L’elettroerosione permette di eseguire complesse lavorazioni

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Schema del principio dell'elettroerosione, che permette le lavorazioni di materiali particolarmente duri
Schema del principio di lavorazione (image by Mechanical Engineer's World[1])

Elettroerosione: lavorazione meccanica con scariche elettriche ad alta frequenza di elettrodi in immersione nel liquido dielettrico.


È un'avanzata tecnologia che attraverso l'utilizzo delle scariche elettrice, permette di eseguire complesse lavorazioni meccaniche sfruttando la potenza di erosione della corrente, asportando materiale.

Cenni storici

Questa caratteristica di erosione grazie alle scariche elettriche, si rende possibile solo sui metalli, in quanto diversamente non ci sarebbe possibilità di erodere il materiale da asportare, se questo non fosse sensibile alle sollecitazioni delle scariche elettriche.

Avanzati sistemi tecnologici, permettono di controllare e istruire la macchina, dotata di computer molto sofisticato.

In quanto le queste macchine, sfruttano appieno questa caratteristica, le lavorazioni cui risulta possibile eseguire, sono possibili su materiale in grado di condurre corrente, praticamente il metallo.

L'impiego di questa tecnica di lavorazione particolare, è stata pensata intorno al 1700, da parte di studiosi di fisica, osservando il comportamento del fulmine, che risulta essere una forma esplicita di elettroerosione.

Approfondendo lo studio relativo al fenomeno scaturito dalle scariche elettriche, e le loro conseguenti potenzialità nell'erosione dei metalli, si pensò a come realizzare una macchina che potesse eseguire un lavoro tanto utile e preciso.

Negli anni che ruotano intorno alla seconda guerra mondiale, gli scienziati sovietici Lazarenko (read about on Wikipedia), costruirono la prima attrezzatura in grado di eseguire questo tipo di lavorazione.

Grazie all'enorme sviluppo tecnologico che è conseguito in tutti questi anni, la capacità di lavorazione e il perfezionamento, hanno raggiunto notevoli traguardi nel campo delle lavorazioni industriali.

In particolar modo, dopo l'entrata del computer nel mondo dell'industria: questo ha permesso di ottenere tecnologie di lavorazione avanzate, e macchine utensili di assoluta precisione.

Caratteristiche della lavorazione

Attraverso l'utilizzo delle macchine che sfruttano questo principio, è possibile eseguire articolate lavorazioni su metalli particolarmente duri, anche quando hanno subìto trattamenti termici come la tempratura.

Altri vantaggi, sono che si possono lavorare pezzi metallici di elevato spessore e consistente volume, riuscendo a ottenere tagli di qualsiasi forma geometrica, mantenendo una bassissima tolleranza di errore (micron, ora definito micrometro, un millesimo di millimetro).

Garantiscono una notevole precisione di intervento, risultati impensabili da ottenere altrimenti, con altri tipi di lavorazioni.

Elettroerosione a tuffo

La totale mancanza di sforzi meccanici, riduce drasticamente i problemi relativi all'usura degli utensili, quali frese ad esempio, e inoltre garantisce una precisione assoluta nelle misure da eseguire nella lavorazione, garantendo tolleranze anche millesimali.

Per procedere, è necessario prima creare l'elettrodo, che risulta essere una sorta di negativo della forma che si desidera eseguire, sul pezzo da lavorare.

In pratica, la forma che viene data all'elettrodo, è lo specchio di quello che sarà il risultato finale.

L'elettrodo può essere costruito in rame, ma anche in grafite.

Il procedimento di lavorazione si svolge sempre ovviamente con l'elettrodo in immersione in fluido dielettrico (acqua distillata, olio minerale, acqua deionizzata), e agisce a intervalli regolari come uno stantuffo, penetrando poco per volta nel pezzo cui deve asportare materiale, e contemporaneamente creando la figura che dovrà assumere il pezzo, terminata la lavorazione.

