Presentacin de PowerPoint

Procesos de FabricacinElectroerosin de corte por hilo y corte por chorro de aguaProf: ing. Mauricio Valtierra

Ing. Mecatronica Integrantes:Jos Carlos Schulte AguilarLuis Julin Jurez CabreraJorge Eduardo vila Arias

QUE ES LA ELECTROEROSION!HISTORIA DE LA ELECTROEROSION Desde que la electricidad comenz a dar sus primeros pasos se observ el efecto destructivo producido por la chispa elctrica al saltar entre dos contactos en el momento de su separacin. Este efecto incit a numerosos cientficos a profundizar en su investigacin, con el fin de evitarlo, y ello, unido a una necesidad de la poca de buscar un mtodo nuevo de mecanizado diferente a los convencionales que utilizaban herramientas mecnicas, llev a la idea de utilizar el citado efecto destructivo como mtodo de reproduccin de formas. En 1943, en plena segunda guerra mundial, y dada la escasez de oro y cobre, los cientficos soviticos B.R. y N.I. LAZARENKO investigaban en la bsqueda de materiales que pudieran sustituirlos como contactos de potencia. El primer circuito generador de descargas erosivas, tambin conocido como "circuito Lazarenko", y desde entonces se ha denominado con la palabra "ELECTROEROSION" a esta nueva tcnica de mecanizacin de los metales.

La caracterstica ms importante de la electroerosin es la posibilidad de erosionar cualquier tipo de material conductor, independientemente de su dureza, ya que los factores que influyen en los resultados no son los puramente mecnicos como dureza, tenacidad, etc. sino los trmicos como conductividad trmica, temperatura de fusin, etc.

Desde entonces, la tecnologa de la electroerosin se convirti en un sistema de mecanizado fundamental frente a los hasta entonces existentes. En resumen:La Electroerosin es un mtodo de arranque de material que serealiza por medio de descargas elctricas controladas que saltan, en un medio dielctrico, entre un electrodo y una pieza.EDM ( Electrical Discharge Machining)Maquina de la descarga elctricaQU ES EL CORTE POR CHORRO DE AGUA? Elcorte por chorro de aguaes un proceso de maquinado que haciendo impactar sobre cualquiermaterial un chorro de agua a gran velocidad y presin para conseguir aplicar un corte, acabado o limpieza.

CMO FUNCIONA EL CORTE POR AGUA?

El agua fluye desde una bomba a travs de caeras y sale por un cabezal de corteGenerar y controlar agua a presiones de 87,000psi requiere aplicar ciencia y tecnologa que no se ensean en las universidades. Con estas presiones, una leve fuga puede provocar dao permanente por erosin en los componentes si el diseo no es el adecuado.Los fabricantes de dispositivos de chorro de agua se ocupan de la compleja tecnologa de materiales y de la ingeniera de avanzada. El usuario slo necesita conocer la operacin bsica del chorro de agua.

CMO FUNCIONA EL CORTE POR AGUA?Por lo general el proceso lo realiza un operador en forma manual o automtica que dirige la boquilla al trabajo, las distancias normales entre la punta de la boquilla y la superficie de trabajo varan entre 1/8 de pulgada y varias pulgadas. La estacin de trabajo debe contar con ventilacin apropiada para el operador.

CMO FUNCIONA EL CORTE POR AGUA?Bombas de mbolosPoseen generalmente tres mbolos conectados a un cigeal e impulsado por un motor elctrico. Pueden llegar a generar presiones bajas y medias (hasta 344 Mpa en ltimos diseos) sin problemas. La principal ventaja de estas bombas es que es muy eficiente en las presiones mencionadas y su principal desventaja es que sobre estas presiones se torna insegura y produce importante variabilidad en el caudal de entrega.

