En la fabricación moderna, elegir el método de mecanizado adecuado es fundamental. El método de mecanizado adecuado es clave para garantizar la calidad y la productividad del producto. Los métodos de mecanizado tradicionales incluyen molienda, torneadoy taladrado. Son ampliamente utilizados y cuentan con tecnología avanzada. Sin embargo, en algunos campos específicos, no pueden satisfacer las crecientes exigencias de precisión, complejidad y diversidad de materiales. En la actualidad, ¿qué método de mecanizado se debe elegir? La electroerosión por hilo, como tecnología de procesamiento avanzada, puede resolver este problema. Gracias a sus ventajas únicas, la electroerosión por hilo se está convirtiendo rápidamente en la opción preferida para numerosas necesidades de fabricación de alta precisión.
En la siguiente sección de este artículo, analizaremos la definición de la electroerosión por hilo y su funcionamiento. A continuación, explicaremos las razones específicas para elegirla y sus aplicaciones. Además, analizaremos sus limitaciones y su rentabilidad. En resumen, esto le ayudará a comprender mejor la electroerosión por hilo.
Tabla de contenido
¿Qué es la electroerosión por hilo?
Electroerosión por hiloTambién conocida como electroerosión (EDM), es un método de mecanizado especial que utiliza la energía térmica generada por una descarga eléctrica para eliminar el metal. La electroerosión por hilo ofrece grandes ventajas sobre el mecanizado tradicional. Es más adecuada para alta precisión, formas complejas y diversos materiales, y evita la tensión.
¿Cómo funciona la electroerosión por hilo?
El principio básico de la electroerosión por hilo es la eliminación de material de la pieza de trabajo mediante una descarga de chispa eléctrica.
En la electroerosión por hilo, un hilo móvil (generalmente de molibdeno o cobre) actúa como electrodo y se acopla al carro de la máquina herramienta, desplazándose por una trayectoria predeterminada. La pieza de trabajo se coloca sobre la mesa y se conecta al terminal negativo de la fuente de alimentación. El hilo se conecta al terminal positivo de la fuente de alimentación.
Cuando la fuente de energía pulsada se descarga, produce una chispa eléctrica inmediata entre el alambre del electrodo y la pieza de trabajo. El alto calor de la chispa puede fundir y vaporizar pequeñas áreas de la superficie de la pieza, eliminando material.
Descripción general de la electroerosión por hilo y el mecanizado convencional
La electroerosión por hilo es un método de fabricación innovador. Utiliza chispas eléctricas para descomponer materiales conductores con extrema precisión. En contraste, el fresado, el torneado y el taladrado son métodos de mecanizado tradicionales. Estos utilizan equipos de corte físicos para eliminar material. Por lo tanto, al mecanizar materiales extremadamente duros y diseños complejos, el mecanizado convencional puede presentar problemas debido al desgaste de las herramientas y a las limitaciones de precisión.
Ambos procesos son cruciales en la fabricación. La electroerosión por hilo puede proporcionar soluciones de alta precisión y calidad para tareas específicas. El mecanizado tradicional, por otro lado, puede ofrecer diversas soluciones para una gama más amplia de aplicaciones.
Análisis comparativo basado en las características de la industria
A continuación se muestra una comparación de los dos procesos de mecanizado.
Precisión y exactitud
La electroerosión por hilo ofrece una precisión inigualable. Es la mejor opción para producir piezas complejas y precisas. La electroerosión por hilo permite producir productos complejos y de alta calidad con tolerancias extremadamente ajustadas. Por otro lado, el mecanizado convencional permite un corte preciso. Sin embargo, a menudo carece de la precisión de detalle y tolerancias que ofrece la electroerosión por hilo.
Versatilidad del material
La electroerosión por hilo es muy eficaz en el corte de materiales duros como el titanio, el tungsteno y las superaleaciones, que son difíciles de mecanizar con métodos estándar. Por otro lado, el mecanizado convencional es mucho más versátil en cuanto a su funcionamiento. Permite realizar diversas operaciones en materiales más diversos, como madera, plásticos y metales.
Costo y velocidad
Para proyectos más grandes y sencillos, el mecanizado convencional suele ser más rápido y económico que la electroerosión por hilo. Esto se debe a que el mecanizado convencional ofrece mayores tasas de arranque de material y menores costes operativos. Por otro lado, la electroerosión por hilo es más lenta y puede resultar más costosa. Sin embargo, la electroerosión por hilo sigue siendo muy importante para piezas complejas que requieren alta precisión y un acabado impecable.
