Na indústria, as máquinas-ferramentas de corte por fio estão gradualmente se tornando amplamente utilizadas. Elas são conhecidas por seu corte de alta precisão. O WEDM é um equipamento avançado. Ele utiliza um fio metálico fino (fio eletrodo) como eletrodo da ferramenta. Além disso, passa uma corrente pulsada entre o fio e a peça de trabalho. Ele corta a peça de trabalho usando o efeito eletrocorrosivo da descarga pulsada. Ele rompe os limites dos métodos tradicionais, permitindo o processamento de peças complexas e precisas.
Este artigo levará vocês a explorar o princípio de processamento de máquinas-ferramentas de corte de arame e seus tipos. Os tipos de materiais que podem ser cortados e suas características. As vantagens e limitações de seu uso para processar materiais. Suas aplicações e técnicas de usinagem no processamento de diferentes materiais. Compreender isso pode nos ajudar a enxergar com mais clareza. Ele demonstra o papel fundamental do corte de arame na manufatura moderna.
O que é usinagem por eletroerosão a fio?
A usinagem por eletroerosão a fio (WEDM, do inglês Wire Cut Electrical Discharge Machining), também conhecida como eletroerosão a fio, é um tipo especial de usinagem. Consulte nosso guia sobre o assunto. O que é eletroerosão a fio? Para entender os conceitos básicos, seu princípio fundamental é usar um fio metálico fino em movimento (um fio eletrodo) para gerar uma descarga elétrica pulsada na peça de trabalho. Isso derrete e vaporiza o material da peça, cortando-a.
Como funciona o Wire EDM?
O princípio de funcionamento do WEDM baseia-se no fenômeno da descarga de faíscas elétricas. No processo, o fio do eletrodo e a peça de trabalho conectam-se aos polos positivo e negativo da fonte de alimentação. Quando se aproximam de uma certa distância, um campo elétrico se forma no fluido de trabalho (geralmente água deionizada ou outro líquido isolante). A intensidade do campo elétrico aumenta. Isso faz com que faíscas se formem entre a peça de trabalho e o fio do eletrodo na tensão de descarga. O calor da faísca derrete e vaporiza a peça de trabalho. A explosão então lava o material derretido. Esse processo remove o material.
Componentes de uma máquina de eletroerosão a fio
A máquina é composta por várias peças que trabalham em conjunto para dar ao material o formato desejado. Abaixo estão os componentes da máquina.
Ferramentas CNC
As ferramentas CNC controlam toda a operação do processo de usinagem por eletroerosão a fio. Controlar todas as operações inclui o controle do sequenciamento do caminho do fio e a capacidade de gerenciar o processo de corte automaticamente. É importante observar que a sofisticação da ferramenta CNC determina o nível de erro e o tempo de usinagem.
Fonte de energia
A fonte de alimentação é o componente que fornece pulsos (de 100 V a 300 V) ao eletrodo de arame e à peça de trabalho. Além disso, ela controla a frequência e a intensidade das cargas elétricas que passam pelo eletrodo de arame para interagir com a peça de trabalho. Para fornecer a qualidade e o tipo de carga necessários durante o processo de corte de arame, é necessária uma fonte de alimentação altamente desenvolvida.
Arame
O fio serve como eletrodo para criar a descarga elétrica. O formato e a espessura da peça de trabalho influenciam diretamente o diâmetro do fio. Normalmente, podem ser utilizados fios com diâmetros que variam de 0,05 a 0,25 mm. Os principais tipos de fios utilizados incluem:
Fios de latão
O latão é o material de fio de eletroerosão mais comum devido às suas excelentes propriedades condutoras. É uma liga de cobre e zinco, e quanto maior o teor de zinco, mais rápido o fio corta. No entanto, deve haver um equilíbrio. Isso ocorre porque quando o teor de zinco é superior a 40%, a taxa de corrosão do fio de latão diminui.
Fios revestidos de zinco
Como o nome indica, ele é obtido aplicando-se uma camada de zinco puro ou óxido de zinco na superfície do fio. Os fabricantes utilizam fios revestidos de zinco porque isso melhora a velocidade de usinagem.
