Os Princípios básicos de funcionamento do processo de usinagem eletroquímica

Princípios básicos de funcionamento do processo de usinagem eletroquímica

A usinagem eletroquímica basicamente é uma operação de desgalvanização, em que o processo se da pela dissolução anódica  de retirada de material, na qual a forma final da peça usinada é obtida por uma ferramenta-eletrodo que fica situada bem próxima da peça onde o que as separam é o fluxo rápido de eletrólito em seu entorno.

Na figura abaixo podemos analisar melhor esse processo, onde a peça é o anodo (polo positivo) e a ferramenta é o catodo (polo negativo) os quais estão inseridos em um banho de eletrólito (solução aquosa de cloreto de sódio). O processo de diferença de pontecial entre os  dois polos processo faz com que o material resultante que é retirado do anodo seja transferido para o catodo, na usinagem eletroquímica o diferencial se da pelo fato que o banho onde ambos estão inseridos retira o produto da reação a fim de que o mesmo não fique depositado na ferramenta-eletrodo.

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Fonte: Groover, 2014

O formato (perfil) da ferramenta-eletrodo é o oposto (inverso) da forma final desejada, onde para as dimensões deve ser levada em consideração o gap existente entre a peça e a ferramenta. Esse tipo de ferramenta geralmente é fabricada em materiais como latão, cobre ou em aço inoxidável.

A taxa de remoção da peça se da pela taxa que o eletrodo avança sobre a peça. A retirada de material se dá átomo por átomo segundo as leis de Faraday, em que a quantidade de metal dissolvido é proporcional a quantidade de eletricidade que passa pelo meio onde estão inseridos (solução).

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Considerando a resistência da lei de Ohm bem como o gap e a área superficial entre a ferramenta e a peça, substituindo na lei de Faraday temos:

[pic 3]

Convertendo a expressão para a velocidade de avanço (taxa na qual a ferramenta avança sobre a peça), a velocidade de avanço na usinagem eletroquímica (mm/s) será:

[pic 4]

Os valores resultantes da taxa de remoção específica qu são apresentados para diferentes materiais na tabela a seguir, onde é considerada 100% de eficiência na remoção de material. A eficiência real fica em torno 90% podendo chegar até ao 100%, variando conforme diversos fatores que influenciam no resultado final tais como a tensão e densidade da corrente, perfil da ferramenta entre outros.

[pic 5]

Fonte: Groover, 2014

Referência: Introdução aos processos de fabricação / Mikell P. Groover; tradução Anna Carla Araujo; tradução e revisão técnica André Ribeiro de Oliveira ...[et al.] - Rio de Janeiro: LTC, 2014.