CMO FUNCIONA EL CORTE POR AGUA?Intensificador de presinConsiste principalmente en un cilindro con diferencia de dimetros y un pistn con igual diferencia. La seccin del pistn con mayor dimetro es impulsado por un fluido hidrulico, produciendo una presin mucho mayor sobre el agua debido a la diferencia de dimetros (en una relacin seccin pistn-aumento de presin de 1:10 a 1:25). Las presiones normales que pueden generar son por sobre los 400Mpa y se a llegado a los 690Mpa en algunos equipos modernos. Cuenta con potencia de entre 25 a 200 HP.CMO FUNCIONA EL CORTE POR AGUA?Su principal ventaja radica en la alta presin que puede generar y que puede alimentar a varios inyectores simultneamente, y en contra, su baja eficiencia debido al sistema hidrulico que posee, ya que pierde potencia por el calor que necesita disipar mediante un sistema intercambiador, adems de necesitar un acumulador de presin debido a su gran variabilidad de entrega.

EQUIPOSExiste actualmente una gran variedad de equipos en el mercado, que permiten realizar gran cantidad de trabajos. Equipos de tamaos pequeos para realizar trabajos muy precisos y delicados, equipos de tamaos medios para pequeas industrias y grandes equipos para satisfacer grandes demandas de trabajo.

Equipo pequeoEQUIPOSLos equipos actuales de esta tecnologa poseen poderosos sistemas de control computacionales en dos ejes de desplazamiento, en sistemas con inyectores convencionales, y hasta seis ejes en sistemas con inyectores robotizados que permiten gran capacidad de movimiento del inyector para realizar complicados trabajos.

Equipo grandeCOSTO DE EQUIPOSEn lo que respecta a los costos, el valor comercial aproximado vara normalmente entre US$90.000 a US$200.000 (segn el tamao y capacidades) y unas cuantas veces ms si se trata de equipos robotizados.El futuro de este mtodo se espera bastante auspicioso, ya que existen a nivel mundial una gran y creciente cantidad de centros de investigacin y desarrollo de esta tecnologa, los que han alcanzado logros importantes slo en las ltimas dcadas, provocando que cada vez ms compaas la integren dentro de sus procesos.

MATERIALES DE TRABAJOEl corte por chorro de agua permite cortar virtualmente cualquier material.

AceroAcero InoxidableAluminioPlsticosNylamidGranitoMrmolTitanioFibra de VidrioVidrioMuchos ms

Cantera 2.5"MATERIALES DE TRABAJO

Aluminio 2" Acero calibre 16EXISTEN DOS TIPOS DE CHORRO POR AGUACorte con chorro de agua pura

Corte con chorro de agua y abrasivo

CORTE CON CHORRO DE AGUA PURA

El corte por chorro de agua pura es el mtodo original de corte por agua. Las primeras aplicaciones comerciales se desarrollaron entre principios y mediados de la dcada de 1970, con el corte de cartn corrugado.Los mayores usos del corte por chorro de agua pura son los paales descartables, el papel tis y los interiores de automviles. En los casos del papel tis y de los paales descartables, el proceso de chorro de agua genera menor humedad en el material que la causada al tocarlo o respirar sobre l.

ATRIBUTOS DEL CHORRO DE AGUA PURA

Chorro muy delgado (de 0,004 a 0,010 pulgada de dimetro es el rango comn)Velocidad de corte regular 25mm/sGeometra sumamente detalladaMuy poca prdida de material debida al corteCorte no trmicoCorte de materiales muy gruesosCorte de materiales muy finosPor lo general corta muy rpidamenteFcil de programar

ATRIBUTOS DEL CHORRO DE AGUA PURAPuede cortar materiales blandos y ligerosFuerzas de corte sumamente bajasAparejamiento sencilloOperacin las 24 horas del da

