Na manufatura moderna, a escolha do método de usinagem correto é fundamental. O método de usinagem correto é a chave para garantir a qualidade e a produtividade do produto. Os métodos de usinagem tradicionais incluem moagem, virandoe perfuração. São amplamente utilizados e possuem tecnologia avançada. No entanto, em alguns campos específicos, não atendem aos crescentes requisitos de precisão, complexidade e diversidade de materiais. Qual método de usinagem deve ser escolhido neste momento? A eletroerosão a fio, como uma tecnologia de processamento avançada, pode solucionar esse problema. Devido às suas vantagens exclusivas, a eletroerosão a fio está se tornando rapidamente a primeira escolha para muitas necessidades de fabricação de alta precisão.
Na próxima seção deste artigo, abordaremos a definição de eletroerosão a fio e seu funcionamento. Em seguida, abordaremos os motivos específicos para a escolha da eletroerosão a fio e suas aplicações. Além disso, abordaremos as limitações e a relação custo-benefício da eletroerosão a fio. Em resumo, isso ajudará você a entender melhor a eletroerosão a fio.
Índice
O que é eletroerosão por fio?
Fio EDM, também conhecido como eletroerosão (EDM). É um método especial de usinagem que utiliza a energia térmica gerada pela descarga de faíscas elétricas para corroer materiais metálicos. A eletroerosão a fio apresenta grandes vantagens em relação à usinagem tradicional. É mais indicada para alta precisão, formas complexas e diversos materiais, além de evitar tensões.
Como funciona o Wire EDM?
O princípio básico da eletroerosão a fio é a remoção de material da peça de trabalho usando descarga de faísca elétrica.
Na eletroerosão a fio, um fio móvel (geralmente molibdênio ou cobre) atua como eletrodo e é acoplado ao condutor de fio da máquina-ferramenta, movendo-se ao longo de uma trajetória predeterminada. A peça de trabalho fica sobre a mesa e conectada ao terminal negativo da fonte de alimentação. O fio é conectado ao terminal positivo da fonte de alimentação.
Quando a fonte de energia pulsada descarrega, ela gera uma faísca elétrica imediata entre o fio do eletrodo e a peça de trabalho. O alto calor da faísca pode derreter e vaporizar pequenas áreas na superfície da peça de trabalho, removendo material.
Visão geral da eletroerosão a fio e usinagem convencional
A eletroerosão a fio é um método de fabricação inovador. Ele utiliza faíscas elétricas para quebrar materiais condutores com extrema precisão. Em contraste, fresamento, torneamento e furação são métodos de usinagem tradicionais. Eles utilizam equipamentos de corte físico para remover material. Portanto, ao usinar materiais extremamente duros e projetos desafiadores, a usinagem convencional pode ser problemática devido ao desgaste da ferramenta e às limitações de precisão.
Ambos os processos são essenciais na fabricação. A eletroerosão a fio pode fornecer soluções de alta precisão e qualidade para tarefas específicas. A usinagem tradicional, por outro lado, pode fornecer soluções diversificadas para uma gama mais ampla de aplicações.
Análise comparativa com base nas características da indústria
A seguir, uma comparação dos dois processos de usinagem.
Precisão e exatidão
A eletroerosão a fio oferece precisão incomparável. É a melhor escolha para a produção de peças complexas e precisas. A eletroerosão a fio é capaz de produzir produtos complexos e de alta qualidade com tolerâncias extremamente rigorosas. Por outro lado, a usinagem convencional é capaz de cortes de precisão. No entanto, muitas vezes faltam os detalhes finos e as tolerâncias precisas que a eletroerosão a fio pode proporcionar.
Versatilidade de materiais
A eletroerosão a fio é muito eficaz no corte de materiais duros, como titânio, tungstênio e superligas, que são difíceis de usinar com métodos convencionais. Por outro lado, a usinagem convencional é muito mais versátil em termos de operação, sendo capaz de realizar uma variedade de operações em materiais mais diversos, como madeira, plásticos e metais.
Custo e velocidade
Para projetos maiores e mais simples, a usinagem convencional costuma ser mais rápida e econômica do que a eletroerosão a fio. Isso ocorre porque a usinagem convencional apresenta maiores taxas de remoção de material e menores custos operacionais. Por outro lado, a eletroerosão a fio é mais lenta e pode ser mais cara. No entanto, a eletroerosão a fio ainda é muito importante para peças complexas que exigem alta precisão e excelente acabamento.
