Como Configurar Equipamentos de Usinagem a Fio por Descarga Elétrica para Diferentes Materiais?

Não configure EDM por fio para um novo material copiando uma receita universal de corrente, tensão, pulso, tração ou jato de fluido. Primeiro confirme se a peça possui um caminho condutivo elétrico adequado. Em seguida, identifique exatamente a classe e o estado do material, reproduza na amostra representativa a espessura e a geometria crítica da produção, inicie a partir de uma condição aprovada para a máquina selecionada e altere apenas variáveis controladas até que o resultado medido seja aceitável.

Atual da HarsMarg corte simples e máquinas de eletroerosão a fio multicorte utilize fio de molibdênio reutilizável armazenado em um carretel e transportado para frente e para trás através da zona de corte. Conselhos redigidos para fio descartável de latão ou revestido de uso único não devem ser aplicados a este sistema. O diâmetro do fio, o transporte do fio, a tensão, o fluido de trabalho e as condições elétricas devem ser obtidos no manual do modelo selecionado, nos dados do controlador ou em uma folha de processo aprovada.

Este artigo concentra-se no planejamento de ensaios específicos para cada material. Para a sequência geral que abrange o desenho, o dispositivo de fixação, o trajeto do fio, o fluido de trabalho, o programa, os pontos de referência e as verificações da primeira peça, utilize o Checklist de configuração de EDM a fio .

Limite de segurança: Apenas pessoal qualificado deve operar ou ajustar a máquina. Utilize o manual do modelo e os procedimentos locais relativos à proteção, isolamento elétrico, manuseio do fluido de trabalho, carregamento e manutenção. Não altere parâmetros protegidos do gerador, dos eixos ou de serviço como parte de um ensaio informal com materiais.

O que muda quando o material da peça de trabalho é alterado?

O nome do material é o início do plano de processo, não o próprio plano de processo. A condutividade elétrica, a composição, o tratamento térmico, o aglutinante, o revestimento e o estado da superfície podem afetar o comportamento da descarga ou a superfície final. A espessura, o contorno, a variação na altura da peça, o acesso para flushing, o suporte do dispositivo de fixação, o estado do fio e o resultado exigido na inspeção podem ser igualmente importantes.

Esta tabela é um guia de planejamento, não uma declaração de que todos os graus de cada família já estão qualificados em todos os modelos HarsMarg. A adequação e o processo final exigem a análise do material real, do desenho técnico, da configuração da máquina e dos resultados obtidos com amostras.

1. Aprovar a Porta de Adequação do Material

O corte por fio EDM remove material por meio de descargas elétricas entre o eletrodo de fio e a peça trabalhada; portanto, o trabalho exige um caminho condutivo suficientemente eficaz. Não aprovar um material com base apenas na dureza. Registrar a especificação exata e o grau, o fornecedor ou o certificado da usina, quando disponíveis, o tratamento térmico ou revenimento, o revestimento, o aglutinante e quaisquer anisotropias, porosidades ou construções compostas conhecidas.

Confirme onde a conexão de trabalho da máquina entrará em contato com material condutivo limpo. Tinta, óxido, incrustação, revestimento, contaminação, camadas aderidas ou uma fase condutiva interrompida podem alterar o comportamento do contato ou do processo. Se a peça for um compósito cerâmico, PCD, carboneto ou outro material sinterizado, verifique as informações sobre condutividade e aglutinante, em vez de presumir que o nome da família garante compatibilidade com EDM por fio.

Se um material ou revestimento gerar preocupações relacionadas à saúde, incêndio, produtos químicos, poeira, reação com fluidos ou manuseio de resíduos, obtenha os dados de segurança atualizados e siga os controles estabelecidos pelo fornecedor do material e pelo local antes de realizar um ensaio. Este artigo não estabelece um processo seguro para materiais perigosos ou regulamentados.