CORTE CON CHORRO DE AGUA Y ABRASIVO

En el chorro de agua abrasivo, el chorro de agua acelera las partculas abrasivas y estas partculas, no el agua, erosionan el material.El chorro de agua abrasivo no es cientos, si no miles de veces ms potente que el chorro de agua pura. Tanto el chorro de agua como el chorro de agua abrasivo tienen sus aplicaciones. Mientras que el chorro de agua pura corta materiales blandos, el chorro de agua abrasivo corta materiales duros, tales como metales, piedra, materiales compuestos y cermica.Los chorros de agua abrasivos que utilizan parmetros estndar pueden cortar materiales hasta una dureza igual y ligeramente superior a la cermica de xido de aluminio (a menudo denominada almina, AD 99,9).ATRIBUTOS DEL CHORRO DE AGUA ABRASIVOProceso Extremadamente verstil Zonas afectadas sin calor Sin esfuerzos mecnicos Fcil de programar Chorro fino (0.020 a 0.050 pulgadas de dimetro)Geometra sumamente detalladaCorte de material delgadoCorte de grosores de 24 pulgadasATRIBUTOS DEL CHORRO DE AGUA ABRASIVOCorte en pilaPoca prdida de material debida al corteFcil de aparejarReducidas fuerzas de corte (menos de 1 libra durante el corte)

CALIDAD DE CORTE

TIPOS DE ABRASIVOSMicroesferas de vidrio.Granalla metlicaOxido de aluminioGranalla de Alambre cortadoCarburo de silicioCuarzoCscaras de nuez molidaEscoria de cobreAbrasivo plsticoCORTE COMPARATIVOLos chorros de agua pueden cortar cualquier material slido, incluso piedra, cermica, vidrio, metal, espuma, caucho, plstico y alimentos. Cuando se compara con plasma, lser o electroerosin, el corte por chorro de agua tiene otro tipo de ventajas.

CORTE COMPARATIVOEl sistema de corte con agua a presin sigue creciendo ms rpido que otros procesos. Adems de que no hay ninguna zona afectada por el calor, los beneficios y las aplicaciones para la tecnologa de chorro de agua son muy poco limitadas y estn en continua expansin.

CORTE COMPARATIVO

CORTE COMPARATIVO

CORTE COMPARATIVOSegn muestra esta ltima tabla y la imagen de la derecha, la tecnologa de corte por chorro de agua tiene muchas ventajas si se comparan con otros mtodos de corte.

POR QU UTILIZAR LA TECNOLOGA DE CORTE POR AGUA?Proceso de mquina herramienta que crece con mayor velocidad en todo el mundo gracias a su versatilidad y facilidad de uso.El corte por agua de ultra alta presin (Ultra High Pressure) Se puede utilizar para cortar prcticamente cualquier material.Desde que se invent la tecnologa de corte con chorro de agua y abrasivo a principios de los 80, la tecnologa ha evolucionado rpidamente. Estas dcadas de investigacin han permitido el desarrollo de sistemas de corte por agua con mayor capacidad y menor coste.

ELECTROEROSION POR HILOWEDM (Wire Electrical Discharge Machining)

QUE ES??? Es un desarrollo del proceso de la electroerosin por electrodo, nacido en los aos de la dcada de los 70, sustituye el electrodo por un hilo conductor; adems, este proceso tiene mejor movilidad.El hilo siempre atraviesa la pieza; Antes de empezar a mecanizar, es necesario realizar un agujero en la pieza. O bien, el mecanizado debera entonces empezar en el borde de la pieza.

En este tipo de electroerosin, es utilizado un liquido dielctrico generalmente agua desionizada, que funciona como aislante, lo que permite que las chispas se mantengas alejadas del GAP, y mantiene una mayor eficiencia en el trabajo adems que nos ayuda a evitar oxidaciones prematuras en la pieza de trabajo, ayuda tambin a limpiar la zona de trabajo de la viruta de erosin, y mantiene una temperatura adecuada en la pieza y el canal.(Gap: Espacio entre electrodo y pieza en el cual se dan las descargas.)

