Pensando fuera de la caja EDM

Nov 12, 2023

Con FABTECH 2022 en Atlanta acercándose rápidamente, podría ser hora de repensar los roles tradicionales del mecanizado por descarga eléctrica.

Cuando los vendedores de EDM (mecanizado por descarga eléctrica) tocan puertas, su lista de prospectos varía según el tipo de equipo que intentan vender.

Para las máquinas de electroerosión por penetración, los fabricantes de moldes son el objetivo obvio. Las casas de herramientas y troqueles son los compradores más probables de electroerosión por hilo (WEDM), y un número creciente se destina a talleres y fabricantes de dispositivos médicos. Y mientras que los orificios iniciales para el trabajo WEDM alguna vez fueron responsabilidad exclusiva de los llamados perforadores EDM, una cantidad sustancial de estas máquinas sorprendentemente versátiles ahora se están quemando en las plantas de producción de los productores de componentes de turbinas de gas.

Pero, ¿qué pasa con las tiendas de chapa? ¿Y los fabricantes de acero estructural? Para estas aplicaciones, las instrucciones han sido claras: siga conduciendo.

Tal vez sea hora de pisar el freno. EDM en todos sus múltiples sabores es solo otra herramienta en una caja de herramientas de fabricación cada vez mejor equipada, que incluye adiciones relativamente nuevas como impresión 3D, corte y soldadura por láser, centros de mecanizado de cinco ejes y tornos multitarea.

Los viejos tiempos no tan buenos en los que las máquinas herramienta caían en categorías estrictas se están desvaneciendo lentamente a medida que los talleres de todos los tipos y tamaños se vuelven más integrados verticalmente, flexibles y completos.

Como tal, EDM finalmente está siendo notado por tiendas que, en algún momento, podrían haber tenido problemas para descifrar el acrónimo.

"Recientemente tuvimos una aplicación que requería mecanizar una serie de perfiles intrincados en preparación para una operación de soldadura", dijo Dale Hedberg, director de operaciones de Methods Machine Tools Inc., con sede en Sudbury, Massachusetts, que proporciona sistemas Fanuc RoboCut EDM.

Debido a que la electroerosión por hilo no utiliza herramientas sino un carrete de hilo, no genera fuerzas de corte y es capaz de abarcar distancias relativamente largas y mecanizar características altas con una deflexión mínima, fue el enfoque más rentable.

"Erróneamente, la EDM se consideraba con demasiada frecuencia como último recurso", reconoció Hedberg. "Pero con este taller, la electroerosión no solo era una solución viable, sino la preferida. Si más fabricantes consideraran la electroerosión, creo que se llevarían una grata sorpresa".

Parte de este nuevo abrazo se debe a una mayor facilidad de uso. Hedberg se refirió a la nueva tecnología que ha hecho evolucionar el proceso de electroerosión para volverlo más simple, más eficiente e intuitivo, eliminando la complejidad técnica necesaria para operar equipos de electroerosión heredados. La operación desatendida es mucho más confiable y las velocidades de corte son más rápidas, por lo que el costo operativo total es menor. Los controles no solo son más rápidos que sus predecesores, sino que son tan fáciles de usar como un teléfono inteligente.

"Presentamos nuestro Fanuc RoboCut α-CiC hace aproximadamente un año", dijo Hedberg, y señaló que la máquina se presentó en IMTS en septiembre. "Estamos constantemente encontrando nuevas aplicaciones que se pueden aplicar en cualquier taller, incluidos los fabricantes".

Mark Cicchetti ve aplicaciones similares. El director técnico de la división EDM de Absolute Machine Tools Inc., Lorain, Ohio, Cicchetti señaló una creciente necesidad de máquinas de bancada fija, resucitando el apodo tradicional de "alambre móvil" de la industria. La serie AccuteX AU de la compañía, por ejemplo, ofrece un peso máximo de mesa de 22,000 lbs. [9.979 kg], hasta 31" [787,4 mm] de altura Z, y cuenta con capacidades de "lavado abierto", lo que significa que la pieza de trabajo no se sumerge durante el corte.

"Un fabricante de acero arquitectónico podría atornillar una gran viga de acero a la mesa, apoyar el otro extremo fuera de la máquina y cortar las formas necesarias en la pieza", dijo. "Esto sería mucho más preciso que con un plasma o un láser, y ni siquiera es posible en todos los centros de mecanizado excepto en los más grandes. De hecho, uno de nuestros clientes es un conocido fabricante de equipos de movimiento de tierras, y Estoy usando uno de nuestros electroerosionadores de hilo AU-10i para cortar una serie de orificios de forma extraña en la periferia de un anillo de acero de 117 pulgadas [2972 mm] que se usa en una de esas máquinas".

