Principio del micromecanizado por descarga eléctrica (Micro EDM)

El micromecanizado por descarga eléctrica (EDM) es una sofisticada técnica de fabricación utilizada en el sector de la ingeniería de precisión para mecanizar materiales conductores. Este proceso difiere significativamente de los métodos de mecanizado convencionales al emplear energía eléctrica en lugar de mecánica. A continuación, nos adentramos en los principios fundamentales que rigen la microelectroerosión y explicamos cómo se consigue una alta precisión en el mecanizado.

Principio básico de la microelectroerosión

La microerosión funciona según el principio de eliminación de material mediante el uso controlado de chispas eléctricas que se producen entre un electrodo de herramienta y una pieza de trabajo, todo ello contenido en un medio líquido aislante. Los componentes clave y sus funciones en la microerosión son los siguientes:

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1. Fuente de alimentación pulsada:
   • Genera impulsos de corriente continua (CC) que son esenciales para crear las chispas eléctricas necesarias para el mecanizado.
2. Control automático de alimentación:
   • Mantiene una pequeña separación óptima entre el electrodo de la herramienta y la pieza de trabajo, lo que garantiza una generación de chispas y un arranque de material uniformes.
3. Interacción entre el electrodo y la pieza:
   • El electrodo de la herramienta y la pieza no se tocan físicamente, sino que se mantiene un pequeño espacio donde se producen las chispas, lo que permite a la herramienta mecanizar materiales más duros que ella sin contacto directo ni fuerzas de corte macroscópicas.

Mecánica de arranque de material

El proceso de arranque de material en microelectroerosión se facilita mediante varios pasos:

1. Formación de un campo eléctrico:
   • Una tensión pulsada crea un campo eléctrico desigual entre los electrodos. Cuando la intensidad del campo alcanza un valor crítico, provoca la emisión de campo, lo que conduce a la emisión de electrones de alta velocidad.
2. Ionización y descomposición:
   • Los electrones emitidos chocan con los átomos del fluido de trabajo, ionizándolos y provocando finalmente una ruptura del fluido, que forma un canal de descarga.
3. Generación de calor y erosión de materiales:
   • El rápido movimiento de iones y electrones dentro del canal genera un calor considerable, lo que hace que el material de las superficies de los electrodos se funda y vaporice, formando cráteres de descarga.
4. Eliminación de productos de erosión:
   • La expansión del gas dentro del canal de descarga ejerce una presión que ayuda a expulsar los materiales fundidos y vaporizados fuera de la zona de descarga.

Control y optimización en microelectroerosión

En microelectroerosión, el control de la duración y el intervalo de los impulsos es crucial. Después de cada pulso de descarga:

• Desionización del fluido de trabajo:
  • El fluido de trabajo necesita tiempo para volver a su estado aislante. Una desionización insuficiente puede provocar descargas de arco estables no deseadas que pueden dañar el proceso de mecanizado.
• Tiempo de intervalo de pulso:
  • Un tiempo adecuado entre impulsos garantiza que el fluido se desionice completamente y elimine los productos de la erosión, evitando cortocircuitos y asegurando la estabilidad de las descargas posteriores.

Aplicaciones y ventajas

La microerosión se utiliza mucho en sectores que requieren una gran precisión y la capacidad de mecanizar materiales extremadamente duros. Sus aplicaciones abarcan sectores como el aeroespacial, para el mecanizado de orificios de refrigeración en álabes de turbinas, el médico, para la creación de implantes intrincados, y el de herramientas y matrices, para la fabricación de moldes detallados.

Conclusión

La microerosión destaca en el mundo de la fabricación por su capacidad para mecanizar materiales conductores de cualquier dureza con precisión y sin contacto directo. Este proceso es esencial para producir geometrías complejas difíciles de conseguir con los métodos de mecanizado tradicionales. El desarrollo continuo de la tecnología de microelectroerosión sigue mejorando sus capacidades, convirtiéndola en una herramienta fundamental en el arsenal de las técnicas de fabricación modernas.