Se ha familiarità con il concetto di EDM o elettroerosione, saprà che questo processo di lavorazione non convenzionale per asportazione di materiale ha acquisito grande importanza negli ultimi anni. Senza di esso sarebbe molto difficile, se non impossibile, lavorare pezzi con caratteristiche molto complesse. La sua diffusione non dipende solo dai vantaggi che offre, ma anche dalle sue applicazioni. Di seguito facciamo una breve panoramica su questa lavorazione e ne scopriamo i principali impieghi.
Che cos’è l’elettroerosione o EDM?
L’elettroerosione (o EDM, dall’inglese Electrical Discharge Machining) è un processo di lavorazione per asportazione di materiale conduttivo mediante energia termica, ottenuta grazie a scariche elettriche molto brevi, precise e controllate (da 2 a 2.000 µs) tra l’utensile (elettrodo) e il pezzo, in presenza di un fluido dielettrico. L’EDM si distingue dagli altri processi di lavorazione perché asporta il materiale senza contatto fisico con il pezzo (a una distanza di circa 0,5 mm, detta “gap”).
Esistono 2 tipi principali di lavorazione EDM:
- Elettroerosione a tuffo: lavorazione di fori e forme cieche. L’elettrodo ha la forma che si desidera ottenere nel pezzo.
- Elettroerosione a filo: lavorazione di fori passanti e contorni molto complessi. L’elettrodo è un filo continuo che taglia il pezzo.
Vantaggi dell’EDM
L’EDM si è dimostrata più rapida ed efficiente delle lavorazioni tradizionali, riducendo i tempi di produzione e i relativi costi, e ha acquisito un ruolo rilevante in numerosi settori, soprattutto grazie ai vantaggi che offre. I più significativi sono:
- Permette di lavorare qualsiasi dimensione e spessore (dai pezzi minuscoli a quelli di grandi dimensioni) e materiali fragili e facilmente deformabili. Consente inoltre di ottenere forme molto complesse con un intervento minimo dell’operatore.
- È una lavorazione facilmente automatizzabile grazie al programma di controllo che ne gestisce l’esecuzione e consente di concatenare le operazioni, dalla sgrossatura alla finitura.
- La durezza del materiale del pezzo non è un fattore, poiché il processo vaporizza il metallo invece di “tagliarlo” letteralmente. È un grande vantaggio con i materiali molto duri usati nella produzione di stampi, o con materiali di diversa durezza o di scarsa lavorabilità. Inoltre, poiché l’asportazione avviene all’interno del fluido dielettrico, si possono lavorare perfino materiali altamente infiammabili.
- Il metodo consente di ottenere pezzi con finiture di alta qualità entro tolleranze di produzione ristrette.
Inoltre, ogni tipo di lavorazione EDM presenta vantaggi specifici. Nell’elettroerosione a filo, ad esempio, sono possibili sia tagli interni sia esterni, non è necessaria la lavorazione preliminare dell’elettrodo e si possono perfino eliminare altre fasi come la tempra o il bloccaggio, il che consente di ridurre i tempi di produzione.
I principali impieghi dell’EDM
L’elettroerosione è sempre stata associata alla costruzione di stampi. Tuttavia, la sua utilità va oltre e si estende a diverse applicazioni. Di conseguenza, numerosi settori traggono vantaggio da questa lavorazione: medicale, aerospaziale, aviazione, automotive, orologeria e gioielleria, produzione di energia elettrica, ecc. Vediamo come viene applicata in questi campi.
Stampi, matrici e prototipi
Le caratteristiche stesse dell’EDM la rendono una tecnica molto adatta alla realizzazione di matrici (di imbutitura, di estrusione, di coniatura), stampi (pressofusione di alluminio, iniezione di plastica…) e alla prototipazione in settori in cui i volumi di produzione sono relativamente bassi (come l’aerospaziale). In generale, l’EDM offre agli stampisti l’ottimizzazione di cui hanno bisogno nella catena produttiva per restare competitivi.
Produzione di utensili e componenti complessi
L’EDM è utilissima per produrre pezzi molto piccoli e precisi o microstrutture, dove gli utensili da taglio convenzionali potrebbero danneggiare il pezzo per eccesso di pressione. Permette inoltre di lavorare geometrie di grande complessità, arrivando a soluzioni uniche come i meccanismi di orologeria, le protesi ortopediche o gli strumenti chirurgici.
Foratura di fori profondi
La realizzazione di fori di diametro minuscolo (perfino microscopico) in metalli molto duri sarebbe un’operazione impossibile senza la lavorazione EDM. Dall’aviazione al biomedicale, cresce la domanda di fori sempre più piccoli, profondi e precisi, prodotti nel modo più rapido e costante possibile. Ad esempio, l’elettroerosione si utilizza per forare i bordi delle pale delle turbine nei motori a reazione, un’operazione essenziale per evitarne il surriscaldamento.