Fios recozidos por difusão
O processo de recozimento por difusão ajuda a criar fios com maior teor de zinco (mais de zinco 40%). Envolve o revestimento dos fios com camadas de zinco puro. Esses fios são ideais para produção em massa e podem usinar diversos materiais.
Meio dielétrico
O processo de eletroerosão a fio deve ser realizado em um tanque cheio de fluido dielétrico. Este líquido impede que as partículas minúsculas da peça de trabalho se fixem no eletrodo do fio. O meio mais comum é a água deionizada. Isso ocorre porque ela resfria o processo e confere à peça um bom acabamento superficial.
Eletrodos
Os eletrodos na máquina são o arame (cátodo) e a peça de trabalho (ânodo). O servomotor controla o arame, garantindo que ele não entre em contato com a peça de trabalho em nenhum momento durante o processo de corte por eletroerosão a arame.
Tipos de máquinas WEDM
Para entender os tipos de máquinas WEDM, você precisa primeiro saber que elas podem ser classificadas por diferentes critérios. Por exemplo, por tipo de viajante, campo de uso ou forma de construção. A seguir, alguns tipos comuns de máquinas WEDM:
Classificação por tipo de viajante de fio
Uma máquina de corte a fio de alta velocidade é aquela em que o fio eletrodo se desloca a uma velocidade maior. Geralmente utiliza fio de molibdênio como eletrodo. Sua precisão de processamento e qualidade superficial são relativamente baixas, mas o custo de processamento também é baixo, sendo adequada para o processamento de peças que não exigem alta precisão. Já a máquina de corte a fio de baixa velocidade desloca o fio eletrodo relativamente devagar, geralmente utilizando fio de cobre. A precisão de processamento é alta, a qualidade superficial é boa, porém o custo de processamento é maior, sendo comumente utilizada no processamento de peças de alta precisão e formato complexo.
Dividido por campo de aplicação
Uma máquina de corte de arame comum utiliza usinagem convencional por eletroerosão. Geralmente, utiliza tecnologia de arame rápido. Além disso, aplica-se ao processamento de peças industriais em geral, como peças mecânicas, moldes, etc. É diferente da máquina-ferramenta de corte de arame de precisão. Além disso, utiliza usinagem avançada por eletroerosão. Possui alta estabilidade e alta precisão de controle. Geralmente, utiliza tecnologia de arame de avanço lento.
Dividido pela forma estrutural
De acordo com a forma estrutural, podem ser divididas em máquinas-ferramentas de corte de arame verticais e máquinas-ferramentas de corte de arame de quarto. A primeira possui o fuso perpendicular à mesa de trabalho e a peça de trabalho é posicionada horizontalmente. É adequada para processar peças de pequeno e médio porte, com fácil observação e operação. A segunda possui o fuso paralelo à superfície da mesa e a peça de trabalho é posicionada horizontalmente ou inclinada. É adequada principalmente para processar peças grandes e moldadas.
Quais são os materiais adequados para WEDM?
Um dos fatores mais críticos na utilização da eletroerosão a fio é a condutividade elétrica do material. Uma boa condutividade garante que a corrente flua suavemente. Isso resulta em um pulso de descarga estável que remove o material com eficiência e precisão. Somente se o material processado apresentar boa condutividade elétrica, as peças poderão ser processadas por eletroerosão a fio. A seleção do material correto para o processamento por eletroerosão a fio é, portanto, crucial para a qualidade da peça final.