Acabado de la superficie
La electroerosión por hilo es conocida por producir acabados superficiales de alta calidad. Por ello, este proceso no suele requerir acabado adicional. Este acabado superficial de alta calidad es esencial en aplicaciones que requieren superficies lisas y proporciones precisas.
Además, el mecanizado convencional puede producir buenos resultados. Sin embargo, puede requerir procesos adicionales como el rectificado o el pulido. De esta forma, es posible lograr el mismo nivel de suavidad y calidad que con la electroerosión por hilo.
¿Cuándo elegir la electroerosión por hilo en lugar del mecanizado convencional?
Ambos procesos de mecanizado tienen sus propias ventajas. Por lo tanto, es necesario elegir uno según las necesidades de cada aplicación. A continuación, se presentan nueve situaciones específicas en las que conviene elegir la electroerosión por hilo:
Cuando se requieren esquinas internas afiladas
La electroerosión por hilo es muy eficaz para mecanizar esquinas internas afiladas. Esto presupone, por supuesto, el uso del tipo de hilo, la tensión y las condiciones de alimentación adecuados.
Las máquinas CNC tradicionales tienen dificultades para mecanizar esquinas interiores agudas o cuadradas. Esto se debe a que la herramienta de corte suele ser redondeada, dejando radios en la pieza. Sin embargo, existen soluciones para este problema. Por ejemplo, utilizando fresas de punta cuadrada y cortes oscuros de una sola cara. No obstante, los operarios suelen aceptar la necesidad de esquinas interiores redondeadas.
Por otro lado, el hilo utilizado en la electroerosión por hilo también es redondo. Sin embargo, es mucho más fino que el de las herramientas de corte CNC y permite producir esquinas interiores prácticamente cuadradas. Con la electroerosión por hilo, el radio de las esquinas se puede reducir a 0,005 pulgadas.
Cuando se requieren cortes extra profundos
Cuando se requieren cortes muy profundos, se utilizan herramientas de corte más largas en las máquinas CNC convencionales. Sin embargo, las herramientas con relaciones L/D excesivas pueden vibrar, lo que resulta en piezas mecanizadas de baja calidad.
Gracias a su resistencia a las vibraciones, la electroerosión por hilo es una solución viable para realizar cortes profundos. En la mayoría de los casos, la electroerosión por hilo permite mecanizar fácilmente agujeros con relaciones longitud-diámetro de hasta 20:1. Además, en algunos casos, esta relación puede alcanzar hasta 100:1.
Al trabajar con materiales extremadamente duros
La electroerosión por hilo se utiliza a menudo para mecanizar moldes e incluso máquinas herramienta. Estos artículos suelen estar hechos de materiales extremadamente duros, como acero endurecido o carburo de tungsteno. Por ello, resulta extremadamente difícil para las herramientas de corte CNC convencionales penetrar estos materiales.
Una ventaja de la electroerosión por hilo es que la dureza de estos metales no afecta las tolerancias de la pieza mecanizada. Otros metales que pueden mecanizarse mediante electroerosión por hilo incluyen Hastelloy (una aleación de níquel-molibdeno), titanio e Inconel.
Cuando las piezas requieren pulido de espejo
El acabado superficial de las piezas de trabajo de electroerosión por hilo es muy alto. Como resultado, se puede obtener un excelente acabado espejo sin necesidad de procesamiento adicional mediante el proceso de electroerosión por hilo. Cabe destacar que la electroerosión por hilo no produce una superficie orientada y estratificada como el mecanizado convencional.
Otra forma de lograr un acabado de espejo es mezclar un polvo abrasivo fino con el fluido dieléctrico. Esto produce un efecto similar al del arenado. Sin embargo, este efecto se produce durante el proceso, no después.
Producción para todo tipo de clima
Sin embargo, esto preocupa más a los fabricantes que a los ingenieros. No obstante, la electroerosión por hilo ofrece importantes oportunidades para la automatización y la fabricación sin supervisión o "sin intervención".
La electroerosión por hilo (WEDM) es más predecible y menos propensa a errores e interrupciones que el mecanizado convencional. Por lo tanto, es posible automatizar las máquinas de electroerosión por hilo, permitiéndoles funcionar 24/7 sin supervisión.
Si los fabricantes pueden automatizar la carga y descarga de piezas (y electrodos), el flujo de trabajo de fabricación será eficiente y estará automatizado.