Acabamento de superfície
A eletroerosão a fio é conhecida por produzir acabamentos superficiais de alta qualidade. Como resultado, esse processo geralmente não requer acabamento adicional. Esse acabamento superficial de alta qualidade é essencial em aplicações que exigem superfícies lisas e proporções precisas.
Além disso, a usinagem convencional pode produzir bons resultados. No entanto, pode exigir processos adicionais, como retificação ou polimento. Assim, é possível atingir o mesmo nível de lisura e qualidade da eletroerosão a fio.
Quando escolher a eletroerosão a fio em vez da usinagem convencional?
Ambos os processos de usinagem têm suas próprias vantagens. Portanto, precisamos fazer uma escolha com base nas necessidades de cada aplicação específica. A seguir, nove situações específicas em que a eletroerosão a fio deve ser escolhida:
Quando cantos internos afiados são necessários
A eletroerosão a fio é muito eficaz na usinagem de cantos internos afiados. Isso pressupõe, é claro, o uso do tipo de arame, da tensão e das condições de alimentação adequados.
Máquinas CNC tradicionais têm dificuldade em usinar cantos internos vivos ou quadrados. Isso ocorre porque a ferramenta de corte geralmente é arredondada, deixando cantos arredondados (raios) na peça. No entanto, existem algumas maneiras de contornar esse problema. Por exemplo, usando fresas de topo quadrado e cortes escuros de um lado. No entanto, os maquinistas geralmente aceitam a necessidade de cantos internos arredondados.
Por outro lado, o fio utilizado na eletroerosão a fio também é redondo. No entanto, é muito mais fino do que as ferramentas de corte CNC e pode produzir cantos internos quase quadrados. Com a eletroerosão a fio, o raio dos cantos pode ser reduzido para 0,005 polegadas.
Quando cortes extra profundos são necessários
Quando são necessários cortes muito profundos, ferramentas de corte mais longas são utilizadas em máquinas CNC convencionais. No entanto, ferramentas com relações L/D excessivas podem causar trepidação, resultando em peças usinadas de baixa qualidade.
Como a eletroerosão a fio é resistente à vibração, é uma solução viável para cortes profundos. Na maioria dos casos, a eletroerosão a fio pode facilmente usinar furos com relações comprimento-diâmetro de até 20:1. Além disso, em alguns casos, essa relação pode chegar a 100:1.
Ao trabalhar com materiais extremamente duros
A eletroerosão a fio é frequentemente utilizada na usinagem de moldes e até mesmo de máquinas-ferramentas. Esses itens geralmente são feitos de materiais extremamente duros, como aço temperado ou carboneto de tungstênio. Como resultado, é extremamente difícil para as ferramentas de corte CNC convencionais penetrarem nesses materiais.
Uma vantagem da eletroerosão a fio é que a dureza desses metais não afeta as tolerâncias da peça usinada. Outros metais que podem ser usinados com eletroerosão a fio incluem Hastelloy (uma liga de níquel-molibdênio), titânio e Inconel.
Quando as peças requerem polimento espelhado
O acabamento superficial das peças usinadas por eletroerosão a fio é muito alto. Como resultado, um excelente acabamento espelhado pode ser obtido sem processamento adicional usando o processo de eletroerosão a fio. É importante ressaltar que a eletroerosão a fio não produz uma superfície orientada e em camadas, como na usinagem convencional.
Outra maneira de obter um acabamento espelhado é misturar um pó abrasivo fino ao fluido dielétrico. Isso produz um efeito semelhante ao do jateamento de areia. No entanto, esse efeito é produzido durante o processo, não depois.
Produção para todas as condições climáticas
No entanto, essa é uma preocupação dos fabricantes, e não dos engenheiros. A eletroerosão a fio oferece oportunidades significativas para automação e fabricação autônoma ou "sem supervisão".
A usinagem WEDM é mais previsível e menos propensa a erros e interrupções do que a usinagem convencional. Portanto, é possível automatizar máquinas de eletroerosão a fio, permitindo que operem 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem supervisão.
Se os fabricantes puderem automatizar o carregamento e o descarregamento de peças (e eletrodos), o fluxo de trabalho de fabricação será eficiente e automatizado.
