Eletroerosão: Processo de Usinagem

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ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA ESTADUAL TÉCNICA BERNADINA PADILHA RODRIGUES
CURSO TÉCNICO ELETROMECÂNICA
ELETROEROSÃO
EDUARDO KELLERMANN VELHO
MECÂNICA
VACARIA
2019
ELETROEROSÃO
por
 
EDUARDO KELLERMANN VELHO
PROF: ELIZEU DA SILVA FERREIRA
VACARIA-RS
2019
IDENTIFICAÇÃO
 1. NOME: EDUARDO KELLERMANN VELHO 
2. CURSO: TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA-AREÁ INDUSTRIAL
3. TURMA: ETAPA 3
4. ENDEREÇO: AVENIDA FRANCIOSI, 675 
5. MUNICÍPIO: VACARIA- RS
6. CEP: 95200-000
7. TELEFONE: (54) 99916-3775
8. ENDEREÇO ELETRÔNICO: VELHOEDUARDO@BOL.COM.BR
E.K.VELHO@HOTMAIL.COM
ELETROEROSÃO
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.
A eletroerosão também é chamada de EDM (Electrical Discharge Machining)é um fenômeno muito complexo, tanto que os conhecimentos que se têm sobre o assunto vêm de experiências práticas, havendo, portanto, possibilidade de encontrar explicações contraditórias do fenômeno.
 A erosão ocorre por meio de uma descarga elétrica entre dois elementos condutores de eletricidade (peça a ser usinada e eletrodo) que, colocados em um liquido dielétrico, irá reproduzir na peça uma cópia fiel com todas as suas características, mas ao inverso do mesmo.
Geralmente a peça a ser usinada é fixada na mesa de coordenadas da máquina e o eletrodo no cabeçote porta-eletrodo, sendo que para a mesa da máquina a polaridade é negativa e para o cabeçote porta-eletrodo é positiva.
O eletrodo não fica em contato com a peça, e a uma certa distância dispara uma centelha. esta distância chamada GAP (comprimento da centelha), depende da regulagem da intensidade de corrente.
Inicialmente o eletrodo vem se aproximando da peça que é comandada opor um acionamento hidráulico eletrônico, até uma distância denominada (GAP), no qual o potencial elétrico excede o necessário a perfuração da camada dielétrica. Nesse instante o dielétrico, que tem a função de isolante, passa a ser condutor, formando uma ponte entre a peça e o eletrodo, e é provocada uma descarga elétrica (centelhamento), que poderá ter seu tempo de duração regulado através de comandos eletrônicos.
Durante o impacto dos elétrons (centelha) com a superfície da peça a ser usinada, que ocorre a uma temperatura elevada, o material desintegra-se em forma de minúsculas esferas. Parte do material e vaporizado, provocando gases, sendo em forma de minúsculas esferas. Parte do material é vaporizado, provocando gases, sendo de 12% a 72% não identificáveis. Entre os conhecidos encontram-se hidrogênio, metano, propano, acetileno e óxido de carbono.
DEFINIÇÃO DO PROCESSO
A eletroerosão é um processo moderno de usinagem que oferece vantagens consideráveis e sua aplicação está em continua expansão.
A peça a ser usinada e a ferramenta põem-se a trabalhar de forma a não se tocarem. À distância que as separa será preenchida por um líquido isolante.
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, um a 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.
A precisão de usinagem depende, entre outros fatores, do desgaste do eletrodo.
O alargamento provocado pela centelha (GAP-Folga) separa o eletrodo da peça a usinar. Já em pequenas profundidades, de trabalho deve-se distinguir entre folga frontal e folga lateral pela duração e altura dos impulsos de descarga, tensão em vazio.
Erodir com baixa corrente causa um baixo rendimento de remoção. Conforme aumenta a capacidade de remoção eleva-se também o desgaste do eletrodo, quando se trabalha com eletrodo de cobre em peças de aço. Esse desgaste mede-se em porcentagem de volume. Eletrodos de grafite em comparação mostram uma reação diferente, o desgaste vai se reduzindo até chegar a um determinado valor de corrente, ficando depois quase constante.
Erodir com pequena duração de impulso provoca um desgaste crescente do eletrodo. Aumentando a duração dos impulsos, obtém-se um menor desgaste.