Materiais metálicos
Materiais metálicos em geral apresentam boa condutividade elétrica e são amplamente utilizados na engenharia mecânica. Portanto, a eletroerosão a fio é mais adequada ao processamento de materiais metálicos. Por exemplo, aço (incluindo aço carbono, aço-liga, etc.), aço inoxidável, carboneto, titânio e ligas de titânio, entre outros materiais metálicos. Aço tungstênio e carboneto de tungstênio são usados em carbonetos cimentados. Esses materiais são duros e resistentes ao desgaste. São adequados para a fabricação de moldes e ferramentas de alta precisão por eletroerosão a fio. Ligas resistentes a altas temperaturas são comuns em motores e turbinas de aeronaves. Elas podem manter boa resistência em altas temperaturas. Os seguintes materiais metálicos comuns que podem ser processados:
Alumínio
O alumínio possui excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica. No entanto, o alumínio é naturalmente macio e pode ser difícil de cortar com esse processo. Isso ocorre porque o alumínio pode produzir um acúmulo pegajoso após a usinagem.
Titânio
O corte por eletroerosão a fio é perfeito para titânio, pois o processo suporta a viscosidade desta liga e quebra cavacos longos. No entanto, é necessária água deionizada como meio dielétrico para ajudar a controlar a geração de calor durante a usinagem.
Aço
O aço é um metal muito forte. Como resultado, muitos fabricantes preferem usar uma máquina de eletroerosão a fio em vez de uma máquina CNC. No entanto, o material gera muito calor, por isso é preciso tomar as precauções necessárias.
Latão
O latão é fácil de cortar com a máquina porque possui alta resistência à tração. No entanto, a velocidade de corte deve ser lenta, pois é um metal macio.
Grafite
Pode ser difícil cortar grafite com ferramentas de corte convencionais. No entanto, o processo de eletroerosão a fio é apropriado porque o fio é afiado, evitando a extração de partículas.
Materiais não metálicos
A eletroerosão a fio processa principalmente materiais condutores. Por meio de técnicas especiais, também é possível processar materiais não metálicos, como grafite e cerâmica. O próprio grafite é eletricamente condutor e, portanto, pode ser processado diretamente por eletroerosão a fio. Os materiais cerâmicos, no entanto, geralmente não são eletricamente condutores e, portanto, o processo é um pouco mais complexo. Antes da usinagem, a superfície cerâmica é revestida com uma fina camada de material eletricamente condutor, como cobre ou prata. Alternativamente, podem ser utilizados dispositivos condutores especiais. Eles seguram e dão suporte à peça cerâmica. Eles garantem que a corrente possa passar por ela durante a usinagem. Você também pode imergir a cerâmica em um fluido de trabalho com partículas condutoras. Isso lhe confere propriedades condutoras temporárias. Estes podem ser usados com fios de eletrodo adequados para o processo de corte de materiais cerâmicos.
Materiais Especiais
Alguns novos materiais compósitos também podem ser processados por corte de arame. Estes incluem compósitos com matriz metálica e fibra de carbono. No entanto, isso só é possível em condições especiais. O metal no compósito com matriz metálica deve estar bem distribuído. Ele também deve ter boa condutividade elétrica. Então, o corte de arame pode ser realizado. A usinabilidade dos compósitos com matriz metálica depende principalmente de sua microestrutura e da natureza das fases constituintes. Compósitos reforçados com fibra de carbono também podem ser processados por descarga de corte de arame, mas geralmente não são utilizados, geralmente utilizando outros métodos de processamento mais adequados, como processamento mecânico, processamento a laser, etc.
Vantagens do processamento de descarga elétrica por corte de fio
Comparado com outros métodos de processamento, o fio EDM tem as seguintes vantagens:
- Alta precisão: A usinagem por eletroerosão a fio permite alta precisão de usinagem, especialmente para formas complexas e peças de dimensões reduzidas, apresentando vantagens significativas. Além disso, proporciona um excelente acabamento superficial. Para alcançar o melhor acabamento superficial na eletroerosão, é necessário atentar para a otimização dos parâmetros elétricos, a seleção do material do eletrodo, a escolha do fluido de usinagem, a tecnologia de vibração de alta frequência, o controle servo de precisão e o pós-tratamento superficial adequado. Através da aplicação dessas tecnologias, o acabamento superficial pode ser significativamente aprimorado para atender aos requisitos de usinagem de peças de alta precisão.
- Processamento de uma ampla gama de materiais condutores: Desde que o material condutor possa ser processado, independentemente da espessura, tamanho e dureza, é adequado para todos os tipos de materiais de dureza, incluindo carboneto cimentado, cerâmica, metais, etc., e possui forte adaptabilidade.
