ESMERILADO ELECTROLÍTICO

El esmerilado electrolítico ha venido a facilitar mucho el maquinado de piezas de trabajo de metal delgado y frágil y las modernas aleaciones de la era espacial. En el esmerilado electrolítico, se remueve el material de la superficie de la pieza de trabajo con una combinación de la acción electroquímica y una rueda abrasiva con aglutinación metálica (en el proceso se remueve metal por una combinación de energía eléctrica y química). Alrededor del 90% del metal se desprende de la superficie de la pieza con la acción electroquímica y el 10% restante lo “barre” la rueda abrasiva. El proceso de esmerilado electrolítico es similar al de maquinado electroquímico.

PROCESO DE ESMERILADO ELECTROLÍTICO

La rueda abrasiva, con aglutinación metálica y conductora de la electricidad, y la pieza de trabajo que también es conductora se conectan a un suministro de corriente continua y quedan separadas por las partículas abrasivas que sobresalen de la rueda. Se inyecta un electrólito en el espacio entre la rueda y la pieza de trabajo, que complementa la acción de desprendimiento que descompone el material de la pieza de trabajo (la solución electrolítica suele ser muy corrosiva: hay que proteger las piezas de la maquina contra la corrosion). Este material desprendido se elimina con la acción de la rueda de abrasiva nunca hace contacto con la pieza de trabajo.

VENTAJAS DEL ESMERILADO ELECTROLÍTICO

El esmerilado electrolítico tiene muchas ventajas sobre los métodos convencionales.

1. Reduce los costos de las ruedas abrasivas; en especial las de diamante con aglutinación metálica porque solo remueve un 10% del material con la rueda.
2. Se elimina una elevada proporción del material en relación con el desgaste de la rueda.
3. No se genera calor durante el esmerilado durante el esmerilado; por lo tanto, la pieza no se quema ni sufre deformación.
4. No se producen rebabas, que se deban eliminar con operaciones adicionales.
5. Se pueden cortar piezas de trabajo delgadas y frágiles porque la rueda nunca toca la pieza de trabajo.
6. Se pueden esmerilar con rapidez y facilidad el carburo de tungsteno y las aleaciones superduras.
7. Se pueden cortar metales raros, como el circonio, berilio y otros, sin que importe su dureza, fragilidad o sensibilidad térmica.
8. No se crean esfuerzos en la pieza de trabajo.
9. No ocurre endurecimiento de la pieza de trabajo durante este proceso.

MAQUINADO POR ELECTRODESCARGA

El maquinado por electrodescarga (EDM) es un proceso para remoción de metal por la acción de una descarga eléctrica de corta duración y alta densidad de corriente (amperaje) entre las herramientas y la pieza de trabajo. El proceso EDM se podría comparar con un rayo diminuto que choca contra una superficie, crea un intenso calor local y funde la superficie de la pieza de trabajo. El maquinado por electrodescarga es de especial utilidad para maquinar las aleaciones súper duras y conductoras de la era espacial que abría sido muy difícil de trabajar con métodos convencionales. El EDM ha facilitado el corte de formas complejas, lo cual resultaría imposible con herramientas de corte convencionales.

PRINCIPIOS DEL EDM

El maquinado por electrodescarga (EDM) es un proceso para la remoción controlada de un metal, en el cual se usa una chispa para cortar o erosionar la pieza de trabajo, por medio de un electrodo que es la “herramienta” de corte.

El electrodo se hace con material conductor de electricidad, por lo general con carbón. Tanto el electrodo, que tiene la forma de cavidad requerida, como la pieza de trabajo se sumergen en un líquido dieléctrico que suele ser un aceite delgado. El liquido dieléctrico debe ser no conductor o mal conductor de la electricidad (para el maquinado por electrodescarga se requiere un electrodo (“herramienta”) conductor y un liquido dieléctrico no conductor). Un servomecanismo mantiene una separación de más o menos 0,001 pulgadas (0,002 milímetros) entre el electrodo y la pieza de trabajo para que no se toquen. Se aplica una corriente continua de bajo voltaje y alto amperaje al electrodo a razón de 20.000 impulsos eléctricos por segundo mediante un capacitor (condensador). Estos impulsos de corriente conducen chispas que saltan la abertura, entre el electrodo y la pieza de trabajo, a través del dieléctrico. En el sitio en donde choca la chispa se produce un calor intenso, se funde el metal y se desprende una partícula de metal de la superficie de la pieza de trabajo (el metal se remueve por la erosión de la chispa eléctrica). El liquido dieléctrico que está en circulación constante, arrastra las partículas erosionadas en el metal y también ayuda a disipar el calor ocasionado por la chispa.

VENTAJAS DEL PROCESO EDM

El maquinado por la electrodescarga tiene muchas ventajas sobre los procesos convencionales.

1. Se puede cortar cualquier material conductor de electricidad cualquiera que sea su dureza. Es de especial utilidad para carburos cementados y las nuevas aleaciones extra duras que son sumamente difíciles de cortar con metros convencionales.
2. Se pueden trabajar materiales endurecidos, con lo cual se elimina la deformación ocasionada por el proceso de endurecimiento.
3. Las brocas o machuelos rotos se pueden extraer con facilidad de las piezas de trabajo.
4. No produce esfuerzo en la pieza de trabajo porque el electrodo nunca hace contacto con ella.
5. Este proceso no deja rebabas.
6. Se pueden maquinar secciones delgadas y frágiles sin deformación.
7. Por lo general, se eliminan las operaciones secundarias de acabado en muchos tipos de piezas de trabajo.
8. Se pueden cortar formas complicadas en la pieza de trabajo que son imposibles de lograr con métodos convencionales.
9. Se pueden producir mejores troqueles y moldes a menor costo.
10. Se puede utilizar un dado o troquel de punzar para reproducir su forma en la placa de troquel correlativa y dejar la holgura necesaria.

