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La electroerosión por hilo es un proceso de fabricación poco conocido que utiliza descargas eléctricas para vaporizar metal de forma muy controlada y producir algunas de las piezas más complejas con ajustes y dimensiones extremadamente ajustados

¿Qué es la electroerosión por hilo?

La electroerosión por hilo o electroerosión por hilo es un proceso de fabricación en el que se elimina material mediante un electrodo conductor en forma de hilo fino y una pieza de trabajo conectada a tierra. Se hace pasar una alta tensión de descarga a través del alambre, que se vaporiza inmediatamente al sumergirse en un fluido dieléctrico. Las máquinas de electroerosión por hilo realizan la reducción del material, pero a diferencia de las CNC tradicionales, no cortan el metal. En su lugar, las máquinas de electroerosión por hilo funden con precisión el material de las piezas conductoras.

¿Para qué sirve la electroerosión por hilo?

El proceso de electroerosión por hilo sigue los mismos principios que la electroerosión. El proceso de electroerosión por hilo consiste en hacer pasar un hilo de latón con corriente eléctrica y alta tensión a través de la pieza. Mientras la pieza permanece inmóvil, el corte es guiado por un hilo en movimiento, que genera una chispa eléctrica cuando se acerca lo suficiente a la pieza puesta a tierra. En otras palabras, existe una tensión muy alta entre el electrodo de la herramienta y la pieza, y una vez que se produce el contacto, el circuito crea una chispa eléctrica, fundiendo pequeños trozos de metal en el proceso. La tensión en la electroerosión por hilo es tan alta que el electrodo de la herramienta (hilo) nunca toca el metal y la carga salta a la pieza conectada a tierra. El proceso de electroerosión por hilo se produce en un fluido dieléctrico que controla la propagación de la carga y arrastra los fragmentos de metal corroído lejos del hueco de la chispa.

Las máquinas de corte por hilo pueden procesar el mismo mecanizado CNC de piezas metálicas que las máquinas convencionales. Sin embargo, las piezas, el proceso de mecanizado y el corte por hilo EDM son diferentes de las herramientas de corte convencionales.

Electrodo

Las máquinas de corte por hilo tienen dos electrodos. El cátodo es el hilo que conduce la corriente y el ánodo sujeta la pieza. Esto se consigue normalmente conectando a tierra la pieza de trabajo dentro de la cortadora de hilo.

En la industria, se llaman:

Herramienta o electrodo de alambre	Hilo cortante de metal conductor, normalmente latón (cátodo) Movimiento controlado por una máquina
Electrodo de la pieza	Material conductor a cortar (ánodo) El material se retira del electrodo de la pieza mediante una descarga del electrodo de la herramienta.

Alambre

El hilo es una herramienta de corte para las máquinas de electroerosión. Existen diferentes diámetros de hilo para cortar diferentes espesores de material de la pieza.

Las cortadoras de alambre son capaces de cortar con precisión formas complejas de hasta 0,0001 pulgadas. Intuitivamente, el alambre es 25 veces más fino que un cabello humano. Esta estrecha precisión y tolerancia es la razón por la que el corte por hilo también se conoce como «mecanizado de tolerancia 0».

El hilo y la conductividad afectan a la velocidad de corte. También afectan al acabado superficial, por lo que las distintas máquinas WEDM tienen alambres diferentes.

alambre de latón	El latón se utiliza habitualmente en máquinas cortadoras de hilo por su conductividad eléctrica. El latón es una aleación de zinc y cobre rentable y adecuada para una amplia gama de materiales.
línea de revestimiento	El alambre recubierto está hecho de alambre común de latón o tungsteno y recubierto con otro metal (por ejemplo, zinc). Esto se hace principalmente para aumentar la velocidad de corte, mejorar la vida útil de la herramienta de carburo de tungsteno y aumentar la resistencia al desgaste para la producción en masa.
alambre de tungsteno	El alambre de tungsteno se utiliza en la electroerosión por hilo porque es un electrodo duro y resistente. Su alta resistencia a la tracción permite utilizarlos en electroerosión por hilo para cortar materiales duros con separaciones más gruesas. Tienen un mejor acabado superficial que los alambres de latón, pero son más caros.

Mesa de trabajo

La mesa de la cortadora de hilo está cuidadosamente diseñada. El material utilizado suele ser hierro fundido o granito. Es el componente más pesado de una máquina de corte por hilo y minimiza las vibraciones y los movimientos innecesarios.

La mesa también está equipada con un tornillo de banco o una fijación para sujetar la pieza de trabajo y también está equipada con un depósito de agua desionizada.

En una mesa dinámica, la mesa puede desplazarse en los ejes X, Y y Z mediante motores paso a paso, que controlan el movimiento a través de un control numérico. Así se consiguen diseños cónicos y formas complejas.

