Nova tecnologia oferece vantagem ao usuário

por Gilberto Albertini e Márcio Garcia

O uso de descarga elétrica em máquinas para cortar e modelar é uma tecnologia aprovada e difundida mundialmente. Com a finalidade de alcançar uma superfície de grande qualidade e acabamento, é essencial que o fluido dielétrico mantenha os parâmetros especificados do processo. Os filtros
da MANN+HUMMEL para EDM (eletroerosão), por fio e cavidade, utilizam nova tecnologia e, desse modo, oferecem consideráveis vantagens ao usuá-rio, relacionadas com a capacidade de retenção e vida de serviço.
A máquina de eletroerosão é um equipamento de erosão térmica. A remoção de metal é feita por descargas de faíscas entre dois materiais eletrica-mente conectados por um líquido, o fluido dielétrico. Em contraste com outros processos de remoção de metal, esta tecnologia funciona independente da dureza do condutor elétrico, e pode ser utilizada para fazer geometrias complicadas com alta precisão.
Um sistema de EDM é composto por três componentes básicos: a ferramenta elétrica com CNC (controla o posicionamento exato), o gerador (provê a energia exigida para a máquina) e o sistema de filtração (limpa o fluido dielétrico). O universo de EDM é dividido basicamente em máquinas a fio e cavidade. O EDM a fio é um processo cortante, onde um metal continuamente corrente telegrafa como um eletrodo e corta a peça em contorno programado. Dependendo da aplicação, o diâmetro de fio pode variar entre 0,02 e 0,33 mm. O EDM de cavidade, por outro lado, é um processo de formar. O eletrodo é abaixado na peça, fazendo com que o inverso seja formado (para a largura do buraco a faísca deve também ser considerada).
A quantidade de metal removido da peça é definida dentro do fluido dielétrico, por descargas elétricas não estacionárias e com alto grau de repetitividade. Para este propósito, a ferramenta e a peça são posicionadas para fechar uma voltagem direta em um campo elétrico. Neste processo, a força do campo atingirá o máximo valor na posição da resistência mais baixa. Assim, quando ele alcança um valor definido, forma-se um arco, sendo que neste momento é que o fluido dielétrico torna-se importante. À princípio, este cria um canal condutivo e então, devido ao choque dos elétrons com moléculas do fluido dielétrico, um canal de plasma é formado com temperaturas altíssimas, que cria uma pequena ruptura na superfície da peça por derretimento. Quando a voltagem é desconectada, o plasma canal desmorona, a massa derretida vaporiza e as partículas restantes solidificam no fluido dielétrico e são carregadas para longe, deixando assim uma pequena cratera na peça. A soma de muitas descargas individuais resulta na remoção macroscópica (visível) de metal.

Influência do fluido dielétrico
O fluido dielétrico tem várias tarefas no processo de EDM:isolar a peça (ânodo) da ferramenta (eletrodo), esfriar ambos os materiais, encontrar as condições para ionização e rápida desionização, e também carregar para longe as partículas removidas do local de faísca.
Dependendo do processo, diferentes combinações de hidrocarboneto ou água desionizada são usadas como fluido dielétrico. Em EDM de cavidade, a alta força elétrica e a combinação de hidrocarboneto geram faíscas pequenas e maior exatidão de processo. No EDM a fio, a água é preparada por osmose inversa ou pela adição de uma resina de desionização.

A constância do processo é condição básica para alcançar o êxito de resultados, isto é, precisa ter um eficiente fluxo e apropriada filtração do fluido dielétrico. Uma boa qualidade de superfície da peça é função de uma pequena distância entre a peça e eletrodo. O acabamento da superfície (Ra), por exemplo, é 0,1 μm com tolerância de contorno de 0,015 mm. A distância entre o eletrodo e a peça só permanece a mesma quando se faz uma eficiente remoção de partículas através da filtração do fluido. Isto exige filtração de partículas grandes, pois estas podem proporcionar um curto-circuito entre a peça e o eletrodo, e também reduzir a contaminação do fluido dielétrico por partículas consideravelmente pequenas. A necessidade para se filtrar as partículas pequenas está relacionada com a deionização da resina adicionada à água. A resina mantém uma condutividade de 5 a 10 μS/cm, mantendo PH próximo de neutro. A filtração menos efetiva leva mais contaminantes ao fluido dielétrico, resultando em mudanças nos parâmetros nominais. Condutividade mais alta promove corrosão, solapamento do eletrodo e ácidos agressivos à peça. O usuário normalmente só registra a mudança dos parâmetros quando a queda de qualidade da superfície da peça fica evidente, já que a nitidez do fluido dielétrico nem sempre é um indicador confiável. Em tal caso, a fim de alcançar a qualidade exigida, mais resina tem que ser adicionada. Assim, não é apenas o tempo que é perdido como também aumentam os custos de operação.
Resumindo, em máquinas EDM a fio ou cavidade, a alta qualidade é função direta da reprodutividade do processo, e da eficiência e qualidade do filtro utilizado. A tecnologia MANN+HUMMEL traz vantagens consideráveis ao usuário relativo à eficiência de separação, capacidade absorção de sujeira, vida de serviço e peso.

