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1. Introducción
Se trata de una máquina de corte de perfil (contorno) de los componentes. El principio de una máquina de electroerosión consiste en mecanizar el material generando series de chispas.
Figura 1
Máquina de electroerosión
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2. Historia
La invención del método de tratamiento de los metales por chispa eléctrica (erosión eléctrica) fue presentada en 1943 por la pareja de científicos soviéticos Natalya y Boris Lazarenko. La tecnología encontró rápidamente sus aplicaciones industriales y Suiza produce y exporta sus máquinas desde 1952. La llegada de la informática y de los controles numéricos en los años ochenta dio a esta tecnología un auge siempre notable.
3. Descripción de la máquina
La máquina se compone de una gran cuba en la que se realizan todas las operaciones de mecanizado. Esta cuba tiene una puerta frontal que permite cargar el material y ajustar la máquina. En el fondo de la cuba se encuentra una mesa a la que se fijan las bandejas de material (plaquetas de material bruto). La mesa está motorizada y puede desplazarse longitudinal y lateralmente (ejes X e Y), a veces también según ejes de rotación (A y B). Un taladro realizado previamente atraviesa el material bruto fuera del contorno de la pieza que se va a cortar. La bandeja se posiciona y se fija sólidamente a la mesa de la máquina. Según la naturaleza del material, el grosor de las bandejas y la complejidad del perfil de la pieza, se pueden apilar varias bandejas sobre la mesa de la máquina y, en la misma operación, cortar tantas piezas como bandejas apiladas haya. En vertical a la cuba, la máquina presenta dos grandes bobinas de hilo, a la manera de la cinta magnética de un magnetófono. Una contiene el hilo nuevo, la otra recibe el hilo usado. El hilo es de latón o de cobre laminado, y su diámetro puede variar de 0,02 a 0,3 mm según la capacidad de la máquina y el componente a cortar. Un sistema de rodillos permite guiar el hilo y mantener una tensión ideal. A su salida de la máquina, el hilo es guiado verticalmente por el operador a través del orificio previamente realizado en la bandeja. Luego se guía hacia el exterior de la cubeta y sube verticalmente para llegar a la bobina de recuperación. Una vez que el contorno del componente se ha registrado en el sistema informático de la máquina, el operador puede cerrar la puerta frontal. Antes de que la máquina comience el mecanizado del componente, el primer paso consiste en llenar la cubeta con una solución dieléctrica (agua o aceite mineral). Un dieléctrico tiene la propiedad de conducir débilmente la corriente eléctrica, pero permite que las fuerzas electrostáticas actúen libremente.
4. Principio de funcionamiento
La bandeja está sumergida y atravesada por el hilo que constituye el electrodo del sistema. Durante el mecanizado, el hilo se desenrolla continuamente de una bobina a otra. La máquina envía cortos impulsos de corriente eléctrica al hilo. Al ajustar con precisión la intensidad de la corriente, se produce una chispa en cada impulso, provocando un arco entre el hilo y la pieza (la pared interior del agujero practicado en la bandeja). La temperatura generada por la sucesión de chispas puede alcanzar entre 8.000 y 12.000 °C. En cada impulso, el material se transforma localmente en plasma, que es expulsado por el dieléctrico y deja así paso a un cráter. La sucesión de cráteres crea el corte del componente. A lo largo del proceso, la mesa de la máquina y la bandeja se desplazan simultáneamente sobre los ejes Y y Z para dibujar fielmente y con precisión el contorno del componente (la posición del hilo es fija). Algunas máquinas permiten inclinar la mesa, lo que permite cortar planos inclinados.
5. Ventajas e inconvenientes
El corte por electroerosión de hilo presenta numerosas ventajas en comparación con las tecnologías de mecanizado tradicionales. El diámetro muy reducido del hilo es hasta diez veces menor que el de las fresas más pequeñas. Esto permite que el hilo corte contornos mucho más complejos con una precisión mayor. Además, nunca hay contacto, y por lo tanto ninguna tensión mecánica, entre la herramienta (el hilo) y el componente. Esto permite, por ejemplo, fabricar componentes largos y finos, como resortes, sin riesgo de romperlos, como sería el caso en una fresadora o un centro de mecanizado. Al apilar las bandejas, se puede multiplicar el número de componentes fabricados durante un mismo ciclo. Sin embargo, este número es limitado y el avance de la máquina no es muy elevado (0,2 a 10 mm/min). Por ello, se prefiere, cuando es técnicamente posible, el estampado a la electroerosión cuando se trata de producir componentes en grandes series. Finalmente, solo los materiales conductores de electricidad son, lógicamente, elegibles para esta tecnología.
6. Ejemplos de componentes producidos por electroerosión
En cuanto el material es conductor, la lista de aplicaciones es prácticamente infinita. Desde la carrura de caja hasta el más pequeño y el más fino de los muelles de un movimiento, las ventajas de la tecnología suelen justificar la elección de la Electroerosión. La Electroerosión también se utiliza ampliamente para producir las matrices y los punzones de las estampas. Esta tecnología ha permitido reducir considerablemente los costos de fabricación de las herramientas de Estampado, hasta entonces completamente mecanizadas en Masa. Por último, es especialmente apreciada para la fabricación de pequeños componentes finos, con perfiles complejos, así como para pequeñas series y prototipado, ya que no requiere la fabricación de herramientas específicas, como es el caso de las operaciones de Fresado o Estampado.
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