Mecanizado por hilo edm

¿Qué es el mecanizado por hilo?

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) de hilo emplea descargas pulsadas para erosionar el metal, lo que permite el mecanizado de precisión sin contacto de geometrías cortadas con hilo/complejas. En función de la velocidad del hilo de electrodo y de las características del proceso, esta tecnología se clasifica en tres tipos principales: Alambre de alta velocidad (WEDM-HS), Alambre de velocidad media (WEDM-CS) y Alambre de baja velocidad (WEDM-LS).

Cada uno de ellos presenta claras diferencias en cuanto a eficacia de mecanizado, precisión, coste y ámbitos de aplicación, formando colectivamente una cadena tecnológica completa que abarca desde el mecanizado en bruto hasta la fabricación de componentes de ultraprecisión.

I. Principios técnicos y comparación de parámetros básicos

1. Alambre de alta velocidad (WEDM-HS): Modo de "prioridad a la eficiencia" para una extracción rápida

Velocidad de alimentación del hilo: 8-10 m/s (movimiento repetitivo del hilo de molibdeno). Los ciclos repetitivos de alta frecuencia del hilo de electrodo reducen los costes de consumibles.

Precisión de procesamiento: ±0,01-0,03 mm. Rugosidad superficial Ra 2,5-3,5 μm debido a la vibración del movimiento a alta velocidad, que requiere pulido posterior.

Parámetros típicos: Ancho de pulso 100-200μs, corriente de pico 100-150A, velocidad de corte 50-400 mm/min.

Limitaciones técnicas: El proceso de corte de una sola pasada deja claras estrías en las superficies mecanizadas, lo que lo hace inadecuado para requisitos de alto acabado.

2. EDM de hilo medio (WEDM-CS): El "enfoque equilibrado" de la electroerosión por hilo compuesto

Velocidad de alimentación del hilo: 1-10 m/s (ajuste de velocidad variable). La velocidad alta (8-10 m/s) se utiliza durante el desbaste para mayor eficacia, y se cambia a velocidad baja (1-3 m/s) durante el acabado para mayor precisión.

Precisión de mecanizado: ±0,005-0,01 mm. Alcanza una rugosidad superficial Ra 0,65-1,5 μm mediante tres o más etapas de corte (desbaste → corte fino → pulido).

Parámetros típicos: Corriente de pico de la etapa de desbaste 80-120 A; corriente de pico de la etapa de acabado 10-20 A; anchura de impulso 1-10 μs.

Avance técnico: Utiliza un sistema de servocontrol de bucle cerrado que ajusta la tensión y la posición del alambre del electrodo mediante retroalimentación en tiempo real, limitando la deformación del material a 0,005 mm.

3. Alambre lento (WEDM-LS): La "revolución de la precisión" del movimiento unidireccional a baja velocidad

Velocidad de alimentación del hilo: 0,001-0,2 m/s (movimiento unidireccional del hilo de cobre), empleando electrodos de un solo uso para eliminar los errores inducidos por el desgaste.

Precisión de procesado: ±0,001-0,005 mm, rugosidad superficial Ra 0,1-0,8 μm, consiguiendo acabados tipo espejo.

Parámetros típicos: Ancho de pulso 1-10 μs, corriente de pico 5-20 A, velocidad de corte 0,1-1 mm/min.

Ventajas técnicas: Utiliza una fuente de alimentación de impulsos no electrolítica para controlar el grosor de la capa de modificación de la superficie por debajo de 2μm, ofreciendo una resistencia al desgaste superior en los bordes de los punzones de carburo en comparación con el rectificado mecánico.

II. Ámbitos de aplicación y análisis de los escenarios de producción

1. Corte de alambre de alta velocidad: Adecuado para la producción en masa

Aplicaciones típicas:

Mecanizado en bruto de componentes mecánicos: piezas brutas de matrices de estampación de automóviles, preformado de cuchillas de cizallado.

Componentes estructurales de baja precisión: Piezas de alicates, utillajes sencillos.

Escenarios de producción:

Un fabricante de electrodomésticos redujo el tiempo de procesamiento de una sola pieza para carcasas de compresores de aire acondicionado de 45 minutos (fresado tradicional) a 8 minutos, aumentando la utilización del equipo en 60%.

Una fábrica de moldes de Zhejiang alcanzó una producción diaria de 200 matrices de estampación mediante corte por hilo de alta velocidad, triplicando la eficacia de los métodos convencionales.

2. Electroerosión por hilo de velocidad media: fabricación de precisión rentable

Aplicaciones típicas:

Fabricación de moldes: Acabado de precisión de moldes de inyección de plástico y moldes de fundición a presión.

Aeroespacial: Corte de contornos de estructuras de soporte de aeronaves y conectores de naves espaciales.

Dispositivos médicos: Conformado de precisión de cuchillas quirúrgicas e implantes ortopédicos.

Escenarios de producción:

Una fábrica de electrónica utiliza corte por hilo de velocidad media para procesar marcos metálicos de teléfonos. Mediante un proceso de corte en tres pasos, la rugosidad de la superficie se redujo de Ra3,2μm a Ra0,8μm, aumentando los índices de rendimiento de 78% a 95%.

Un fabricante de componentes aeroespaciales utiliza el corte por hilo a velocidad media para cuchillas de aleación de titanio. El control de velocidad variable del hilo minimizó la zona afectada por el calor, mejorando la resistencia a la fatiga del material en 15%.

3. Electroerosión lenta por hilo: fabricación de alta gama para la máxima precisión

Aplicaciones típicas:

Moldes de semiconductores: Mecanizado de microestructuras para moldes de marcos de plomo y moldes de envasado de chips.

Transmisión de precisión: Perfilado de alta precisión de engranajes y tornillos sinfín.

Componentes ópticos: Moldes de lentes asféricas, mecanizado de cavidades de lentes de enfoque por láser.

Escenarios de producción:

Una empresa de semiconductores empleó el corte por hilo a baja velocidad para moldes de corte de obleas de 12 pulgadas. Utilizando un hilo de electrodo de 0,02 mm, consiguieron tolerancias de anchura de ranura de ±0,002 mm con una vida útil de la herramienta de 500.000 golpes.

Una fábrica alemana de maquinaria de precisión empleó el corte por hilo a baja velocidad para engranajes de relojes. La tecnología de cambio de hilo doble redujo el tiempo de procesamiento de 8 a 3 horas, manteniendo la rugosidad superficial en Ra 0,05μm.

Las tecnologías de corte por hilo de alta velocidad, velocidad media y velocidad lenta representan, respectivamente, la máxima búsqueda de eficacia, coste y precisión en el corte por hilo por electroerosión. El corte por hilo de alta velocidad satisface las demandas básicas de fabricación mediante una producción en masa de bajo coste, mientras que el corte por hilo de velocidad media logra un equilibrio coste-rendimiento gracias al movimiento compuesto del hilo y a las técnicas de corte de múltiples pasadas.

El corte por hilo a baja velocidad define los estándares de fabricación de gama alta con precisión nanométrica. Gracias a la integración del control inteligente, el mecanizado de materiales compuestos y las tecnologías de fabricación ecológica, el corte por hilo EDM está pasando de ser un método de procesamiento único a convertirse en células de fabricación inteligentes, proporcionando un apoyo tecnológico fundamental a industrias estratégicas como la aeroespacial, la de semiconductores y la de dispositivos médicos.