El hilo generalmente se basa en aleaciones de cobre.Un CNC controla el movimiento entre el hilo y pieza. El hilo es de dimetro pequeo, normalmente de 0,25 o 0,3 mm., aunque los dimetros pueden reducirse hasta valores de 0,025 mm. en aplicaciones de micromecnica.

El hilo utilizado para corte es normalmente de cobre mecanizado, latn mecanizado, o recubierto de zinc.Alambre recubierto de zinc de 0.15 a 0.3 mm

Alambre de latn mecanizado de 0.25 mm

Este tipo de electroerosin permite realizar el corte en vertical o en cnico por medio de un descentramiento de la gua superior con respecto a la gua inferior. De este modo se pueden realizar formas con cortes cnicos que pueden ser de gran complejidad y que con otros medios seria de gran dificultad.

Sin embargo; durante el corte cnico en la electroerosin por hilo, las boquillas no estn alineadas, esto provoca que el chorro no tenga un camino directo al canal de descarga, y por otro lado para ngulos grandes se recomienda boquillas grandes, para que el chorro de agua sea mas disperso!

RECOMENDACIONES PARA CORTE CONICO:Bajar la velocidad de corte.Elegir boquillas adecuadas que permitan un buen canal del dielctrico de acuerdo al ngulo.Mantener la zona limpia.Realizar varias pasadas.Se recomienda usar el nivel 5 de tensin.

Tensin del hilo En el hilo tendremos una tensin mecnica que puede seleccionarse del 0 hasta el 31, el incremento de la tensin del hilo reduce la resistencia del mismo al desgaste producido por las chispas y aumenta el riesgo de rotura. La tensin del hilo no tiene influencia sobre el GAP, la rugosidad o la tasa de arranque, y se recomiendan valores de tensin altos para los procesos de repaso de las piezas.Velocidad del hilo Es la velocidad de paso del hilo por las guas. Durante el proceso, se produce un desgaste del hilo, debido a las sucesivas chispas que tienen lugar a lo largo de la pieza. Conforme aumenta la altura de la pieza, un mismo tramo de hilo puede chispear un mayor nmero de veces incrementndose el desgaste y por lo tanto aumentando el riesgo de rotura. En piezas de gran espesor se recomienda aumentar la velocidad de hilo con la finalidad de homogeneizar el desgaste. La velocidad de hilo no tiene influencia sobre el gap, velocidad de erosin ni rugosidad, pero con valores bajos de velocidad de hilo aparecen problemas de conicidad en las piezas y aumenta el riesgo de rotura

Corte interno y externoEn el corte interno el hilo, sujeto por sus extremos comenzando por un agujero previamente taladrado y mediante un movimiento de vaivn, como el de una sierra, va socavando la pieza hasta obtener la geometra deseada.En el corte externo el hilo puede empezar el movimiento desde el exterior del permetro de la pieza hasta entablar el arco; contina su movimiento hasta que consigue la periferia deseada.

Ventajas:No precisa el mecanizado previo del electrodo.Es un proceso de alta precisin.Complejas formas pueden ser logradas.Resultados constantes.Dependiendo de la capacidad de la mquina, el trabajo con alambre puede incluir angularidad variable controlada o geometra independiente.Se puede mecanizar materiales previamente templados y as evitar las deformaciones producidas en el caso de hacer este tratamiento trmico despus de terminada la pieza.Precauciones: El uso de corriente elctrica, agua y alto voltaje presentan un peligro de electrocucin.Es factible que chispas salten fuera del contenedor.Derrames durante el llenado y vaciado de tanque o el uso de lquido a presin.BIBLIOGRAFA Catlogo El Roble 2011 Corte y Transformacin de MaterialesCatlogo de Blasting Abrasivos 2013www.flowwaterjet.comElectroerosin (libro virtual)http://www.gfms.com/content/gfac/country_ES/es/Products/EDM/wire-cut-edm.html