2. Projete um corte representativo

Utilize estoque de produção do mesmo lote sempre que possível. Caso contrário, documente por que o corpo de prova é um substituto válido. Igualar o estado de tratamento térmico ou a têmpera da produção, a condição superficial relevante e o caminho real da corrente elétrica. Um corpo de prova fabricado a partir de material recozido não valida uma peça de produção tratada termicamente se o tratamento térmico for uma das diferenças não controladas.

Reproduzir a espessura máxima ou crítica da peça, incluindo seções escalonadas ou interrompidas. Incluir geometria que avalie o risco real: um segmento reto para verificar dimensão e retilineidade, o raio de concordância exigido, um chanfro de entrada/saída ou furo de início, quando aplicável, uma nervura fina caso o desenho a especifique e um método controlado de liberação da guia. Utilizar o suporte de fixação e o acesso ao fluido previstos, em vez de testar um corpo de prova plano livremente acessível, quando a limpeza por jato na produção for restrita.

Definir a aceitação antes do corte. Indicar o tamanho exigido da característica, a tolerância de perfil ou posição, retilineidade/conicidade, cantos, largura de corte (kerf) ou deslocamento e rugosidade superficial, quando especificado. Se a integridade superficial for relevante, indicar o exame exigido e seu limite; "superfície boa" não é um critério mensurável.

3. Controlar e registrar as variáveis

4. Elaborar o ensaio com base na família de materiais

Aço condutivo e aço para ferramentas

Registar exatamente a classe de aço e o estado de tratamento térmico. O corte por fio EDM pode ser avaliado em aços endurecidos condutores, mas a expressão «aço endurecido» não define uma única condição elétrica nem um único resultado. A camada de óxido, o revestimento, as camadas descarbonetadas e as tensões residuais também podem diferenciar a amostra da peça de produção.

Inspeccionar a característica antes e após a libertação do recorte, quando houver risco de distorção. Para uma sequência de corte múltiplo, medir o resultado final apenas após a conclusão completa da sequência de acabamento aprovada. Se a peça tiver requisitos de resistência à corrosão ou de integridade superficial, especificar a condição permitida e a limpeza pós-corte, em vez de assumir que um acabamento visual normal é suficiente.

De cobre e latão

Identifique a liga e o tratamento térmico, em vez de utilizar "cobre" ou "latão" como descrição completa do material. Verifique a superfície de contato elétrico e represente nervuras finas, ranhuras estreitas ou seções flexíveis na amostra. Não suponha que alta condutividade exija automaticamente uma determinada corrente ou direção de pulso; valide a condição do controlador selecionado na seção real.

Registre as dimensões, o perfil, o estado dos cantos e das bordas, além do deslocamento do fio que produziu o resultado. Se um elemento fino puder se mover ao liberar o recorte, inclua um plano de suporte e liberação no ensaio.

Liga de alumínio

Registre a liga de alumínio, o tratamento térmico, o revestimento ou o estado da camada de óxido e a espessura de produção. Estabeleça uma conexão elétrica limpa e confiável e utilize um dispositivo de fixação que sustente paredes flexíveis sem deformá-las. Confirme se o fluido de trabalho e o procedimento de limpeza pós-corte são adequados para a liga exata e para os requisitos do cliente.

Inspeccione a alteração dimensional, a planicidade ou o perfil após a remoção da peça do dispositivo de fixação. Examine também a superfície limpa após o tempo de espera acordado, quando houver preocupação com manchas ou corrosão. Não publique nem aproveite uma ‘configuração universal para alumínio’; mantenha a condição qualificada juntamente com as respectivas provas amostrais.

Liga de titânio e níquel

Utilize exatamente a mesma classe e tratamento térmico especificados. Indique se a peça é um componente industrial genérico ou se está sujeita a uma especificação regulamentada, como aeroespacial, médica ou outra. A mera capacidade de usinagem por fio elétrico (Wire EDM) não garante a conformidade de uma peça regulamentada.