Na prática, usa-se para desbastar peças de aço com eletrodo de cobre ou grafite uma duração de impulsos que se encontra entre a capacidade máxima de remoção e o mínimo de desgaste do eletrodo.
Também a pausa entre duas descargas é de grande importância. De modo geral pode dizer-se que se obtém grande capacidade de remoção e pouco desgaste do eletrodo mediante pausas pequenas.
A fase de usinagem de uma superfície mais áspera e uma mais fina se obtém reduzindo a energia de descarga. Diminui a rugosidade, porém aumenta o desgaste do eletrodo. Na prática, deve-se obter, no desbaste, uma aspereza que na fase posterior de trabalho, requer apenas uma melhora.
VANTAGENS DA USINAGEM POR ELETROEROSÃO
As máquinas convencionais de eletroerosão podem ser programadas para usinagem vertical, orbital, vectorial, direcional, helicoidal, cônica e rotação. Esta versatilidade proporciona às máquinas de eletroerosão muitas vantagens em relação às máquinas convencionais de corte:
Superfícies de alta qualidade;
Peças com formas complexas;
Baixa taxa de remoção de material;
Usinagem de matérias não tradicionais;
Produção de peças em apenas uma operação;
Sem tensões e cavacos na peça usinada;
Preservação das características estruturais da peça;
Rápida dispersão de calor gerado;
Maquina automatizada;
Precisão nos cortes;
ELETRODOS
É uma ferramenta destinada a usinagem de peças por processo eletrônico, em máquinas de eletroerosão. Em princípio, todos os materiais condutores de eletricidade podem ser usados como eletrodo, mas deve-se escolher o que melhor se adapta ao tipo de material a ser usinado.
Dentre os mais utilizados podemos salientar: cobre eletrolítico, grafite, cobre tungstênio e cobre sinterizado, por apresentarem boa condutibilidade e menos desgaste.
Os eletrodos podem ser construídos por máquinas convencionais de usinagem (fresadoras, tornos, plainadoras, fresadoras pantográficas etc) e por processos de galvanoplastia (eletrodeposição). O sistema a ser empregado na construção dos eletrodos, dependerá do material a ser utilizado na sua confecção dos eletrodos, dependerá do material a ser utilizado na sua confecção e das características que o perfil possui.
Com ajustes convenientes da máquina, é possível controlar a erosão, de modo que se obtenha até 99,5%de erosão na peça e 0,5% no eletrodo.
FLUIDOS DIELÉTRICOS
O fluido dielétrico é muito importante para o desempenho do processo de eletroerosão, pois atua diretamente em vários aspectos da usinagem.Seu principal papel é controlar a potência de abertura da descarga elétrica, além de refrigerar todo o sistema e de limpar a zona que está sendo erodida.
As principais propriedades dos fluidos dielétricos são: 
Ponto de ebulição: Quanto maior o ponto de ebulição, estes se mantem mais estável em temperaturas elevadas sem perder suas propriedades originais.
Ponto de fulgor: É uma medida de volatidade do fluido e é a máxima temperatura que este irá suportar antes de uma combustão;
Estabilidade a oxidação: Quanto maior a estabilidade a oxidação maior será a vida útil do fluido;
Custo: É um fator importante em qualquer produto utilizado em uma empresa;
Perigo a saúde: Graças a legislação existente, deve ser utilizado sempre o fluido que apresenta ser menos nocivo.
ELETROEROSÃO À FIO
INTRODUÇÃO
Este procedimento consiste em realizar operações de furações, perfuração transversal abertura e alívio de um modo utilização de dispositivos com a forma determinada (eletrodo).
O processo caracteriza-se pela utilização de eletrodo em forma de fios. O avanço marcante da usinagem por erosão a fio foi realizado com a combinação de comando numérico computadorizado (CNC). Em razão da possibilidade de definição aritmética, e geométrica simples dos cruzamentos X, Y num plano, o sistema conseguiu um grande sucesso por uma grande utilização, especialmente em ferramentaria.
O estudo e desenvolvimento sobre a eletroerosão a fio começou em 1969. Daí em diante, foram se evoluindo e com isso, desenvolveu-se uma tecnologia específica para este processo de usinagem.
DEFINIÇÃO DO PROCESSO
O processo a de erosão a fio consiste em ser uma usinagem de alta precisão, não utiliza eletrodo como ferramenta, usa-se o fio, que pode ser de cobre ou latão ou cobre com banho de tungstênio com propriedades de realizar, numa única operação, matriz e punção de uma ferramenta de corte.
