenes en la década de 1940, asociado principalmente con la creación de matrices mediante una variante específica llamada electroerosión por penetración y su evolución como estrategia de fabricación, se debe a innovaciones en sus componentes. Además de los avances en sistemas de control numérico y herramientas computarizadas que han sido cruciales, ofrece una mayor precisión, automatización y capacidad de crear formas más intrincadas.

Es por esto, que la pieza de trabajo debe ser conductora, al unirse a un extremo de un generador eléctrico, mientras que, por otro lado, el electrodo, hecho de material conductor, se conecta al otro extremo del generador. Ambos elementos separados por un pequeño espacio, se sumergen en un líquido que no conduce electricidad para regular la resistencia a las descargas en ese espacio intermedio y al aumentar el voltaje en los electrodos, se produce un desequilibrio en el líquido hasta que se ioniza. Esto hace que el espacio, que originalmente no conducía electricidad, permita el paso de corriente entre los electrodos en forma de chispas.

El canal por el que se lleva a cabo la descarga es tan estrecho que resulta en una densidad de corriente muy alta, entre 104 y 106 amperios por cm2, causando que la temperatura en dicho canal fluctúe entre 5.000 y 10.000 º C, siendo una temperatura alta que provoca la fusión y vaporización de minúsculas cantidades de material tanto del electrodo como de la pieza con la que está en contacto. Durante la descarga, se forma una burbuja de gas dieléctrico alrededor del canal y al finalizar el pulso eléctrico, tanto las chispas como el aumento de temperatura cesan de inmediato, haciendo que el canal y la burbuja de gas se disipen.

Tipos de máquinas electroerosionadoras

Las estás máquinas son útiles especialmente para trabajar con materiales duros o que son difíciles de mecanizar con métodos convencionales. Conozca las más comunes del mercado.

Electroerosionadora por penetración: Utilizan un electrodo con una forma específica que se presiona contra la pieza de trabajo y la forma del electrodo se transfiere a la pieza mediante la erosión del material, siendo ideales para crear cavidades, moldes, matrices y otros componentes con formas complejas.
Electroerosionadora de hilo: Utiliza un hilo conductor delgado y continuo que se desplaza entre dos carretes para cortar la pieza de trabajo. Pueden realizar cortes finos y precisos.
Electroerosionadora por taladro: Estas máquinas utilizan un electrodo tubular para perforar agujeros pequeños y profundos en la pieza de trabajo.
Electroerosionadora de superficie: Trabaja de manera similar a las EDM por penetración, pero están diseñadas para refinar y terminar superficies en lugar de crear cavidades.

Cada tipo de máquina tiene sus propias ventajas y aplicaciones específicas y la elección de una máquina en particular, dependerá del tipo de trabajo que se desee realizar y de las características del material con el que se esté trabajando.

Proceso de operación de una electroerosionadora

El proceso de operación de una máquina electroerosionadora involucra la eliminación controlada de material de una pieza de trabajo mediante descargas eléctricas. Tenga en cuenta los siguientes pasos:

Preparación de la pieza y del electrodo: Se selecciona y se prepara el electrodo adecuado para el trabajo.
Llenado de fluido dieléctrico: La zona de trabajo se llena con un fluido que puede ser aceite o agua destilada que actúa como aislante hasta que se produce la descarga eléctrica, eliminando partículas erosionadas.
Aproximación del electrodo: Se acerca a la pieza de trabajo hasta una distancia muy pequeña, sin llegar a tocarla.
Generación de descargas eléctricas: Se aplica un voltaje entre el electrodo y la pieza de trabajo y cuando el voltaje alcanza un valor crítico, se produce una descarga eléctrica que salta a través del fluido dieléctrico, creando un chisporroteo.
Movimiento controlado del electrodo: Se mueve de manera controlada para erosionar el material en las áreas deseadas y en el caso de una EDM de hilo, se desplaza continuamente para cortar la pieza.
Eliminación de partículas: Se eliminan del espacio de trabajo mediante el fluido dieléctrico, que se filtra y recircula continuamente.
Control y monitoreo: Durante todo el proceso, se monitorean parámetros como el voltaje, la corriente, la posición del electrodo y la calidad del corte. Las máquinas modernas tienen sistemas de control numérico computarizado (CNC) que permiten una alta precisión y repetibilidad.
Finalización y limpieza: Una vez que se ha alcanzado la forma o perfil deseado, se detiene la máquina y se retira el fluido dieléctrico mientras se limpia la pieza de trabajo como el electrodo.

Aplicaciones y usos de la electroerosión

La electroerosión, al ser una técnica de mecanizado que ofrece ventajas únicas, la hace adecuada para una variedad de aplicaciones y usos en diversas industrias. Algunas de las principales aplicaciones y usos son:

Corte: Se puede utilizar para cortar metales de cualquier dureza, incluyendo acero inoxidable, titanio y aleaciones especiales, incluyendo la fabricación de moldes y matrices en la industria aeronáutica y médica.
Acabado superficial: La electroerosión se puede utilizar para mejorar el acabado superficial de las piezas metálicas en aplicaciones como la fabricación de componentes electrónicos.
Formado: La electroerosión se utiliza para formar piezas metálicas complejas y se implementa en la fabricación de herramientas en la industria aeronáutica.

En general, la electroerosión es un proceso de fabricación versátil y preciso que tiene una amplia variedad de aplicaciones en diversas industrias mejorando las diferentes piezas.