Control CNC

Las máquinas WEDM incorporan un control CNC que controla el movimiento de los ejes, la trayectoria del hilo y el avance del corte. Es similar al control de cualquier máquina CNC tradicional y el proceso está totalmente automatizado.

medio dieléctrico

El dieléctrico controla la propagación de la carga durante el contacto de los electrodos. Esto evita cortes innecesarios y la evaporación no deseada del metal. Los fluidos dieléctricos también eliminan los pequeños trozos de metal fundido y ayudan a conseguir un acabado liso de la superficie. El agua desionizada es el fluido dieléctrico más común.

Fuente de alimentación programable

Las máquinas de corte por hilo tienen una fuente de alimentación única. Dado que el método de corte depende en gran medida de la corriente y la tensión, la fuente de alimentación de la electroerosión por hilo debe regular la tensión, la frecuencia y la cantidad de carga que entra en contacto con la pieza. Las fuentes de alimentación convencionales proporcionan una potencia constante a una tensión fija.

Material de mecanizado WEDM

A pesar del alto voltaje y la precisión de la electroerosión por hilo, el proceso sólo merece la pena por su coste y complejidad en unas pocas aplicaciones industriales. Estas aplicaciones suelen utilizar los siguientes materiales.

hoja de aluminio	El aluminio es un metal común que se mecaniza mediante electroerosión por hilo. Es relativamente más blando que los demás de la lista, pero la electroerosión por hilo permite tolerancias estrechas, lo que es importante para las piezas de aluminio de la industria aeroespacial.
latón	El latón es esencialmente un material conductor de la electricidad, hecho de cobre y zinc. Es blando y puede cortarse fácilmente en las formas deseadas. Sin embargo, no es rentable utilizar el mecanizado por descarga eléctrica en metales blandos como el latón y el aluminio. Estos metales pueden cortarse en la forma deseada mediante operaciones de mecanizado convencionales.
Chapa de acero	El acero (especialmente el acero templado) es el material más utilizado para la electroerosión por hilo. Dado que el acero se utiliza en matrices de extrusión, insertos moldeados por inyección y herramientas de precisión, es necesario procesar el acero utilizando hilos de electrodo.。
titanio	El titanio es un material relativamente difícil de mecanizar, pero como es conductor de la electricidad, a menudo se corta mediante electroerosión EDM. Dado que el mecanizado por chispa de grandes piezas de titanio genera mucho calor, es importante utilizar fluidos de lavado y dieléctricos adecuados.

 Tratamiento WEDM

La electroerosión por hilo ofrece tolerancias inigualables en comparación con el mecanizado CNC, las máquinas de corte por láser y las máquinas de corte por plasma. Esto se debe a que la electroerosión por hilo no aplica ninguna fuerza mecánica a la pieza, lo que reduce la necesidad de pulido y acabado superficial posterior al mecanizado.

¿Qué tolerancias pueden alcanzarse con la electroerosión por hilo?

La electroerosión es capaz de conseguir tolerancias de precisión de hasta ±0,001 mm y tolerancias estándar de hasta ±0,005 mm.

Esta precisión permite a WEDM mecanizar las formas complejas necesarias para piezas de automoción, componentes aeronáuticos y aplicaciones que dependen de la precisión dimensional.

¿Por qué elegir WEDM?

Hay varias razones por las que los fabricantes prefieren el proceso de electroerosión

excelente relación calidad-precio	El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es un proceso de mecanizado caro, pero rentable en muchas aplicaciones. Para trabajos que requieren gran precisión, geometrías complejas y un mayor rendimiento, la electroerosión sigue siendo rentable en comparación con el CNC estándar, que puede requerir más horas de mano de obra, máquinas y distintos tipos de herramientas. El desperdicio de material es mínimo, lo que hace rentables las series de producción medias dedicadas al mecanizado de materiales caros. Ofrece plazos de entrega rápidos y los costes de utillaje no son elevados al tratarse solo de un alambre.
Distorsión mínima	La electroerosión por hilo es adecuada tanto para materiales duros como blandos. Como no se aplica fuerza a la pieza (proceso de erosión por chispa), es posible cortar y dar forma incluso a las piezas metálicas más frágiles y finas.
Rápida velocidad de producción	Para la creación de prototipos y la producción a gran escala, el proceso de electroerosión por hilo ofrece plazos de entrega rápidos. Esto se debe a Tiempos de preparación cortos y control de programación CNC Excelente acabado superficial (no requiere esmerilado ni pulido) Tolerancias estrechas (sin necesidad de herramientas adicionales).
Precisión extremadamente alta	La precisión del proceso de mecanizado está relacionada con la herramienta de corte. Gracias al diámetro del hilo de electroerosión de hasta 0,01 milímetros, se puede conseguir una precisión y un corte exactos extremadamente altos.
complejidad de las piezas	La electroerosión por hilo es un proceso de mecanizado muy modificable. Permite alineaciones en ángulo, ajustes escalonados de parámetros y la capacidad de trabajar en planos multieje. Esto permite a la electroerosión por hilo llegar a los detalles más pequeños en el diseño de aplicaciones aeroespaciales.