Quando o desenho ou a especificação do cliente controlar a camada recast, o estado afetado pelo calor, microfissuras, contaminação ou outras características de integridade superficial, inclua o exame metalográfico exigido no plano amostral. A aprovação apenas com base em critérios dimensionais não constitui prova de que um requisito distinto relativo à integridade superficial foi atendido.

Carbeto condutivo e material sinterizado

Confirme a classe exata, a fase condutora e a composição/conteúdo do aglutinante. A exposição à água pode ser uma preocupação para a integridade de alguns carbonetos WC-Co, pois o aglutinante de cobalto pode ser esgotado. Não presuma que uma condição qualificada para aço-ferramenta seja adequada para carboneto, nem afirme que todos os carbonetos condutores são aprovados.

Acordar a inspeção quanto a lascamento de bordas, fissuração, dimensões, rugosidade e estado do aglutinante/superfície. Quando o limite do cliente não puder ser verificado com medições normais da oficina, organize o método especializado ou laboratorial necessário antes da liberação para produção.

5. Valide trabalhos de corte único e trabalhos de múltiplos cortes de forma distinta

Para uma visão geral do processo, consulte Corte único versus corte múltiplo por EDM a fio . Ambas as estruturas HarsMarg utilizam fio de molibdênio oscilante, mas suas evidências de liberação não são idênticas.

6. Executar uma prova controlada e fixar o processo aprovado

1. Selecionar uma linha de base delimitada. Utilizar uma condição fornecida para o modelo/controlador exato HarsMarg ou um trabalho anterior documentado com material e seção comparáveis. Registrar por que ela é relevante.
2. Cortar o corpo de prova representativo. Observar a estabilidade da descarga, o comportamento de lavagem/remoção de resíduos, o transporte reciprocante do fio, sons anormais e rupturas do fio. Interromper e investigar comportamentos anormais conforme o procedimento aprovado para a máquina.
3. Medir as saídas definidas. Registrar os resultados brutos de dimensões e superfície, em vez de apenas "aprovado" ou "reprovado". Realizar a inspeção após a sequência completa de passagens e a limpeza/condicionamento exigidos.
4. Alterar um único fator controlado. Se o resultado não atingir a meta, ajustar apenas uma variável permitida pela documentação do modelo/controlador, de modo que o efeito possa ser interpretado. Não mascarar um problema de fixação, fluido ou trajetória do fio com alterações elétricas.
5. Repetir sempre que o risco o exigir. Um único corpo de prova pode demonstrar viabilidade, mas não repetibilidade na produção. Definir a quantidade de amostras com base na variabilidade do material, no valor da peça, na tolerância, no risco de inspeção e no volume de produção.
6. Liberar uma folha de processo rastreável. Bloquear o material aprovado, a máquina, o fio, o fluido, o dispositivo de fixação, o programa, os desvios, a sequência de passes e o plano de inspeção sob controle de revisão.

7. Medir Mais do Que o Tempo de Usinagem

O tempo de ciclo é importante, mas não pode ser o único resultado de ensaio. Medir as características definidas pelo desenho utilizando equipamento calibrado e um datum documentado. Quando a peça for sensível à espessura, amostrar a parte superior, o meio e a inferior ou utilizar outro método capaz de detectar retilineidade/conicidade. Quando for especificada a rugosidade, registrar o instrumento, o parâmetro, o comprimento de corte/filtro e a direção/local da amostragem, para que o valor possa ser reproduzido.

Inspeccionar a superfície limpa e o estado das bordas. Uma peça regulamentada ou crítica à fadiga pode exigir metalografia, avaliação da camada recast, microdureza, inspeção de trincas, análise de contaminação ou outro ensaio definido pelo cliente. Utilizar o método e o limite de aceitação especificados; não inferir esses resultados com base na precisão dimensional ou numa inspeção visual.