Al fabricar moldes
En la fabricación de moldes y matrices, a veces se prefiere la electroerosión por hilo al mecanizado CNC. Esto se debe a que permite cortar con precisión metales sólidos como el acero para herramientas. Es posible utilizar primero una fresadora CNC o una máquina de moldeo por electroerosión y, posteriormente, una máquina de corte por hilo para cortes de detalle o profundidad.
Cuando se requieren tolerancias precisas
La electroerosión por hilo simplifica el mecanizado de precisión al permitir tolerancias muy ajustadas. Es importante destacar que, al no haber contacto físico, la pieza de trabajo tiene menos probabilidades de deformarse durante la electroerosión.
Con múltiples pasadas, las tolerancias de la electroerosión por hilo pueden ser tan cercanas como +/- 0,0002”. Sin embargo, para lograr la máxima precisión, las velocidades de corte deben reducirse considerablemente.
Ahorro de material
Gracias al uso de electrodos de hilo para el mecanizado, la electroerosión por hilo puede minimizar el desperdicio de material. Especialmente en el procesamiento de materiales preciosos, puede reducir significativamente los costos. Por ejemplo, al procesar piezas de metales raros, puede maximizar el uso de materias primas.
No necesita moldes ni herramientas
El procesamiento tradicional en la producción en masa suele requerir moldes y herramientas especiales, lo que incrementa el coste y el tiempo de preparación. La electroerosión por hilo elimina la necesidad de moldes y herramientas complejos. No solo permite fabricar piezas individuales o lotes pequeños, sino que también responde rápidamente a las necesidades de producción. Por ejemplo, en la producción de piezas mecánicas personalizadas, la electroerosión por hilo puede basarse directamente en los planos de diseño para su procesamiento, sin necesidad de preparar moldes con antelación.
En resumen, además de las razones mencionadas para elegir la electroerosión por hilo, existen otras ventajas, como su amplia gama de usos y su alta automatización. Gracias al continuo desarrollo tecnológico, se ha convertido en un método de procesamiento indispensable en numerosos sectores de fabricación de alta gama. Yonglihao Machinery cuenta con más de diez años de experiencia en el corte por hilo. No solo cuenta con equipos de procesamiento de primera clase, sino también con métodos de procesamiento profesionales. Si desea obtener más información o tiene alguna necesidad de procesamiento, puede contactarnos.
Aplicación del mecanizado por descarga eléctrica con corte por hilo
La electroerosión por hilo es una tecnología de procesamiento muy consolidada. Se ha utilizado ampliamente en diversos campos, que nos resultan familiares.
Aeroespacial
Dado que el sector aeroespacial requiere una precisión muy alta, la electroerosión por hilo es común en este campo. Se utiliza comúnmente para cortar piezas de aeronaves y componentes de motores, como álabes de motores, discos de turbinas y componentes estructurales aeroespaciales. Mediante la electroerosión por hilo, se puede garantizar la precisión dimensional y de forma de las piezas para cumplir con los altos estándares del sector aeroespacial.
Fabricación de moldes
En el campo de la fabricación de moldes, la electroerosión por hilo se puede utilizar para producir moldes de estampación, moldes de inyección y moldes de fundición a presión. En el procesamiento de moldes de estampación, se utiliza para fabricar moldes para estampar piezas, como cubiertas de automóviles y cajas eléctricas. Por ejemplo, el corte por hilo permite procesar superficies complejas y pequeñas estructuras en moldes de estampación para puertas de automóviles. También permite procesar moldes de productos moldeados por inyección en la producción de moldes de inyección de plástico, como juguetes de plástico o la cavidad del molde de carcasas de teléfonos móviles. En cuanto a las aplicaciones de procesamiento de moldes de fundición a presión, se utiliza en el molde de fundición a presión del bloque de motor de automóvil, en el canal de refrigeración, y se pueden utilizar núcleos complejos para el corte por hilo para su procesamiento.
fabricación de electrónica automotriz
El sector de fabricación de electrónica automotriz también presenta altos requisitos de precisión, por lo que el corte por hilo suele ser una buena opción para su procesamiento. Especialmente en el procesamiento de materiales de alta dureza y piezas conductoras, el corte por hilo es una excelente opción. Se utiliza para cortar paneles de carrocería, chasis y otras piezas de automóviles. Algunas piezas del sistema de transmisión, como engranajes y cojinetes, requieren alta precisión y resistencia al desgaste, por lo que el corte por hilo también es muy adecuado.