También señaló el uso de WEDM para cortar ranuras en los troqueles de acero endurecido para la formación continua de bobinas de metal y el doblado de tuberías, tubos y canales. Cicchetti también estaba emocionado de hablar sobre la nueva tecnología presentada en IMTS. En el caso de Absolute, el anuncio más relevante en términos de procesamiento de láminas de metal fue la serie AP, un motor lineal WEDM que, según se informa, ofrece una precisión de posicionamiento de 0,00006" (1,52 micras), diseñado para la fabricación progresiva de troqueles o "en cualquier lugar donde se requiera una precisión súper alta". ."

Las precisiones extremas como estas alguna vez fueron competencia exclusiva de las máquinas rectificadoras y mandrinadoras de plantilla. Aunque algunos de estos todavía se usan, prácticamente todo ese trabajo ahora se realiza en centros de mecanizado CNC de alta gama o equipos EDM. Afortunadamente, para los fabricantes de hoy en día no hay escasez de fabricantes de máquinas herramienta que suministren uno o ambos, como es el caso de Makino Inc., con sede en Mason, Ohio.

Al igual que sus rivales, el gerente de productos de EDM de Makino, Brian Coward, ha notado que los fabricantes usan WEDM para cortar formas extrañas en componentes de acero arquitectónico y láminas de metal, y para el acabado de orificios donde se necesita alta precisión. Y como han indicado varios de sus compañeros, Coward también está viendo un número cada vez mayor de talleres que agregan el mecanizado por descarga eléctrica a sus capacidades. Gracias a la introducción de su WEDM HEAT (tecnología aplicada de alta energía) hace varios años, Makino y otros ahora pueden esperar una mayor velocidad en sus operaciones metalúrgicas.

"En comparación con la mayoría de los trabajos de electroerosión por hilo, las tolerancias en estas situaciones no suelen ser muy exigentes", dijo Coward. "Lo que es más importante es la velocidad, una afirmación que también se puede hacer en el estampado de automóviles, por ejemplo, donde se trabaja con materiales más gruesos y la brecha entre el punzón y el troquel es mucho mayor que con la embutición profunda o los troqueles progresivos. The Extreme es la primera máquina en la industria que utiliza alambre de 0,016" (0,4 mm) de diámetro, lo que permite a nuestros clientes mecanizar incluso materiales gruesos muy rápidamente".

¿Cuan rápido? En un ejemplo, un troquel de estampado D2 de 4" [101,6 mm] de espesor que antes tardaba cinco horas en cortarse con alambre de 0,010" [0,254 mm] requirió poco más de dos horas en la Extreme, una mejora del 57 por ciento. Y debido a que la máquina utiliza un alambre patentado de doble recubrimiento diseñado específicamente para el generador de chispas de Makino, se necesitó mucho menos alambre, lo que redujo aún más los costos de mecanizado. "Originalmente, Makino diseñó Extreme para cortar piezas metálicas impresas en 3D de las placas de construcción", señaló Coward. "Sin embargo, cuanto más lo usábamos, más aplicaciones encontrábamos. Es literalmente el doble de rápido, sin aumentar los costos de los consumibles".

Al igual que con los taladros, las fresas, los insertos indexables y todas las demás herramientas de corte utilizadas en cualquier taller de mecanizado CNC, los costos de los consumibles son un gran problema para cualquiera que se dedique a la electroerosión por hilo. Mike Bystrek, gerente nacional de productos de electroerosión por hilo en el distribuidor de Mitsubishi MC Machinery Systems Inc., Elk Grove Village, Illinois, señaló que el cable es el gasto más significativo, seguido de los filtros, la electricidad y el reemplazo de guías.

En pocas palabras, cuanto más rápido se desenrolla el carrete por pulgada de corte creado, mayor es el costo operativo de la máquina. Por supuesto, eso no cuenta en la cantidad de pasadas de desnatado necesarias para lograr la precisión y el acabado superficial deseados, pero el hecho es que Mitsubishi y otros fabricantes de máquinas herramienta han hecho todo lo posible para optimizar el uso del alambre siempre que sea posible. Bystrek señaló que los centros de tecnología de MC Machinery han ido un paso más allá al crear y probar condiciones de corte específicas del material para todos los metales utilizados en los EE. UU.

"Ya sea que su taller esté cortando D2, A2, CPM o lo que sea, hemos desarrollado condiciones de corte que brindan el mejor rendimiento de la máquina, acabado superficial y precisión de la pieza en el menor tiempo posible y con el menor consumo de agua posible", dijo. dicho.