Na fabricação de moldes
A eletroerosão a fio é, por vezes, preferível à usinagem CNC na fabricação de moldes e matrizes. Isso ocorre porque ela permite o corte preciso de metais sólidos, como aço para ferramentas. É possível usar primeiro uma fresadora CNC ou uma máquina de moldagem por eletroerosão e, em seguida, uma máquina de corte a fio para cortes detalhados ou em profundidade.
Quando tolerâncias precisas são necessárias
A eletroerosão a fio simplifica a usinagem de precisão, permitindo tolerâncias muito rigorosas. Além disso, como não há contato físico, a peça tem menor probabilidade de ser deformada pela eletroerosão.
Com múltiplas passagens, as tolerâncias de eletroerosão por fio podem ser tão próximas quanto +/- 0,0002”. No entanto, para atingir a mais alta precisão, as velocidades de corte devem ser bastante reduzidas.
Economia de material
Graças ao uso de eletrodos de arame para usinagem, a eletroerosão a fio pode minimizar o desperdício de material. Especialmente no processamento de materiais preciosos, pode reduzir significativamente os custos. Por exemplo, no processamento de algumas peças metálicas raras, pode maximizar o uso de matérias-primas.
Não há necessidade de moldes e ferramentas
O processamento tradicional na produção em massa frequentemente exige a fabricação de moldes e ferramentas especiais, aumentando o custo e o tempo de preparação. A eletroerosão a fio elimina a necessidade de moldes e ferramentas complexas. Além de poder ser usada na fabricação de peças únicas ou pequenos lotes, também atende rapidamente às necessidades de produção. Por exemplo, na produção de peças mecânicas personalizadas, a eletroerosão a fio pode ser processada diretamente com base nos desenhos de projeto, sem a necessidade de preparar os moldes com antecedência.
Em resumo, além dos motivos acima, existem outras vantagens para a escolha da eletroerosão a fio. Entre elas, estão a ampla gama de aplicações e o alto nível de automação. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, tornou-se um método de processamento indispensável em diversas áreas de fabricação de ponta. A Yonglihao Machinery possui mais de dez anos de experiência em corte a fio. Além de possuir equipamentos de primeira linha, ela também conta com métodos de processamento profissionais. Se você ainda quiser saber mais ou tiver necessidades de processamento, entre em contato conosco.
Aplicação de usinagem por eletroerosão por fio
A eletroerosão a fio é uma tecnologia de processamento bastante desenvolvida. Ela tem sido amplamente utilizada em diversas áreas. Essas áreas nos são familiares.
Aeroespacial
Como o setor aeroespacial exige altíssima precisão, a eletroerosão a fio é comum nesse setor. É comumente usada para cortar peças de aeronaves e componentes de motores, como pás de motores, discos de turbinas e componentes estruturais aeroespaciais. Por meio da eletroerosão a fio, a precisão dimensional e de forma das peças pode ser garantida para atender aos altos padrões do setor aeroespacial.
Fabricação de moldes
Na área de fabricação de moldes, a eletroerosão a fio pode ser utilizada na produção de moldes de estampagem, moldes de injeção e moldes de fundição sob pressão. No processamento de moldes de estampagem, é utilizada na fabricação de moldes para estampagem de peças. Essas peças incluem revestimentos automotivos e gabinetes elétricos. Por exemplo, o corte a fio pode processar superfícies complexas e pequenas estruturas em moldes de estampagem de portas de automóveis. Também pode processar moldes de produtos moldados por injeção na produção de moldes de injeção de plástico. Por exemplo, brinquedos de plástico e cavidades de moldes para carcaças de celulares. Em aplicações de processamento de moldes de fundição sob pressão, o corte a fio pode ser utilizado em moldes de fundição sob pressão de blocos de motores automotivos, em canais de resfriamento e em núcleos complexos, para processamento.
fabricação de eletrônicos automotivos
Os requisitos de precisão no setor de fabricação de eletrônicos automotivos também são muito elevados, por isso o corte com fio também é frequentemente utilizado para o processamento. Especialmente no processamento de alguns materiais com alta dureza e peças condutivas, o corte com fio pode ser uma boa opção. É usado para cortar painéis de carroceria, chassis e outras peças de automóveis. Algumas peças do sistema de transmissão, como engrenagens e rolamentos, devido à necessidade de alta precisão e resistência ao desgaste, também são muito adequadas.
