Terminología y procesos de filtrado en electroerosión por hilo (WEDM)
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Resumen
El documento explica los términos básicos de la electroerosión por hilo (WEDM), como cuello y compensación, y describe los distintos sistemas de filtrado del dieléctrico: cartuchos, arandelas de papel, precapa y polvo mineral. También trata la rugosidad superficial y la zona térmicamente afectada, con sus capas blanca, retemplada y revenida, para entender las consecuencias del proceso en la pieza.
Puntos clave
- La electroerosión genera un arco eléctrico entre pieza y electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas y reproducir la forma del electrodo.
- La compensación es el sobre o subdimensionamiento añadido al perfil nominal para corregir el radio del hilo y el gap de chispa.
- Los cartuchos de papel filtrante ondulado aumentan la superficie filtrante, y su vida útil depende directamente de esa superficie.
- En el filtrado de precapa, la tierra de diatomeas se mezcla con el líquido en una preparación previa del sistema.
- La rugosidad en electroerosión es multidireccional, a diferencia de la direccional de los mecanizados convencionales, y da un aspecto mate.
- La zona térmicamente afectada incluye la capa blanca (fundida y solidificada, de 15 a 50 µm en un primer corte), la capa retemplada, dura y frágil, y la capa revenida.
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WEDM (Electroerosión por Hilo)
El proceso de electroerosión consiste 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.
Cuello
Es una parte del perfil que no ha sido erosionada con el objeto de poder realizar repasos. Para realizar trabajos de precisión, se recomienda comenzar el corte por un agujero mecanizado en la pieza.
Compensación
Por compensación se entiende el sobredimensionamiento o subdimensionamiento que se añade a la medida nominal de un perfil a cortar para compensar la sobremedida o submedida que tiene lugar debido al radio del hilo y al gap de chispa.
Sistemas de Filtrado del Dieléctrico
Filtrado Mediante Cartuchos
Estas unidades filtran el líquido dieléctrico por el simple método de hacerlo pasar a través de un cartucho de papel filtrante que retiene los residuos de la erosión, obteniendo una buena calidad de filtrado.
Los cartuchos están construidos mediante un papel especial dispuesto en una forma ondulada para poder concentrar en un volumen reducido el máximo de superficie filtrante, ya que la vida o duración activa de este tipo de filtros va directamente ligada a la superficie filtrante.
Por el centro del cartucho pasa un tubo perforado con el fin de recoger el líquido limpio y poder ser canalizado al punto deseado.
Arandelas de Papel
Estas unidades se caracterizan por la existencia de una serie de elementos filtrantes que están formados por un elevado número de arandelas de papel dispuestas en un tubo metálico perforado y que se encuentran comprimidas mediante un muelle situado en el interior de dicho tubo.
Sistema de Filtrado de Precapa
El sistema de filtrado en este tipo de unidades es totalmente diferente a los anteriormente analizados, ya que el medio filtrante, la tierra de diatomeas, se mezclará con el líquido a filtrar en una operación previa de preparación del sistema.
La unidad de filtrado está compuesta por una bombona que contiene unos elementos tubulares fijados en un disco y en cuya parte superior hay un pistón que golpeará al disco durante la labor de extracción de los residuos de erosión.
Filtrado por Polvo Mineral
El principio de funcionamiento es muy sencillo y se basa en un depósito lleno con el polvo mineral. El líquido sucio entra por su parte superior y, tras dejar los residuos en el polvo mineral, el líquido limpio sale por la parte inferior para su posterior utilización en la máquina de electroerosión.
Rugosidad
El tipo de rugosidad multidireccional que se da en este proceso da a las piezas mecanizadas un aspecto mate.
Como ya se ha indicado, este concepto varía en el proceso con respecto al obtenido en mecanizados convencionales:
- Mientras que en mecanizados convencionales la rugosidad es direccional.
- En electroerosión, la rugosidad es multidireccional.
Metalografía y Zona Térmicamente Afectada (ZTA)
Se denomina Zona Térmicamente Afectada (ZTA) a la zona de la pieza que se encuentra entre su superficie exterior y la matriz (material base). En esta zona afectada pueden distinguirse las siguientes capas:
Capa Fundida y Solidificada (Capa Blanca)
La capa fundida y solidificada (martensita no templada) producida durante el proceso EDM se conoce también como “capa blanca” puesto que, en general, durante la preparación metalográfica no sufre el ataque químico. Es una capa solidificada rápidamente, en donde se han formado cristales largos en forma de columna, directamente de la superficie de metal durante la solidificación.
Una fractura producida en esta capa sigue invariablemente la dirección de los cristales. En un primer corte llevado a cabo en condiciones normales, el espesor de esta capa puede variar aproximadamente entre 15 y 50 µm dependiendo de diferentes factores, entre los cuales se encuentra el material de pieza.
Capa Retemplada
En la capa retemplada, la temperatura ha aumentado por encima del nivel de austenización (temple) y ha formado martensita. Esta martensita es dura y frágil.
Capa Revenida
En la capa revenida el acero no ha sido calentado en un grado tal como para alcanzar la temperatura de temple y lo único que se ha producido es un nuevo efecto de revenido. El efecto disminuye naturalmente hacia el núcleo del material, tal y como muestra la curva de dureza.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la capa blanca en electroerosión?
Es la capa fundida y solidificada rápidamente que se forma durante el proceso EDM. Se llama así porque en la preparación metalográfica no sufre el ataque químico. Su espesor puede variar aproximadamente entre 15 y 50 µm en un primer corte.
¿Por qué se recomienda comenzar el corte desde un agujero mecanizado?
Para realizar trabajos de precisión se recomienda comenzar el corte por un agujero mecanizado en la pieza, según indica el documento en la definición de cuello.
¿Qué diferencia hay en la rugosidad entre electroerosión y mecanizado convencional?
En mecanizados convencionales la rugosidad es direccional, mientras que en electroerosión es multidireccional, lo que da a las piezas un aspecto mate.
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