Atualmente, a eletroerosão a fio é bastante usada na indústria para a
confecção de placas de guia, porta-punções e matrizes (ferramentas de corte,
dobra e repuxo).
 Com o auxílio de um microprocessador, a eletroerosão a fio permite usinagem de forma extremamente complexa e com exatidão.
Um detalhe importante este tipo de máquina não substitui a eletroerosão por penetração, pois é indicada apenas para cavidades passantes.
O corte por eletroerosão do comando por trajetórias com eletrodos de fios, adquiriu grande importância na ferramentaria com o uso de comandos programáveis.
Em princípio, qualquer fio condutor de eletricidade se presta para este tipo de corte. Na prática, entretanto, emprega-se mais comumente o de cobre, pois este é encontrado em grande variedade no mercado em razão da grande demanda da indústria eletrotécnica. O importante, de qualquer forma é usar o material sempre limpo. Provou-se ser mais vantajoso o uso de material eletrolítico polido.
Máquinas de eletroerosão que usam arame com eletrodo, não tem condição de produzir cantos vivos. É preciso prever o arredondamento dos cantos, que correspondem ao raio do arame da centelha.
Para furos muito finos, o cobre se torna impraticável, por não ter uma boa resistência à tração. Nestes casos, indica-se o fio molibdênio que possui uma resistência bem maior a tração. Este fio poderá tornar-se conforme seus custos, em material universal para toda gama de aplicação.
VANTAGENS ELETROEROSÃO A FIO
 
Superfície alta qualidade;
Peças com formas complexas; 
Movimentos rápidos e constantes;
Maquina automatizada; 
Precisão nos cortes;
Ausência de forças de corte e tensão na peça;
Rápida dissipação de calor pela peça permanecer submersa;
A resistência da peça não afeta a velocidade de corte;
LIMPEZA
Durante o processo de eletroerosão a limpeza é muito importante, pois partículas erodidas tentem a se acumular em pontos da superfície do eletrodo e da peça.
Para obter maior rendimento, melhor acabamento e menos desgaste no eletrodo, um sistema eficiente de limpeza deve remover essas partículas da zona de trabalho.
Este sistema de limpeza varia, conforme o modelo da maquina e peça.
Limpeza por injeção: A injeção do liquido dielétrico é feita com pressão abaixo da peça ou por dentro do eletrodo, neste tipo de limpeza o eletrodo tem de ser furado ou a peça deve estar sobre um deposito.
Limpeza por aspiração ou sucção: O dielétrico é aspirado por baixo da peça, através de um recipiente ou do eletrodo.
Limpeza por jato lateral: A injeção do liquido dielétrico é feita por bicos que garantem alcance de toda a superfície de trabalho.
Limpeza por agitação: É obtido por meio de pulsação do eletrodo.
Limpeza por luxo transversal: Usado quando o eletrodo for rígido e a situação permitir a realização de vários furos para limpeza.
Limpeza combinada: Combina o processo de aspiração e o de injeção.
CONCLUSÃO
Observou-se que o processo de eletroerosão é um processo de precisão, muito utilizado atualmente na fabricação de matrizes, utilizada também para cortes em materiais muito duros e resistentes.
Caracteriza-se pela complexidade dos perfis e das tolerâncias que produz, frente a outros processos de usinagem bem mais dispendiosos e de menos precisão.
Algumas peças de complexidade altas só são possíveis através deste processo.
REFERÊNCIAS
https://www.steelcarbon.com.br/eletroerosao/
STEELCARBON – “Eletroerosão – Entenda o que é e como funciona” 
Acessado em 27/04/2019 às 23:20
https://pt.slideshare.net/hertzoliveira3/eletroeroso-27147247
HERTZ OLIVEIRA –“Eletroerosão”
Acessado em 27/04/2019 às 23:45
https://essel.com.br/cursos/material/01/ProcessosFabricacao/68proc.pdf
ESSEL – “Usinagem por Eletroerosão”
Acessado em 28/04/2018 às 01:05
https://cad.cursosguru.com.br/conheca-o-metodo-de-usinagem-em-erosao-a-fio/
GURU – “Conheça o método de usinagem em erosão a fio”
Acessado em 28/04/2018 às 01:30