Registrar interrupções no processo, rupturas do fio, indicações anormais de arco/curto-circuito, limitações de flushing e distorção pós-corte. Essas observações ajudam a determinar se um resultado é robusto o suficiente para produção, em vez de meramente alcançável uma única vez.

O que enviar para uma análise específica de material por EDM com fio

Para uma análise técnica ou discussão sobre corte amostral, envie as seguintes informações por meio do Formulário de consulta HarsMarg :

• nome do material da peça, norma e grau exato, além de certificado ou composição química, quando disponíveis;
• tratamento térmico, têmpera, dureza e revestimento/condição superficial, quando aplicável;
• desenho 2D/3D com dimensões gerais, variação de espessura, referência (datum) e os elementos a serem cortados com fio;
• peso da peça e do dispositivo de fixação, orientação prevista, informações sobre furo inicial/corte aberto e restrições de acesso;
• tolerância exigida, perfil/posição, conicidade, raio interno mínimo, largura de corte (kerf/slot) e rugosidade superficial;
• integridade superficial, camada recaída (recast layer), trincas, contaminação, corrosão ou requisitos específicos de setores regulamentados;
• quantidade, tempo cíclico-alvo, se aplicável, e se o material de amostra representativo está disponível;
• país de destino, fornecimento de energia e quaisquer requisitos de carregamento, automação ou inspeção.

A HarsMarg pode então comparar o trabalho com a atual Gama de EDM por fio e identificar quais capacidades da máquina e quais evidências de ensaio precisam ser confirmadas. Uma cotação não deve prometer velocidade, precisão ou acabamento até que o material real, a geometria e o resultado exigido tenham sido analisados.

Perguntas Frequentes

É possível utilizar os mesmos parâmetros de EDM por fio para todas as ligas de uma mesma família de materiais?

Não. A liga, a composição, o tratamento térmico, a espessura, a geometria, o fluido de trabalho, a limpeza (flushing), o estado do fio, o plano de passes e o resultado pretendido podem todos alterar o processo qualificado. Reutilize uma condição apenas quando sua aplicabilidade estiver documentada e confirme-a com uma primeira peça controlada ou com uma amostra.

A EDM por fio consegue cortar todos os materiais duros?

Não. A dureza isoladamente não determina a adequação. A peça de trabalho necessita de um caminho condutor elétrico apropriado, e a categoria exata, o revestimento, o aglutinante e os requisitos de integridade superficial devem ser analisados. Não se deve prometer o uso de uma cerâmica ou compósito não condutor sem uma rota de processo condutor comprovada.

Deve-se selecionar fio de latão ou fio revestido para um trabalho difícil de HarsMarg?

Não aplique esse conselho à atual linha de fios alternados HarsMarg. Essas máquinas utilizam fio de molibdênio reutilizável. Selecione a especificação e o diâmetro de fio de molibdênio aprovados para o modelo específico da máquina e valide-os com a peça de trabalho e o plano de passes.

A família do material determina a pressão de flushing?

Não. O material é apenas uma entrada. A altura da peça, a variação da seção transversal, o contorno, as condições de início/término, obstruções causadas pelo dispositivo de fixação, acesso do bico, condição do fluido de trabalho e comportamento do fio também afetam a remoção de resíduos e a estabilidade. Utilize o procedimento aprovado pelo modelo e valide a geometria real, em vez de publicar uma única pressão com base apenas no material.

O que deve ser alterado primeiro quando um resultado de amostra for insatisfatório?

Primeiramente, descarte a possibilidade de um programa incorreto, deslocamento errôneo, referência inadequada, dispositivo de fixação defeituoso, contato elétrico defeituoso, trajetória do fio incorreta, fio desgastado ou danificado, condição inadequada do fluido de trabalho ou obstrução na lavagem. Em seguida, compare o resultado obtido com a linha de base aprovada e modifique apenas uma variável de processo permitida por vez. Registre todas as revisões e medições.