MAQUINADO ELECTROQUIMICO

Maquinado electroquímico (ECM) difiere de las técnicas convencionales para cortes de metales en que se utilizan energía eléctrica y química como herramientas de corte. Con este proceso se remueve el metal con facilidad, sin que importe su dureza, y se caracteriza porque no deja virutas.
La herramienta de corte es un electrodo fijo que tiene la forma de cavidad requerida en la pieza de trabajo; por lo tanto, se pueden producir formas escuadradas o difíciles de cortar. Además, el desgaste de la herramienta es insignificante porque nunca toca la pieza de trabajo. El maquinado electromecánico es adecuado para producir agujeros redondos pasantes, cuadrados pasantes, ciegos redondos o cuadrados, cavidades sencillas con lados rectos y paralelos y para operaciones de cepillo. Su utilidad es mucho mayor en metales cuya dureza es mayor de 42 rockwell C (400 Brinell). Con este proceso es difícil mantener aristas agudas, secciones inferiores planas o curvaturas exactas debido al ligero exceso de corte que produce. Una ventaja importante del ECM es que no se deforman las superficies y cantos de las piezas de trabajo y quedan libres de rebatas (El electrodo (“herramienta) nunca hace contacto con la pieza de trabajo).

EL PROCESO

Desde hace muchos años se han utilizado los balos galvanoplásticos o electrodeposición para aplicar un metal que está en solución en otro metal que se sumerge en el baño.
Dado que el ECM surgió de este proceso es conveniente conocer el proceso de electrodeposición.

1. Se sumergen dos barras de metales desiguales en una solución de electrolito.
2. Se conecta una barra al conductor o terminal negativo de una fuente de corriente continua. La segunda barra se conecta a la terminal positiva.
3. Cuando se cierra el circuito circula corriente continua (CC) a través del electrolito entre las dos barras de metal.

La reacción química produce la transferencia de metal de una barra a la otra.

El maquinado electroquímico difiere de la electrodeposición en que una reacción electroquímica disuelve el metal de la pieza de trabajo en una solución de electrolito.
Se pasa una corriente continua a través de una solución de electrolito entre el electrodo, que es la “herramienta” y tiene la forma de la cavidad deseada, que tiene carga negativa y la pieza de trabajo que tiene carga positiva. Esto ocasiona la remoción del metal delante del electrodo al avanzarlo hacia la pieza de trabajo. La reacción química ocasionada por la corriente continua en el electrolito disuelve el metal de la pieza de trabajo.

El electrodo para SM no es una simple varilla de metal, sino una herramienta de precisión aislada hecha a la forma y tamaño exactos necesarios y a lo largo del cual se hace pasar el electrolito.

El electrodo y la pieza de trabajo, aunque están separados apenas 0,002 a 0,003 pulgadas (0,005 a 0,007 milímetros) nunca se topan entre sí.
La solución de electrolito esta en circulación constante y controlada y es conductora de la corriente (el electrolito suele ser una solución salina muy corrosiva). La corriente continua, a veces, puede ser de 10.000 A/pulgada2 (1550 A/centimetro2) según el material de la pieza: la cantidad de remoción del metal esta en proporción directa con la corriente que pasa entre el electrodo y la pieza de trabajo. Una corriente elevada producirá remoción rápida del metal y a la inversa con una corriente baja.

VENTAJAS DEL ECM
El maquinado electroquímico ha sido uno de los procesos para trabajar metales que ha permitido maquinar los de la era espacial.
Algunas de sus características y ventajas son:

1. Se puede maquinar un metal de cualquier dureza.
2. No se genera calor durante el maquinado y, por lo tanto, no hay deformación de la pieza de trabajo.
3. En el ECM no hay rotación de la “herramienta”.
4. El desgaste del electrodo (herramienta) es insignificante porque nunca toca la pieza de trabajo.
5. Debido a que el electrodo nunca toca la pieza de trabajo se pueden maquinar secciones delgadas y frágiles sin deformación.
6. La pieza de trabajo queda libre de rebabas.
7. Es fácil producir piezas de trabajo, las formas complejas, cuyo maquinado es difícil con otros procesos.
8. El ECM es adecuado para trabajo de producción en donde hay que hacer agujeros o cavidades múltiples al mismo tiempo.

INTRODUCCIÓN

Con la introducción de aparatos y materiales y materiales totalmente nuevos, en los recientes, se ha hecho necesario desarrollar nuevos métodos para el maquinado eficiente de materiales.
Las piezas hechas con carburo cementado o con metales difíciles de maquinar se conformaban con el costoso proceso de esmerilado con ruedas de diamante. El maquinado electroquímico, maquinado por electro descarga y esmerilado electrolítico son tres métodos perfeccionados hace pocos años. En todos ellos la remoción del metal se logra con algún tipo de descarga eléctrica.