- Adequado para usinagem de peças com formatos complexos.: A usinagem com fio pode processar curvas CNC complexas. Ela pode lidar com formas flexíveis, como uma mistura de linhas retas e arcos. Ela pode até mesmo lidar com afunilamento, movendo as linhas superiores e inferiores.
- Não produz tensões mecânicas: A usinagem não possui força de corte. Proporciona menos impacto e calor na peça. É indicada para peças de paredes finas e materiais frágeis. Reduz a deformação e o estresse na peça.
Essas vantagens explicam Por que muitos fabricantes usam eletroerosão a fio em vez da usinagem tradicional? Para peças de alta precisão e de difícil usinagem.
Limitações da usinagem com fio
Embora o processamento por corte a fio apresente muitas vantagens, também possui algumas limitações. limitações da eletroerosão a fio, conforme resumido abaixo:
- A velocidade de processamento é relativamente lenta. O corte com fio é rápido. No entanto, para materiais espessos e duros, é mais lento do que outros métodos. É adequado para usinagem de precisão e produção de pequenos lotes, não sendo adequado para usinagem rápida de grandes volumes.
- A faixa de processamento é limitada. O corte com fio só pode processar materiais condutores, não sendo possível processar materiais não condutores, como plásticos, borracha, etc.
- Substituição frequente do fio do eletrodo. O fio do eletrodo, durante o processo de fabricação, sofre desgaste contínuo e corrosão constante devido às faíscas elétricas, rompendo-se facilmente. Consequentemente, a substituição frequente do fio do eletrodo aumenta o custo do processo.
Aplicações comuns do processamento de corte de fio
O processamento por corte a fio é amplamente utilizado em Indústrias que utilizam eletroerosão a fio, incluindo fabricação de moldes, aeroespacial, eletrônica, dispositivos médicos, automotivo e instrumentos de precisão.
Fabricação de moldes
Como os moldes exigem alta precisão e muitos são processados com metal como matéria-prima, com alta exatidão e capacidade de processar formas complexas, o processamento por eletroerosão a fio é amplamente utilizado na fabricação de moldes, como moldes de injeção, moldes de estampagem, moldes de fundição sob pressão e moldes de extrusão. Ele permite processar com precisão cavidades complexas, núcleos e estruturas moldadas, garantindo a precisão e a qualidade dos moldes. Para a fabricação de moldes, a eletroerosão a fio é um dos melhores métodos de processamento.
Campo Aeroespacial
As peças utilizadas nos setores de aviação e aeroespacial exigem alta precisão, confiabilidade e segurança, pois um pequeno defeito de usinagem pode levar a um desastre grave. Portanto, o uso da eletroerosão a fio pode maximizar os requisitos de projeto e melhorar a alta precisão. Utilizada no processamento de pás de motores de aeronaves, peças de naves espaciais, etc., a usinagem por eletroerosão a fio pode atender aos requisitos de alta precisão e formato complexo.
Fabricação de Produtos Eletrônicos
Hoje em dia, a sociedade está se desenvolvendo rapidamente. Os produtos eletrônicos estão se tornando cada vez mais populares. Os requisitos para sua funcionalidade e desempenho estão cada vez maiores. Na indústria eletrônica, o corte de fios pode processar todos os tipos de conectores eletrônicos, conectores e outras peças de precisão.
Fabricação de equipamentos médicos
Na fabricação de dispositivos médicos, a usinagem por eletroerosão a fio é usada para fabricar instrumentos cirúrgicos de alta precisão, implantes, ferramentas odontológicas e assim por diante.
Fabricação de automóveis
No campo da fabricação de automóveis, a usinagem por eletroerosão a fio é usada principalmente no processamento de moldes de automóveis, peças de motor, peças de sistemas de transmissão e assim por diante.
