Electroerosión
Keywords: Electroerosión, Arco eléctrico, Campo eléctrico, Conductor eléctrico, Dieléctrico, Dureza, Electrodo, Fatiga de materiales, Grafito
La electroerosión es un proceso de fabricación consitente en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza, hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el aranque de material.
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Proceso
Durante el proceso de electroerosión, la pieza y el electrodo se sitúan muy próximos, dejando un hueco que oscila entre 0,01 y 0,05 mm por el que circula un líquido dieléctrico. Al aplicar una diferencia de tensión continua (y pulsante) entre ambos, se crea un campo eléctrico intenso que provoca el paulatino aumento de la temperatura, hasta que el dieléctrico se vaporiza.
Al desaparecer el aislamiento del dieléctrico, salta la chispa, incrementándose la temperatura hasta los 20.000ºC, vaporizándose una pequeña cantidad de material de la pieza y el electrodo formando una burbuja que hace de puente entre ambas.
Al anularse el pulso de la fuente eléctrica, el puente se rompe separando las partículas del metal en forma gaseosa de la superficie original. Estos residuos, se solidifican al contacto con el dieléctrico y son finalmente arrastrados por la corriente junto con las partículas del electrodo.
El ciclo completo se repite del orden de miles de veces por segundo.
El resultado del proceso el la erosión uniforme de la pieza, reproduciendo las formas del electrodo. Como ambos se desgastan, es necesario, para mantener el hueco constante, desplazar el electrodo hacia la pieza.
Ventajas
Al no generarse fuerzas de corte como en los procesos de mecanizado (torneado, taladrado, etc.) resulta aplicable para materiales frágiles.
Se pueden taladrar agujeros muy inclinados en superficies curvas sin problemas de deslizamiento. Así como de elevada relación de aspecto (cociente entre la longitud y el diámetro), es decir, con pequeño diámetro y gran profundidad imposibles con un taladro convencional.
Al ser un proceso esencialmente térmico, se puede trabajar cualquier material mientras sea conductor, sin embargo, el mecanizado tradicional presenta serias dificultades con materiales y aleaciones muy duras.
Las tolerancias que se pueden obtener son muy ajustadas, desde ±0,025 hasta ±0,127 mm.
Inconvenientes
Tras el proceso, suele quedar una capa superficial de metal fundido, frágil y de extermada dureza, que debe eliminarse en aquellas piezas que requieran resistencia a la fatiga.
Generalmente se emplean electrodos de grafito, que por tener una elevada temperatura de vaporización es más resistente al desgaste. No obstante, este material es frágil, por lo que la manipulación de los electrodos debe ser muy cuidadosa.
Aplicaciones
A modo de ejemplo se puede citar el agujereado de las boquillas de los inyectores en la industria del automóvil, así como en la fabricación de moldes y matrices para procesos de moldeo o deformación plástica.
Electroerosión por hilo
Es un desarrollo del anterior, que sustituye el electrodo (el negativo de la pieza) por un hilo conductor. En este proceso, un hilo delgado sujeto por sus extremos comenzando por un agujero previamente taladrado y mediante un movimiento de vaivén como el de una sierra, va socavando la pieza hasta obtener la geometría deseada.
Si la forma a obtener no es muy compleja, es posible adoptar esta técnica, obteniendo importantes ahorros de tiempo y dinero, ya que además de ser más rápido (mientras que con electrodo las tasas de arranque de material son del orden de 2 cm3/h, con hilo rondan los 350 cm3/h), no precisa el mecanizado previo del electrodo.