Fabricación de dispositivos médicos
La electroerosión por hilo es muy precisa. Garantiza que los dispositivos médicos cumplan con los estrictos requisitos de la industria médica. Por ejemplo, en el caso de hojas quirúrgicas y alicates miniatura, la electroerosión por hilo permite procesar herramientas muy pequeñas y precisas. Además, en el caso de prótesis articulares e implantes dentales, la electroerosión por hilo garantiza alta precisión y biocompatibilidad.
Limitaciones de la electroerosión por hilo
Aunque la electroerosión por hilo se utiliza ampliamente en muchos campos, es imperfecta y presenta algunas limitaciones:
Velocidad de mecanizado relativamente baja. En comparación con los métodos de corte tradicionales, la velocidad de procesamiento de la electroerosión por hilo suele ser menor. Especialmente cuando se deben eliminar grandes cantidades de material, su eficiencia puede no ser suficiente para la producción en masa. Por ejemplo, la electroerosión por hilo puede no ser la primera opción cuando se debe eliminar una gran cantidad de material para fabricar moldes grandes.
Requisitos de conductividad del material. Generalmente, solo se pueden procesar materiales con cierto grado de conductividad, y no se pueden procesar materiales no conductores. Esto limita la aplicación de la electroerosión por hilo en algunos campos de materiales especiales.
El tamaño de procesamiento es limitado. Debido a la estructura de la máquina herramienta y la longitud del electrodo, el corte por hilo tiene ciertas limitaciones de tamaño. Puede no ser adecuado para el mecanizado de piezas de gran tamaño.
Tendencia de desarrollo de la electroerosión por hilo
Con el avance de la tecnología, la precisión de las máquinas herramienta de electroerosión por hilo mejora constantemente. En el futuro, la electroerosión por hilo alcanzará una precisión de mecanizado aún mayor. Esto supondrá un gran impulso para aplicaciones que requieren una precisión extremadamente alta, como la industria aeroespacial y la fabricación de semiconductores.
En segundo lugar, mejorar la velocidad de procesamiento es un aspecto importante en el desarrollo de la tecnología de corte por hilo. Mediante el ajuste de los parámetros de descarga y la actualización de las fuentes de alimentación, así como mediante el uso de algoritmos de control avanzados, se acelerará significativamente la velocidad de las máquinas de corte por hilo modernas.
Además, gracias a la tecnología avanzada de sensores, inteligencia artificial y algoritmos de aprendizaje automático, el procesamiento del corte por hilo será más inteligente y automatizado. Los sistemas de carga y descarga estarán automatizados. La operación será autónoma. Esta será la norma para las futuras aplicaciones de electroerosión por hilo.
Resumen
Este artículo ha explorado los conocimientos relacionados con la electroerosión por hilo. En particular, se han analizado las razones para elegirla. La electroerosión por hilo ofrece importantes ventajas en términos de precisión. Es difícil lograr una precisión micrométrica con el mecanizado convencional. Esta capacidad es útil para fabricar piezas de precisión. Si tiene un proyecto y no está seguro de si la electroerosión por hilo es una opción, contáctenos. Podemos brindarle servicios profesionales. Servicios de mecanizado por electroerosión por hilo Para satisfacer sus necesidades de mecanizado de piezas.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales se pueden procesar mediante electroerosión por hilo?
Normalmente, la electroerosión por hilo se puede utilizar para procesar materiales metálicos, carburo, aleaciones de alta temperatura y materiales magnéticos. Sin embargo, los materiales con baja conductividad generalmente no se pueden procesar mediante electroerosión por hilo. También hemos elaborado un artículo sobre ¿Qué materiales se pueden cortar con alambre? para ayudarle a abordar mejor esta consulta.
¿Cuáles son las ventajas del corte por alambre sobre el corte por láser?
El corte por hilo ofrece ventajas únicas en cuanto a alta precisión, geometría compleja, procesamiento de materiales de alta dureza y ausencia de zonas afectadas por el calor. El corte por láser ofrece mayores ventajas en cuanto a velocidad y procesamiento de materiales no conductores.
¿Cuáles son los requisitos de mantenimiento de las máquinas de electroerosión por hilo?
Las máquinas de electroerosión por hilo requieren limpieza y mantenimiento periódicos. El hilo de molibdeno debe inspeccionarse y la máquina calibrarse periódicamente.