Lección 6.5CortarCapítulo 6 · Corte y mecanizado no convencional

Electroerosión por hilo

Chispas de un hilo fino en movimiento cortan perfiles pasantes

La EDM por hilo (mecanizado por descarga eléctrica) corta metal con un hilo fino de latón que nunca lo toca: miles de diminutas chispas eléctricas por segundo saltan del hilo y erosionan el metal. Hace las aberturas precisas de las matrices de punzonado y estampación, los perfiles de engranajes y estriados, y las ranuras finas en acero templado. Como el hilo no empuja, la dureza no importa, y la precisión llega a unas pocas milésimas de milímetro.

Foto: Ricard Polls, Public domain, vía Wikimedia Commons

EDM por hilo: sección frontal por el hilo, más vistas desde arriba de la trayectoria y del hueco de chispaLa vista grande es una sección frontal por el hilo; los dos paneles pequeños miran desde arriba. Los números en círculo coinciden con los pasos de abajo.

Cómo funciona

Alimenta el alambre. Un hilo de latón, normalmente de unos 0,25 mm de grosor, se desenrolla de una bobina y atraviesa la pieza a velocidad constante, así que siempre corta hilo nuevo.
Guíalo. Unas guías de precisión (a menudo de diamante) por encima y por debajo de la pieza mantienen el hilo recto y tenso. Inclinar las guías una respecto a la otra corta paredes cónicas.
Chispa. Un generador de pulsos aplica breves pulsos de tensión entre el hilo (negativo) y la pieza (positivo). Las chispas saltan el diminuto hueco, y cada una funde y vaporiza un cráter microscópico.
Lava. La pieza está sumergida en agua desionizada (agua sin minerales, que apenas conduce). Aísla el hueco hasta cada chispa, enfría el corte y arrastra los residuos.
Sigue el contorno. La mesa CNC mueve la pieza para que el hilo recorra el contorno, partiendo del borde o de un agujero de inicio taladrado; el hilo usado va a un cubo. Cuando el bucle se cierra, la pieza interior cae libre.

Para lograr la mejor precisión, la máquina suele seguir el primer corte con uno o varios cortes de acabado más ligeros que alisan la pared y corrigen su tamaño.

Datos clave

Materiales: Cualquier material conductor de la electricidad, sobre todo los duros: acero para herramientas templado, carburo, titanio, aleaciones de níquel, cobre, grafito
Piezas típicas: Punzones y aberturas de matrices, engranajes y estriados, matrices de extrusión, piezas médicas y aeroespaciales, ranuras finas
Tamaño de pieza: Cortes pasantes en placas de hasta unos 300 mm de espesor; hilo de aproximadamente 0,02 a 0,3 mm
Precisión: Muy alta: hasta unos pocos micrómetros (milésimas de milímetro) con cortes de acabado
Acabado superficial: Superficie fina, mate y algo esmerilada; muy lisa tras los cortes de acabado
Tamaño de lote adecuado: Piezas únicas y series pequeñas: utillaje, prototipos, piezas de alto valor
Coste de utillaje y máquina: Sin utillaje específico de la pieza; el hilo se consume; las máquinas cuestan de decenas a cientos de miles de dólares
Velocidad: Lento: a menudo de minutos a horas por pieza; las máquinas funcionan sin supervisión por la noche

Ventajas y límites

Ventajas

Precisión muy alta y esquinas interiores afiladas
La dureza no importa, así que las piezas se pueden cortar después del temple
Sin fuerza de corte: las paredes finas y delicadas no se doblan
Placas gruesas y paredes cónicas en una sola puesta a punto

Límites

Lento en comparación con el fresado o el láser
Solo materiales conductores de la electricidad
Solo cortes pasantes: el hilo debe atravesar la pieza por completo
El hilo se consume; la capa superficial se altera ligeramente por el calor

Dónde se usa

Fabricación de herramientas y matricesJuegos de punzón y matriz, matrices de estampación y de extrusión
AeroespacialRanuras de discos de turbina, raíces en forma de abeto, piezas de aleaciones de níquel
MedicinaInstrumental quirúrgico y piezas de implantes de titanio
MaquinariaEngranajes, estriados, chaveteros en ejes y bujes templados
ElectrónicaMatrices para lead frames y utillaje fino de conectores

Cómo reconocerlo

Una superficie mate uniforme, gris esmerilada, sin marcas de herramienta ni líneas direccionales.
Esquinas interiores muy afiladas con solo un diminuto radio, de aproximadamente la mitad del grosor del hilo.
Paredes perfectamente paralelas o con una conicidad precisa en piezas gruesas y duras, como bloques de matriz.
A veces una diminuta marca testigo donde empezó y terminó el corte.

Compáralo con

Electroerosión por penetración6.6las mismas chispas, pero desde un electrodo con forma que se hunde en cavidades ciegas en lugar de un hilo que corta de lado a lado.Corte por láser6.2mucho más rápido en chapa, pero mucho menos preciso y limitado en espesor.Fresado5.2más rápido y hace formas 3D, pero tiene dificultades con el acero templado y las esquinas interiores afiladas.

Míralo

RAPID DIRECT · Una mirada animada al hueco de chispa y al proceso

wireedmguy · Un operario explica el hilo, las guías y el agua

ReliableEDM · Piezas típicas y por qué los talleres eligen la EDM por hilo

TITANS of CNC MACHINING · Una máquina de taller real trabajando, y un recorte que cae

Ver fotos reales

Wikipedia: Mecanizado por descarga eléctrica — visión general con una sección de EDM por hilo (hilo, agua desionizada, guías) e historia
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El hilo nunca toca la pieza: las chispas a través de un diminuto hueco erosionan el metal.
La dureza no importa, y la precisión llega a unos pocos micrómetros.
Lenta y limitada a cortes pasantes conductores, así que se reserva para piezas precisas, duras o de alto valor.