A usinagem eletroquímica pulsada oferece um post AM exclusivo

28 de setembro de 2023

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Nas notícias estendidas a seguir, Kirk Gino Abolafia, gerente técnico de marketing e vendas da Voxel Innovations Inc, discute o uso de usinagem eletroquímica pulsada (PECM) no pós-processamento de componentes metálicos fabricados aditivamente.

O crescimento exponencial da tecnologia de Manufatura Aditiva proporcionou vantagens únicas aos fabricantes, como a redução ocasional dos custos de fabricação associados à consolidação de operações/eliminação de montagens complexas, bem como a redução do desperdício de material em comparação à fabricação subtrativa convencional. Além disso, o advento da AM metálica permitiu a prototipagem rápida e a iteração de projeto mais rápida de uma ampla gama de peças metálicas, incluindo alguns componentes críticos. Contudo, à medida que os volumes de peças aumentam como resultado do aumento da procura de AM, pequenas limitações da tecnologia são exacerbadas.

Por exemplo, ao considerar os requisitos de projeto e de material de peças em aplicações críticas (ambientes com fluxo de alta temperatura ou tensões extremas), certas tolerâncias e recursos podem não ser alcançáveis ​​com AM por si só.

A elevada procura destas peças AM incentiva as empresas a encontrar formas inovadoras de reduzir as despesas de produção – por vezes até mesmo à custa da qualidade. Para reduzir custos, os fabricantes de aditivos estão sacrificando o acabamento superficial, a resolução e o tamanho dos recursos para melhorar as capacidades de produção usando estratégias de varredura a laser mais rápidas, pós maiores, linhas de camada mais espessas e muito mais. Em última análise, isso criou uma necessidade na indústria AM de métodos de pós-processamento repetíveis e acessíveis para peças metálicas.

As empresas de AM de metal estão buscando uma operação secundária de usinagem/pós-processamento que possa atingir maior resolução e qualidade de superfície, ao mesmo tempo que reduz os custos de produção em grandes volumes.

Esta notícia estendida discutirá um processo exclusivo de remoção de material chamado usinagem eletroquímica pulsada (PECM), um processo capaz de superacabado superfícies, pequenas características e alta repetibilidade em peças metálicas AM. Nisto, discutiremos como o processo funciona e explicaremos como o PECM pode atuar tanto como um processo de usinagem secundário quanto como uma operação de pós-processamento para peças AM metálicas de alto volume.

Resumindo, PECM é um processo de remoção de material não térmico e sem contato, capaz de usinar superfícies superacabadas e geometrias exclusivas em peças metálicas de alto volume e, alternativamente, pode atuar como uma usinagem secundária – ou operação de pós-processamento – em metal AM. peças.

Em vez de utilizar fricção ou calor, o PECM utiliza eletroquímica para dissolver o material da peça no formato desejado. Um fluido eletrolítico carregado é injetado dentro de uma lacuna microscópica entre a ferramenta (cátodo) e a peça (ânodo), dissolvendo o material da peça a uma taxa proporcional à sua proximidade com o cátodo.

O processo é melhor compreendido aprendendo quatro termos-chave:

O PECM é capaz de alta repetibilidade devido ao desgaste significativamente reduzido da ferramenta; não há calor ou contato no processo. Além disso, como o PECM se preocupa apenas com a condutividade de uma determinada peça (e não com a dureza do material), ele pode usinar ligas resistentes como o Inconel a uma taxa semelhante à do cobre ou do alumínio.

O processo é usado principalmente para usinar componentes críticos de dispositivos aeroespaciais e médicos, incluindo trocadores de calor Inconel, acessórios ósseos de nitinol, componentes de raios X de molibdênio e pás de turbina.

No entanto, outra aplicação crucial do PECM é no pós-processamento de peças fabricadas aditivamente.

Para a maioria das aplicações, a espessura média da parede, a resolução e a qualidade da superfície produzidas pela Manufatura Aditiva não afetariam significativamente o ajuste, a forma ou a função da peça. No entanto, em ambientes críticos que exigem que as peças tenham maior resistência à fadiga, qualidade superficial e tolerâncias, a AM sozinha não pode produzir peças ideais diretamente da máquina AM. Portanto, para melhorar esses recursos, a AM geralmente requer um processo de usinagem secundário para aplicações críticas.