Instrumentos e Equipamentos de Precisão
Para muitos instrumentos de precisão, os requisitos de tolerância das peças são relativamente rigorosos e o tamanho das peças não é particularmente grande, portanto, a usinagem por descarga elétrica com fio na fabricação de instrumentos de precisão e peças de equipamentos desempenha um papel importante, como instrumentos ópticos, equipamentos médicos, instrumentos de medição, etc., há uma ampla gama de aplicações, podem ser processadas peças minúsculas e componentes de alta precisão e para fornecer um bom acabamento de superfície.
Dicas para usar usinagem de corte de fio
WEDM é um método de usinagem de alta precisão adequado para a fabricação de peças com formas complexas e materiais de alta dureza. A Yonglihao Machinery possui muitos anos de experiência e conhecimento profissional em WEDM, e existem algumas técnicas de usinagem que utilizam WEDM, como mostrado abaixo:
Seleção de fio de eletrodo adequado
O material correto do fio-eletrodo (como molibdênio ou tungstênio) e o diâmetro dependem das necessidades de precisão e das condições de processamento dos materiais. Fios-eletrodo mais finos podem aumentar a precisão. No entanto, são fáceis de quebrar e são usados para processamento fino. Fios-eletrodo mais grossos são mais estáveis, mas ligeiramente menos precisos. São adequados para peças grandes e cortes rápidos.
Otimizar parâmetros de processamento e caminho
Por um lado, a otimização inclui a largura do pulso, o intervalo entre pulsos, a corrente de descarga, a velocidade de corte e outros parâmetros de processamento. Através de experimentação e experiência, encontram-se os melhores parâmetros para processar materiais e formatos de peças. Isso melhorará a eficiência e a qualidade da superfície. Por outro lado, o ponto inicial e o percurso de corte são dispostos de forma adequada para evitar mudanças frequentes de direção e cortes repetitivos, reduzindo o tempo de processamento e a perda do fio do eletrodo. Para técnicas mais detalhadas, consulte nosso guia sobre Obtenção de um acabamento superficial ideal na usinagem por eletroerosão (EDM).
Use refrigerante eficiente
Utilize um líquido de arrefecimento de alta eficiência (por exemplo, água deionizada) para resfriamento e enxágue, a fim de reduzir a influência térmica e evitar o acúmulo de produtos de descarga na superfície do fio do eletrodo e da peça de trabalho.
Manutenção regular de equipamentos
Calibre regularmente o equipamento de corte de arame para garantir a precisão e a estabilidade do processamento. E substitua peças desgastadas ou envelhecidas em tempo hábil.
Conclusão
Este artigo apresenta inicialmente a definição e o princípio da eletroerosão a fio. Em seguida, apresenta os tipos de máquinas-ferramentas. Em seguida, aborda os materiais adequados para a eletroerosão a fio (WEDM). Também analisa os prós e contras do processo. Por fim, discute os usos comuns. Compartilha técnicas de usinagem para ajudar você a entender a eletroerosão a fio (WEDM). Se você ainda tiver dúvidas sobre outros aspectos da eletroerosão a fio, entre em contato conosco e continuaremos a respondê-las. Se você tiver alguma dúvida relacionada serviços de eletroerosão a fio Para suas necessidades e projetos, entre em contato conosco. Forneceremos orçamentos preliminares e assistência profissional. Aguardamos seu contato.
Perguntas frequentes
O WEDM pode cortar materiais não metálicos?
Geralmente, o WEDM é adequado apenas para materiais condutores. Materiais não metálicos, como plásticos e cerâmicas, não podem ser processados por este processo. No entanto, em alguns casos, materiais não metálicos com tratamento especial ou com adição de componentes condutores podem ser processados pelo WEDM. No entanto, isso é raro.
Qual é a precisão do processamento WEDM?
O WEDM alcança altíssima precisão. Ele pode suportar tolerâncias de até 0,0001 polegada. Isso o torna ideal para aplicações de precisão.
O WEDM é econômico para produção de alto volume?
O WEDM costuma ser mais barato para produção em pequeno e médio volume. Também é indicado para aplicações que exigem alta precisão. Para produção em massa, outros métodos podem ser mais econômicos.
