L' electroerosió o mecanització per descàrrega elèctrica (EDM), és un procés en què es treballa una peça per donar-li forma mitjançant la generació d'un arc elèctric entre la peça que es treballa i un elèctrode. L'electroerosió es considera un tipus de mecanització per arrencada de material.
Què és l'electroerosió?
L' electroerosió o mecanització per descàrrega elèctrica és un tipus de mecanització per arrencada de material que utilitza espurnes controlades amb precisió, que es produeixen entre l'elèctrode de grafit (eina de tall) i la peça que es treballa; aquest procés es fa en presència d'un fluid dielèctric. I què és un fluid dielèctric? Els fluids dielèctrics són productes hidrocarbonats que es caracteritzen per ser altament refinats o sintètics.
Cal destacar que no es tracta d'una tècnica nova, ja que l'electroerosió es remunta al segle XVIII, quan es va descobrir que les descàrregues elèctriques tenien un efecte erosiu. No va ser fins al 1943 que els científics soviètics van començar a utilitzar l'electroerosió com a mecanització. El primer sistema d' electroerosió era un circuit amb una successió de descàrregues produïdes entre dos conductors separats entre si, amb un líquid no conductor anomenat dielèctric.
L'electroerosió es pot definir com un procediment en què es genera un arc elèctric entre la peça que s'ha de mecanitzar i un elèctrode, amb un líquid dielèctric per generar l' arrencada de material; la peça i l'elèctrode han de ser de materials conductors perquè es pugui produir l'arc elèctric i, en conseqüència, l'arrencada de material.
A diferència dels altres processos de mecanització, en què l'arrencada d'encenall la fa una eina de tall, en l'electroerosió no hi ha contacte directe. És a dir, l'elèctrode extreu el material sobrant sense contacte físic amb la peça que es mecanitza. Aquí rau el principal avantatge d'aquesta tècnica: es poden mecanitzar peces de formes complexes que amb altres tècniques no seria possible.
Principi de funcionament
L'electroerosió utilitza energia tèrmica. Gràcies a aquesta energia tèrmica, el material es pot arrencar per l' acció de la calor. La calor es produeix a través d' espurnes que es formen pel flux elèctric que es genera entre l'elèctrode i la peça. Perquè l'electroerosió funcioni, cal que es compleixin uns principis bàsics de funcionament.
En aquest procés hi ha d'haver una font d'alimentació que controli el temps i la intensitat de les descàrregues elèctriques; a més, hi ha d'haver un moviment executat per l'elèctrode. Perquè es puguin formar les espurnes que arrenquen el material, l'elèctrode s'ha de separar de la peça a una distància específica. La distància entre la peça i l'elèctrode es coneix com a distància de sobretall o gap; perquè aquesta distància es pugui mantenir, hi ha d'haver un fluid dielèctric no conductor. Com a líquid dielèctric es poden utilitzar parafines, olis minerals o aigua desionitzada, segons la màquina que s'utilitzi.
Com és el procés d'electroerosió?
El fluid dielèctric fa d' aïllant fins al moment en què s'aplica el voltatge necessari per convertir-se en líquid conductor. Gràcies a les irregularitats de la superfície de l'elèctrode i de la peça, es produeix un camp elèctric entre totes dues parts. Aquest camp elèctric es genera als punts més propers entre la peça i l'elèctrode, i s'hi estableix la descàrrega. Quan es forma aquest pont, els electrons i els ions lliures acceleren i formen el que s'anomena columna ionitzada de fluid dielèctric, que és la que condueix l'electricitat. És aleshores quan es formen les espurnes que fan que les partícules xoquin.
Una de les fases del procés d'electroerosió és la formació de la bombolla de gas, que fa que la pressió augmenti de manera constant fins a generar una zona de plasma. El plasma es considera el quart estat de la matèria i, en l'electroerosió, arriba a temperatures d'entre 8.000 i 12.000 graus centígrads. És aleshores quan es produeix la vaporització d'una part del material de la superfície de la peça i de l'elèctrode. Quan la bombolla de gas implosiona, en apagar-se l'espurna, el fluid dielèctric es desionitza i les temperatures baixen. Això fa que el material es desprengui i es formi un núvol en el líquid dielèctric. El resultat immediat és una mena de cràter sobre la superfície erosionada de la peça.
Quan el núvol es refreda, se solidifica en forma de petites partícules anomenades encenalls d'electroerosió.
Tipus d'electroerosió
Hi ha tres tipus de mecanització per electroerosió:
- Per penetració: l'elèctrode es col·loca al capçal de la màquina connectat al pol positiu d'una font d'alimentació polsada. La peça que s'ha de mecanitzar es connecta al pol negatiu i es forma un buit entre la peça i l'elèctrode.
- Per fil: similar a l'electroerosió per penetració, però l'elèctrode se substitueix per un fil consumible, que es carrega elèctricament i es controla per control numèric per ordinador.
- Rectificat o per perforació: procés previ a la perforació per fil. Es generen orificis de dimensions petites i gran profunditat.