ELETROEROSÃO

ELETROEROSÃO

HISTÓRICO

Em 1751, Joseph Priestley descreveu o processo (físico-químico) para produção de um pó coloidal, através de descargas elétricas.

Na década de 30, o processo foi utilizado para solucionar problemas de fabricação de máquinas e equipamentos quando era preciso recuperar peças em cujo interior havia ferramentas quebradas (machos, brocas, alargadores etc.).

Com a eclosão da Segunda Guerra Mundial, que acarretou enormes dificuldades na obtenção de matérias-primas, além de exigir aumento da produção industrial a curto prazo e com o mínimo possível de desperdício, um grupo de cientistas liderados por R. Lazarenko desenvolveu o processo, possibilitando a sua comercialização. Foi o início da era da eletroerosão. As primeiras máquinas de utilização industrial sugiram em 1953.

TIPOS DE ELETROEROSÃO:

– Eletroerosão por penetração

– Eletroerosão a fio

O QUE É ELETROEROSÃO POR PENETRAÇÃO

É uma máquina-ferramenta de usinagem (figura 1), especificamente utilizada para usinagem de metais (aços temperados, pastilha de metal duro etc.), onde a ferramenta que reproduz a cavidade (eletrodo) deve ter o perfil desejado na cavidade (figura 2).

Figura1 Figura 2.

Uma máquina EDM (Eletrical Discharge Machining), basicamente é composta de eletrodo, peça, fonte DC e fluido dielétrico.

ALGUMAS APLICAÇÕES DA ELETROEROSÃO:

- Matrizes para estampagem

- Matrizes para molde de injeção

- Matrizes para forjaria

- Fieiras para Trefilação, Extrusão.

- Usinagem de ferramentas de metal duro

DEFINIÇÃO DO PROCESSO

A eletroerosão é um processo moderno de usinagem que oferece vantagens consideráveis e sua aplicação esta em continua expansão.

A peça a ser usinada e a ferramenta (eletrodo) põem-se a trabalhar de forma a não se tocarem. À distância que as separa será preenchido por um líquido isolante (líquido dielétrico), conforme figura 3.

Figura 3.

Como consequência, o trabalho realiza-se num recipiente. A peça a ser usinada e a ferramenta estão ligadas através de cabos com uma fonte de corrente contínua. Em um dos cabos encontra-se incorporado um interruptor. Ao liga-lo resulta, entre a peça a ser usinada e a ferramenta, uma tensão elétrica. Inicialmente a corrente não passa, já que o dielétrico atua comum um isolante entre a peça e a ferramenta. Ao diminuir-se o espaço entre ambas, salta uma centelha, uma vez alcançada a distância determinada, que é muito pequena. Nesta fase também denominada descarga, a corrente transforma-se em calor. A superfície do material se aquece fortemente dentro do campo do canal de descarga. Ao interromper a corrente, o canal de descarga esfria rapidamente. A seguir evapora-se a fusão metálica da superfície em forma explosiva, removendo, até certa profundidade, o material fundido. Assim forma-se uma pequena cratera. Ao sucederem-se as descargas, formam-se crateras uma ao lado da outra, e o resultado é uma remoção constante de material na superfície da peça a ser usinada (figura 4).

Figura 4.

Com relação à polaridade, existe um intercâmbio de partículas carregadas negativamente e positivamente forma-se no canal de descarga um fluxo de corrente. Consequentemente, as partículas produzem calor e provocam a fusão do metal. Se a duração dos impulsos é curta, encontra-se em movimento maior número de partículas com carga negativa do que com carga positiva.

Também é importante o fato de as partículas carregadas positivamente, por serem uma massa maior, produzirem mais calor a máxima velocidade de choque. Com a finalidade de diminuir o desgaste do eletrodo, escolhe-se a polaridade de tal forma que ela possa levar maior quantidade possível de energia de calor durante o tempo de descarga a peça a ser usinada. Com impulsos curtos liga-se o eletrodo ao pólo negativo, o que equivale à polaridade negativa.

Tratando-se de impulsos longos, liga-se o eletrodo ao pólo positivo, o que denominamos polaridade positiva.

A duração de impulsos, onde se muda a polaridade, depende de alguns fatores sujeitos principalmente às características físicas dos materiais a usinar e dos eletrodos. Na usinagem de aços com eletrodos de cobre, o limite de duração dos impulsos é de aproximadamente 5 milionésimos de segundo.

A precisão de usinagem depende, entre outros fatores, do desgaste do eletrodo. Esse desgaste é representado pela letra grega teta com um "V" como coeficiente proporcional (figura 5). Este valor indica, em percentagem, o volume de material perdido ou desgastado no eletrodo em comparação com o volume do material removido da peça usinada.

Figura 5.

PARÂMETROS DO PROCESSO

1-CORRENTE

A corrente usada situa-se na faixa de 0,5 a 400 ampères. Quando se aumenta a corrente, aumenta-se a taxa de remoção do material e consequentemente a rugosidade.

A tabela a seguir traz os coeficientes para cálculo de amperagem de acordo com o material do eletrodo e o material a ser usinado.

2-TENSÃO

A tensão usada situa-se na faixa de 40 a 400V DC. Quando se aumenta a frequência da centelha, diminui--se a rugosidade por que a energia disponível durante um dado período para remover o material é dividida.

ELETRODOS

É uma ferramenta destinada à usinagem de peças por processo eletrônico, em máquinas de eletroerosão.