Lição 6.5CortarCapítulo 6 · Corte e usinagem não convencional

Eletroerosão a fio

Faíscas de um fio fino em movimento cortam perfis vazados

A eletroerosão a fio (wire EDM) corta metal com um fio fino de latão que nunca o toca: milhares de minúsculas faíscas elétricas por segundo saltam do fio e erodem o metal. Ela faz as aberturas precisas de matrizes de puncionamento e de estampagem, perfis de engrenagens e de eixos estriados e rasgos finos em aço temperado. Como o fio não empurra nada, a dureza não importa, e a precisão chega a alguns milésimos de milímetro.

Foto: Ricard Polls, Public domain, via Wikimedia Commons

Eletroerosão a fio: seção frontal pelo fio, mais vistas superiores da trajetória e do vão de faíscaA vista grande é uma seção frontal pelo fio; os dois painéis pequenos olham de cima. Os números em círculo correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Alimente o arame. Um fio de latão, geralmente com cerca de 0,25 mm de espessura, se desenrola de um carretel e passa pela peça em velocidade constante, então é sempre fio novo que faz o corte.
Guie-o. Guias de precisão (muitas vezes de diamante) acima e abaixo da peça mantêm o fio reto e esticado. Inclinar as guias uma em relação à outra corta paredes cônicas.
Faísque. Um gerador de pulsos aplica pulsos curtos de tensão entre o fio (negativo) e a peça (positivo). Faíscas saltam o minúsculo vão, cada uma derretendo e vaporizando uma cratera microscópica.
Lave. A peça fica em água deionizada (água sem seus minerais, que quase não conduz). Ela isola o vão até cada faísca, resfria o corte e leva os resíduos embora.
Siga o contorno. A mesa CNC move a peça para o fio percorrer o contorno, partindo da borda ou de um furo inicial feito com broca; o fio usado vai para uma caixa. Quando o laço fecha, a peça interna cai solta.

Para a melhor precisão, a máquina geralmente faz seguir ao primeiro corte um ou vários cortes de acabamento mais leves, que alisam a parede e corrigem seu tamanho.

Dados-chave

Materiais: Qualquer material condutor de eletricidade, especialmente os duros: aço-ferramenta temperado, metal duro, titânio, ligas de níquel, cobre, grafite
Peças típicas: Punções e aberturas de matrizes, engrenagens e eixos estriados, fieiras de extrusão, peças médicas e aeroespaciais, rasgos finos
Tamanho da peça: Cortes passantes em chapas de até cerca de 300 mm de espessura; fio de cerca de 0,02 a 0,3 mm
Precisão: Muito alta: de alguns micrômetros (milésimos de milímetro) com cortes de acabamento (skim cuts)
Acabamento superficial: Superfície fina, fosca, levemente jateada; muito lisa após os cortes de acabamento
Tamanho de lote adequado: Peças únicas e pequenas séries: ferramental, protótipos, peças de alto valor
Custo de ferramental e máquinas: Sem ferramental específico da peça; o fio é consumido; máquinas custam de dezenas a centenas de milhares de dólares
Velocidade: Lenta: muitas vezes de minutos a horas por peça; as máquinas funcionam sem supervisão durante a noite

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Precisão muito alta e cantos internos vivos
A dureza não importa, então as peças podem ser cortadas depois de temperadas
Sem força de corte: paredes finas e delicadas não dobram
Chapas grossas e paredes cônicas em uma só preparação

Limites

Lenta em comparação com a fresagem ou o laser
Apenas materiais condutores de eletricidade
Apenas cortes passantes: o fio precisa atravessar por inteiro
O fio é consumido; a camada superficial é levemente alterada pelo calor

Onde é usado

Fabricação de ferramentas e matrizesConjuntos de punção e matriz, matrizes de estampagem e de extrusão
AeroespacialRasgos de discos de turbina, raízes em pinheiro, peças de liga de níquel
MedicinaInstrumentos cirúrgicos e peças de implantes em titânio
MáquinasEngrenagens, eixos estriados, rasgos de chaveta em eixos e cubos temperados
EletrônicaMatrizes de lead frame e ferramental fino de conectores

Como reconhecê-lo

Uma superfície cinza fosca e jateada uniforme, sem marcas de ferramenta nem linhas direcionais.
Cantos internos muito vivos, com apenas um pequeno raio, cerca de metade da espessura do fio.
Paredes perfeitamente paralelas ou com conicidade precisa em peças grossas e duras, como blocos de matriz.
Às vezes uma minúscula marca de referência onde o corte começou e terminou.

Compare com

Eletroerosão por penetração6.6as mesmas faíscas, mas de um eletrodo com forma que afunda em cavidades cegas, em vez de um fio que corta de lado a lado.Corte a laser6.2muito mais rápido em chapa, mas bem menos preciso e limitado em espessura.Fresamento5.2mais rápida e faz formas 3D, mas sofre com aço temperado e cantos internos vivos.

Assista

RAPID DIRECT · Uma visão animada do vão de faísca e do processo

wireedmguy · Um operador explica o fio, as guias e a água

ReliableEDM · Peças típicas e por que as oficinas escolhem a eletroerosão a fio

TITANS of CNC MACHINING · Uma máquina real de oficina em ação, e uma peça cortada caindo

Veja fotos reais

Wikipédia: Eletroerosão — visão geral com uma seção sobre eletroerosão a fio (fio, água deionizada, guias) e história
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

O fio nunca toca a peça: faíscas através de um minúsculo vão erodem o metal.
A dureza não importa, e a precisão chega a alguns micrômetros.
Lenta e limitada a cortes passantes em materiais condutores, então é reservada a peças precisas, duras ou de alto valor.