Fabricação de dispositivos médicos
A eletroerosão a fio é extremamente precisa. Ela garante que os dispositivos médicos atendam aos rigorosos requisitos da indústria médica. Por exemplo, no caso de lâminas cirúrgicas e alicates em miniatura, a eletroerosão a fio pode processar ferramentas muito pequenas e precisas. Além disso, em articulações artificiais e implantes dentários, a eletroerosão a fio garante alta precisão e biocompatibilidade.
Limitações do Fio EDM
Embora utilizemos amplamente a eletroerosão a fio em diversos campos, ela é imperfeita. Também apresenta algumas limitações:
Velocidade de usinagem relativamente lenta. Em comparação com os métodos de corte tradicionais, as velocidades de processamento por eletroerosão a fio são geralmente mais lentas. Especialmente quando grandes quantidades de material precisam ser removidas, sua eficiência pode não ser suficiente para a produção em massa. Por exemplo, a eletroerosão a fio pode não ser a primeira escolha quando uma grande quantidade de material precisa ser removida para fabricar moldes grandes.
Requisitos para a condutividade dos materiais. Geralmente, apenas materiais com um certo grau de condutividade podem ser processados, e materiais não condutores não podem ser processados. Isso limita a aplicação da eletroerosão a fio em alguns campos de materiais especiais.
O tamanho do processamento é limitado. A estrutura da máquina-ferramenta e o comprimento do fio-eletrodo limitam o processamento de corte a fio, que apresenta certas limitações de tamanho. Pode não ser adequado para usinagem de peças de grande porte.
Tendência de desenvolvimento do Wire EDM
Com o avanço da tecnologia, a precisão das máquinas-ferramentas de eletroerosão a fio está em constante aprimoramento. No futuro, a eletroerosão a fio terá uma precisão de usinagem ainda maior. Isso representará um grande impulso para aplicações que exigem precisão extremamente alta, como a indústria aeroespacial e a fabricação de semicondutores.
Em segundo lugar, a melhoria da velocidade de processamento é uma direção importante no desenvolvimento da tecnologia de corte de arame. O ajuste dos parâmetros de descarga e a atualização das fontes de alimentação também são importantes, além do uso de algoritmos de controle avançados. Isso acelerará significativamente as máquinas de corte de arame modernas.
Além disso, com a ajuda de tecnologia avançada de sensores, inteligência artificial e algoritmos de aprendizado de máquina, o processamento de corte a fio será mais inteligente e automatizado. Os sistemas de carga e descarga serão automatizados. A operação será automatizada. Esta será a norma para futuras aplicações de eletroerosão a fio.
Resumo
Este artigo explorou o conhecimento relacionado à eletroerosão a fio. Em particular, foram discutidos os motivos para a escolha da eletroerosão a fio. A eletroerosão a fio apresenta vantagens significativas em termos de precisão. É difícil atingir precisão em nível micrométrico com a usinagem convencional. Essa capacidade é útil para a fabricação de peças de precisão. Se você tem um projeto e não tem certeza se a eletroerosão a fio é uma opção, entre em contato conosco. Podemos fornecer serviços profissionais. Serviços de usinagem de eletroerosão a fio para atender às suas necessidades de usinagem de peças.
Perguntas frequentes
Quais materiais podem ser processados por eletroerosão a fio?
Normalmente, a eletroerosão a fio pode ser usada para processar materiais metálicos, carbonetos, ligas resistentes a altas temperaturas e materiais magnéticos. No entanto, materiais com baixa condutividade geralmente não podem ser processados por eletroerosão a fio. Também elaboramos um artigo sobre quais materiais podem ser cortados com fio para ajudar você a responder melhor a essa pergunta.
Quais são as vantagens do corte com fio em relação ao corte a laser?
O corte com fio apresenta vantagens únicas em termos de alta precisão, geometria complexa, processamento de materiais de alta dureza e ausência de zona afetada pelo calor. O corte a laser é mais vantajoso em termos de velocidade e processamento de materiais não condutores.
Quais são os requisitos de manutenção para máquinas de eletroerosão por fio?
Máquinas de eletroerosão a fio exigem limpeza e manutenção regulares. O fio de molibdênio precisa ser inspecionado e a máquina calibrada regularmente.