Aplicaciones de electroerosión por hilo

industria aeroespacial	La industria aeroespacial es uno de los sectores en los que se utiliza la electroerosión por hilo. Dado que las piezas complejas con paredes finas y cavidades estrechas requieren herramientas de corte blandas, los hilos finos de alta precisión ofrecen la mejor solución. Esto es importante para aplicaciones como los álabes de turbina, donde la más mínima diferencia de tamaño o superficie puede provocar operaciones aéreas en tierra. Otros usos son las microboquillas y los componentes de motores.
Sector sanitario	La electroerosión por hilo se utiliza mucho en la fabricación de dispositivos médicos. Los implantes dentales y los instrumentos quirúrgicos son solo algunos de los usos de la electroerosión por hilo. Los implantes dentales utilizan la mayoría de las aplicaciones del proceso de electroerosión porque ya tienen un tamaño reducido y requieren herramientas de corte con los diámetros más pequeños para una alineación perfecta.
sector servicios	La electroerosión por hilo se utiliza ampliamente en el proceso de fabricación de moldes. El moldeo por inyección de plástico es una técnica que consiste en llenar un molde negativo con plástico fundido para producir millones de piezas. Gracias a su elevado rendimiento, la WEDM puede procesar moldes de inyección de la forma deseada de forma fiable y precisa.
industria electrónica	Cuando pensamos en electrónica, a menudo pasamos por alto los diminutos componentes del interior de estos dispositivos. Los componentes eléctricos, como conectores, leadframes y otros microcomponentes montados en el interior de una carcasa, suelen fabricarse mediante un proceso de corte por hilo.

¿Diferencia entre EDM y WEDM EDM?

Esencialmente, el proceso de Mecanizado por Descarga Eléctrica (EDM) y el EDM por Corte de Alambre funcionan según el mismo principio. Ambos utilizan el mecanizado por chispa para eliminar material, y las distintas aplicaciones requieren diferentes procesos de fabricación por electroerosión.

La electroerosión por hilo ofrece libertad de movimiento, mejor sintonización de parámetros, control de ejes y la posibilidad de mecanizar diferentes formas con la misma herramienta (es decir, el hilo). La electroerosión tradicional se basa en herramientas de formas diferentes que suelen tener una amplitud de movimiento limitada y son más lentas cuando se trabaja con diseños cónicos y formas complejas.

 Estas son las principales diferencias entre EDM y WEDM.

electrodo	La electroerosión por chispas utiliza electrodos de diamante, redondos, cilíndricos o en forma de disco. El electrodo se desplaza a lo largo de 3 ejes, lanzando chispas y eliminando material al entrar en contacto con la pieza. La electroerosión por hilo utiliza un hilo fino en el que el electrodo y la pieza se sumergen en un fluido dieléctrico que dirige una chispa y elimina los residuos.
preciso	La electroerosión convencional no es tan precisa como la electroerosión por hilo. Esto se debe principalmente a que los electrodos de disco o diamante se fabrican en una máquina CNC, lo que limita su precisión a la de la herramienta. La electroerosión por hilo puede mecanizarse con diámetros inferiores a 0,002 milímetros, lo que supone una ventaja en términos de precisión.

 ¿Qué otros tipos de procesos de electroerosión existen?

Máquina de electroerosión

La electroerosión por penetración funciona utilizando alta tensión para grabar metales conductores de modo que la pieza adquiera la forma deseada. El electrodo en la electroerosión por penetración es la imagen positiva del corte deseado, que chisporrotea lentamente el material y le da el corte y la forma deseados. El electrodo suele ser de grafito y este proceso de electroerosión también se conoce como moldeo abierto.

Máquina escariadora EDM

El único propósito designado de la electroerosión por taladrado o la electroerosión por taladrado es grabar orificios precisos en una pieza de trabajo. La electroerosión de agujeros utiliza un electrodo tubular para grabar el metal base y formar el agujero.

Resumen

La electroerosión por hilo es un proceso mejorado, más preciso y versátil de la electroerosión tradicional que utiliza alta presión para grabar brocas de materiales conductores. Utiliza un hilo de electroerosión como electrodo para dar forma a la pieza en un fluido dieléctrico, eliminando los residuos del hueco de chispa y controlando la chispa.

La electroerosión por hilo se utiliza principalmente en la fabricación aeroespacial y de dispositivos médicos, donde un proceso de fabricación preciso es fundamental para la exactitud y complejidad de la forma. Es uno de los métodos de mecanizado tecnológicamente más avanzados del mercado, lo que reduce el desperdicio de material y hace que su aplicación sea rentable. Los únicos inconvenientes reales de la electroerosión por hilo son la quema del hilo o la rotura del electrodo, que también pueden recuperarse para seguir mejorando.

Si usted tiene la necesidad de corte EDM, bienvenido a ponerse en contacto con el equipo de Shanghai ANTISHICNC, vamos a tener una persona para que coincida con usted.

Palabras clave: Corte por hilo, electroerosión, metalurgia