Aplicações Gerais do Processo

Como ficou presente, a eletroerosão é um processo que permite maquinar materiais que não seriam possíveis de maquinar utilizando processos convencionais. Tem uma área vasta de aplicações, permitindo gerar formas complexas de forma precisa, utilizando materiais condutores ou semicondutores. Também as peças complexas em superligas, materiais cerâmicos, plásticos e compósitos reforçados com fibras são passíveis de maquinar por este processo [1]. O processo de eletroerosão também pode ser utilizado para gerar furos circulares e não circulares e, ainda, perfis. Este processo pode ser facilmente automatizado por meio de um controlo por computador – CNC - permitindo a obtenção de limites de tolerância dimensional estreitos, sendo possível a realização de um controlo rigoroso da ação da ferramenta sobre a peça fabricada utilizando um servomecanismo que reage rapidamente às pequenas variações de intensidade de corrente [1].

O facto de o processo de eletroerosão utilizar energia térmica para maquinar peças condutoras de eletricidade, independentemente da dureza, tem constituído uma grande vantagem permitindo utilizar este processo nas indústrias aeronáutica, aerospacial e médica. É também utilizado na produção de equipamentos óticos e eletrónicos e na produção de ferramentas (matrizes de corte e moldes de injeção) [3].

Em muitas aplicações, o processo de eletroerosão tem vindo a substituir os processos de maquinagem tradicionais, como a fresagem de aços de ferramenta no estado tratado. O material fresado tem que possuir valores de dureza aceitáveis, sendo que esses valores devem ser inferiores a 35 HRC, com ferramentas de corte comuns. No entanto, o processo de eletroerosão permite que os aços de ferramenta sejam tratados de forma a obter total dureza antes de serem maquinados, evitando assim os problemas de variação dimensional, característicos do pós- tratamento. Muitos processos tradicionais têm problemas ao maquinar peças que tenham

sofrido tratamentos térmicos, previamente, razão pela qual o processo de eletroerosão tem-se tornado cada vez mais utilizado [3].

De referir que no caso das aplicações onde se pretende uma rugosidade superficial extremamente reduzida, como por exemplo no processo vulgarmente designado por polimento a espelho, no caso de aplicações para moldes, a cavidade moldante é polida manualmente, uma vez que o processo de eletroerosão não é considerado um processo competitivo no que diz respeito às operações de polimento. Nesta fase, as energias de descarga são extremamente reduzidas, resultando em tempos bastante demorados para o processo. No entanto, os fenómenos que limitam a produtividade do processo estão relacionados, essencialmente, com a pequena distância entre o elétrodo e a peça, resultando numa dificuldade de lavagem do dielétrico na zona de descarga para remoção das partículas erodidas. Isto provoca uma elevada contaminação, podendo ocorrer curto-circuito, arcos elétricos entre outros, reduzindo, desta forma, a eficiência do processo e provocando a deterioração do acabamento entretanto obtido [4].

Também é importante referir que existem vários processos híbridos de maquinagem (HMP - hybrid machining process) que procuram combinar o processo de eletroerosão com outras técnicas de maquinagem, podendo combinar o melhor dos dois num único processo, procurando melhorar as medidas de desempenho do processo, como a qualidade do acabamento superficial, taxa de corte e reduzir as tensões residuais na superfície maquinada. Como exemplos destes processos, mas aplicados ao processo de eletroerosão por fio, tem-se a aplicação de vibração ultrassónica ao fio, o processo WEDG – wire electrical discharge

grinding, o processo WECG - wire electrochemical grinding, entre outros. Também se tem

verificado um desenvolvimento nos processos híbridos que envolvem os processos de maquinagem de alta velocidade (HSM - high-speed machining), retificação, eletroerosão e a maquinagem de feixe de laser (LBM - laser beam machining) [3, 10]. Outras variações mais especializadas do processo de eletroerosão incluem o processo EDG (electrical discharge

grinding), utilizado para o fabrico de ferramentas de corte de diamante policristalino; e o

processo EDT (electrical discharge texturing), utilizado para a texturação de aço laminado a frio e chapas de alumínio [3]. Este processo é utilizado na blindagem dos automóveis, e a sua grande vantagem associada é o facto de possibilitar a produção de uma superfície uniforme no rolo e também na folha de aço que retém o lubrificante e prepara a superfície para os processos de pintura e acabamento [1]. Estes processos híbridos utilizam tanto os processos convencionais

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de remoção de material como os processos não convencionais, juntando as vantagens de cada processo e limitando os efeitos adversos de quando aplicados individualmente [3].

Outra aplicação de grande interesse inclui o processo de eletroerosão de cerâmicos avançados devido aos custos de maquinagem e características que permitem que este processo se torne competitivo. Existem diferentes tipos de cerâmicos de engenharia, classificados como não-condutores, condutores-naturais e condutores (estes últimos são resultado da adição, aos não condutores, de elementos condutores que alteram as suas propriedades elétricas). Nos últimos anos, a utilização do processo de eletroerosão utilizando materiais cerâmicos tem ultrapassado a limitação tecnológica do processo que requeria uma resistividade elétrica do material com valores limites de aproximadamente 100 ou 300 Ω.cm. Investigações trouxeram uma nova perspetiva nesta área, passando a usar-se um elétrodo auxiliar, facilitando a formação de faísca em cerâmicos isolantes. Como exemplo destes materiais tem-se o nitreto de Silício (Si3N4), cerâmicos SiAlON, zircónica (ZrO2) e alumina (Al2O3) [3].

Também os materiais compósitos têm vindo a permitir aumentar o leque de aplicações do processo de eletroerosão uma vez que tem existido um desenvolvimento acentuado de diferentes materiais compósitos nos últimos anos. Têm sido realizadas pesquisas sobre os vários processos de maquinagem utilizando materiais compósitos de matriz metálica - MMC (metal

matrix composites). Foram comparados os processos de eletroerosão utilizando PRMMC - particle reinforced metal matrix composite e maquinagem não convencional como a

maquinagem por feixe de laser - LBM (laser beam machining) e jato de água abrasivo – AWJ (abrasive water jet) e verificou-se que o processo de eletroerosão era adequado para a maquinagem de materiais PRMMC verificando-se que existe uma menor quantidade de sub- superfície danificada mas a taxa de remoção de material era menor [3].

Na Figura 11 apresentam-se as principais aplicações nas quais o processo de eletroerosão tem um papel bastante importante, sendo visível que os moldes de injeção de plásticos e compósitos são um ramo onde o processo de eletroerosão está bem presente [33]:

Figura 11: Principais aplicações do processo de eletroerosão [33].