Esto también simplifica el uso de la máquina. Bystrek dijo: "Dado que muchos de los operadores de EDM más experimentados están cerca de la edad de jubilación, hemos centrado nuestros esfuerzos en hacer que nuestros controles sean muy fáciles de operar para aquellos que recién ingresan a la industria. Todo es muy intuitivo, no hay conjeturas ni ajustes. necesario, y junto con las condiciones de corte optimizadas que se acaban de mencionar, incluso las personas menos capacitadas pueden caminar hasta la máquina y lograr buenos resultados".

Esas son buenas noticias para los fabricantes o cualquier otra persona que no tenga un equipo de EDM Jedi Knights listo. También lo es la capacidad de ver el estado de la máquina en tiempo real y comprender qué eventos podrían haber ocurrido recientemente, si el mantenimiento está próximo y recibir alertas si algo anda mal. Sodick Inc. de Schaumburg, Ill., presentó estas capacidades y más en la IMTS de este año, aclamándola como "Sodick Internet of Things".

El ingeniero de producto Kazuki Morita estaba allí. "Historial operativo, programación de trabajos, condiciones de corte actuales: los clientes de Sodick ahora pueden administrar esta y otras funciones de la máquina desde su teléfono inteligente o computadora", dijo. "Y suponiendo que el cliente les haya dado permiso, Sodick IoT permite que nuestro personal de servicio acceda a la máquina de forma remota. Pueden cambiar la configuración de la máquina y actualizar las versiones del software, y si hay un problema, a menudo pueden solucionarlo sin venir al sitio".

Kazuki coincidió en la necesidad de minimizar los costos operativos sin sacrificar la velocidad. Esta es la idea detrás de otra introducción bastante nueva, iGroove, que utiliza un dispositivo de pistón debajo de la guía inferior para rotar el alambre durante los cortes de acabado y presentar continuamente una superficie fresca a la pieza de trabajo. "Es especialmente efectivo en piezas de trabajo más gruesas, pero en muchos casos, estamos viendo hasta un 40 por ciento menos de consumo de alambre", agregó.

Es obvio que los beneficios de iGroove de Sodick y las otras tecnologías EDM avanzadas discutidas aquí se extienden mucho más allá del mundo de la fabricación de láminas de metal y acero estructural. Los talleres de todos los tamaños y tipos pueden disfrutar de mayores capacidades y facilidad de uso que en cualquier otro momento en la larga historia de EDM. Eric Ostini, jefe de desarrollo comercial de GF Machining Solutions LLC (GFMS), Lincolnshire, Ill., dijo que existe un interés continuo en la perforación de orificios con hilo, plomada y EDM en todos los sectores de la industria manufacturera, pero agregó que los vehículos eléctricos (EV) y ahora la ley CHIPS de la Administración Biden está agregando combustible al fuego EDM.

"Lo más importante en los últimos años ha sido el mercado de vehículos eléctricos, con los fabricantes de automóviles y sus proveedores de nivel produciendo todo tipo de baterías, conectores, carcasas y similares nuevos", afirmó. "Obviamente, eso significa una gran cantidad de herramientas, por lo que hemos visto mucha actividad en torno al estampado y la formación de troqueles, muchos de ellos para microcomponentes. Y ahora que el gobierno ha aprobado el proyecto de ley para la fabricación nacional de IC [circuito integrado], eso va a inundar el mercado con capital de inversión, razón por la cual hemos comenzado a recibir una gran cantidad de consultas sobre equipos de EDM y otras máquinas herramienta".

El momento no podría ser mejor. Ostini marcó una gran cantidad de productos y tecnologías introducidos recientemente. Estos incluyen el CUT X de la compañía (la X significa extremo), que reemplazará a los conocidos WEDM de la serie CUT, utilizará cabezales impresos en 3D y aprovechará las capacidades de 'doble cable' de GFMS. Con eso viene un nuevo control, el UNIQUA, que "combina las capacidades de Charmilles con la forma de hacer las cosas de Agie".

También hay capacidades ISPS y TurboTech que evitan la rotura del cable mientras aumentan las velocidades de corte entre un 20 y un 40 por ciento, y otro módulo llamado iWire para eliminar el desperdicio de cable. "iWire ajusta la velocidad del alambre según el grosor del material", dijo Ostini. "Digamos que está cortando un troquel de estampado o un troquel de forma y la pieza va desde tres pulgadas [76,2 mm] hasta media pulgada [12,7 mm] de grosor, o tal vez golpea una gran cavidad en el centro de la pieza. iWire detectará eso y ralentizará el carrete automáticamente. Hemos visto una reducción del 30 por ciento en los costos del cable debido a esto. Entre esto y algunas de las otras cosas que hemos introducido, creo que representa una nueva forma de pensar para GFMS y para la industria en general".

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