Aumento da superfície de filtragem através da tecnologia de dobras longas e sanfonas duplas
Os filtros MANN+HUMMEL apresentam um conceito inovador. Os filtros de EDM das séries H34 oferecem estabilidade de pressão até 3 bar e são os primeiros filtros grandes livres de corrosão, pois são completamente fabricados em plástico. Em comparação com metal convencional, houve redução de 30% do peso que, por sua vez, tem um efeito colateral positivo em transporte e custos de armazenagem. Outra novidade para o usuário são duas novas tecnologias que garantem maior área de superfície e, então, uma vida de serviço mais longa: a primeira tecnologia para ser implementada com filtros de plástico com dobras longas.
Os adesivos usados nos filtros são outra inovação desenvolvida pela MANN+HUMMEL, que permite dobras do fole mais altas e que previnem o papel filtrante de juntar-se. Existem também outras vantagens proporporcionadas pela impregnação e estruturação especial do fole da MANN+HUMMEL. Esta nova série com filtros de 3 à 5 µm oferece a estabilidade necessária para assegurar confiabilidade para toda a vida de serviço.
A fim de encontrar os requisitos para uma vida de serviço muito mais longa, filtros de plástico com tecnologia de fole duplo foram desenvolvidos e apresentam uma melhora no fole interno e externo no filtro, proporcionando uma área de filtragem maior. Os benefícios ao usuário incluem uma vida de serviço mais longa e vantagem de maior flexibilidade, pois é mais fácil para o usuário adaptar o mesmo filtro em diferentes marcas de EDM, usando somente os ajustes de conexão variável e reutilizável. Além disso, estes ajustes de conexão estão disponíveis em vários materiais, proporcionando muitas aplicações. Além do fato da manipulação e remoção serem agora mais fáceis, graças a manivelas reutilizáveis. A MANN+HUMMEL adicionou três novas variações para as séries H15 com filtração entre 1 a 2, 10, e 25 µm. Para isso melhorou os processos e materiais - todos estes disponíveis em plástico. As áreas de aplicação são a produção de superfícies de alta qualidade e de materiais difíceis, como o alumínio.

Existe também o H15 190/16, baseado na série H15, de 3 a 5 µm e o filtro E-Line que está disponível como uma alternativa bem atrativa. O H15 475/1 é usado como um filtro de longa vida, versão que vem sendo utilizada ao longo dos anos por produtores tradicionais de equipamento EDM como filtro original, pois os filtros de prato convencionais são frequentemente incapazes de garantir os requisitos de filtragem e eficiência de separação, como é claramente demonstrada na série completa de testes executados pela MANN+HUMMEL para o ISO de Multipass 4548-12.

Conclusão
O nível de pureza do fluido dielétrico faz a máquina de EDM alcançar uma melhor qualidade de superfície da peça trabalhada, porém, esta só pode ser alcançada com a ajuda de filtros de alta qualidade.
As linhas adesivas desenvolvidas pela MANN+HUMMEL possibilitam dobras mais altas e de alta eficiência, que junto com a especial impregnação e estruturação do filtro, oferecem vantagens significativas em relação à eficiência de separação, capacidade de retenção de sujeira e vida de serviço. A MANN+HUMMEL oferece aos usuários, filtros com eficiências entre 1 a 25 µm, cobrindo toda a necessidade de todos os conhecidos produtores de EDM no mundo, devido à flexibilidade da conexão roscada.

Qualidade
A qualidade dos filtros utilizados é essencial para a performance das máquinas EDM. A MANN+HUMMEL é parceiro de desenvolvimento junto aos produtores de máquinas de EDM. Um sistema de gerenciamento de qualidade, começando com o processo de desenvolvimento até a produção, assegura a satisfação completa dos clientes.
A MANN+HUMMEL opera diretamente com os produtores de máquinas, desde a fase de desenvolvimento das mesmas, onde todos os produtos são testados e validados sobre condições operacionais em testes com longa duração. Estes produtos só são introduzidos no mercado depois de aprovados pela MANN+HUMMEL e pelo produtor da máquina, não havendo outro procedimento igual no segmento de filtros. Para tal, a companhia construiu um sistema de gerenciamento de qualidade, assegurando que somente produtos com perfeita qualidade cheguem aos clientes. Amostras aleatórias são retiradas de cada grupo de produção e testadas, verificando-se vazamentos e estabilidade de pressão (3 bar). Estes testes asseguram que os filtros não vão estourar e que as costuras de soldagem e a cobertura externa são resistentes à pressão de trabalho. O papel do filtro também é testado contra vazamentos. Além do que, cada filtro é marcado com sua data de produção para possibilitar a rastreabilidade.