Sono disponibili diverse modalità di lavorazione: l'elettrodo infatti risulta in grado di realizzare particolari cavità asportando il materiale, a gradino ad esempio, facendo traslare (movimento orizzontale) l'elettrodo.

O ancora particolari tipologie di lavorazione, utilizzando elettrodi rotanti, per ottenere una particolare asportazione di materiale, creando cavità interne al pezzo in lavorazione.

Come per la lavorazione a filo, anche in questo caso l'elettrodo non entra in contatto con il pezzo da lavorare.

Dal momento che è la corrente a togliere materiale, creando la forma desiderata.

Non esistono problemi di rottura di utensili, e i tempi di lavorazione risultano più veloci, ottenendo al tempo stesso risultati impensabili con differenti tipologie di lavorazione, mediante l'impiego di utensili tradizionali.

Gran parte del lavoro, come nella fresatrice CNC (a controllo numerico), si svolge nella programmazione.

Questa tipologia di lavorazione, rappresenta una valida soluzione per creare stampi ricchi di particolari mirati, dai quali si esige una specifica produzione in serie.

Elettroerosione a filo

In questo caso, la lavorazione viene eseguita con un filo metallico avvolto su bobina, grazie ai continui impulsi elettrici scaturiti dal filo conduttore, che assume a tutti gli effetti la funzione di elettrodo, si rende possibile tagliare il pezzo di metallo da lavorare, eseguendo particolari sagomature e profili.

Il filo avvolto su bobina, viene continuamente trascinato e cambiato durante la fase di lavorazione; in caso contrario, non sarebbe possibile procedere, perché l'usura e la dilatazione cui la corrente sottopone il filo stesso, lo farebbe spezzare di continuo, interrompendo l'esecuzione del lavoro.

Il filo solitamente è costituito da rame di buona qualità, al fine di ottenere la massima conducibilità, e ricoperto di ottone per migliorarne la capacità conduttiva, e il suo diametro non supera che pochi micron: 0,02, 0,03 mm.

In questo tipo di lavorazione, il filo ovviamente risulta sempre passante il pezzo su cui si esegue la lavorazione.

Inizia la sua esecuzione al bordo del pezzo da lavorare, oppure in un foro praticato nello stesso.

Assumendo diverse inclinazioni, può creare profili differenti tra la parte superiore, e quella inferiore del pezzo in lavorazione.

Ogni scarica elettrica che si ripercuote sul conduttore, in questo caso il filo, va ad asportare materiale, questo incide sull'usura del conduttore, e la bobina lascia correre un nuovo spezzone di filo che eseguirà un'altra erosione, e così via.

Grazie al potere erosivo creato dalle scariche elettriche sul conduttore, il filo non entra mai in contatto fisico con il pezzo in lavorazione.

Il pezzo risulta immerso in fluido dielettrico, in apposito alloggiamento della macchina: quando la differenza è consistente tra il dielettrico (negativo) e il conduttore (positivo), la scarica elettrica si libera nel fluido, permettendo all'elettrodo di svolgere il suo compito, ovvero asportare materiale.

Investire in una macchina per elettroerosione

L'acquisto di un'attrezzatura per l'industria come questa (EDM, Electrical Discharge Machining), è un investimento notevole in termini di denaro.

L'ammortamento possibile della spesa, si ottiene se si ha una buona mole di lavoro che sarà possibile eseguire risparmiando tempo, e con risultati di precisione davvero notevoli.

Le aziende specializzate nella vendita, sono sovente le stesse fabbriche produttrici di attrezzature tanto sofisticate e complesse.

Forniscono tutta l'assistenza necessaria quando si procede con l'acquisto: tecnici specializzati che vengono inviati sul posto a insegnare il corretto utilizzo della strumentazione, e risolvere eventuali problemi da parte del cliente, nell'utilizzo dell'attrezzatura.

Questo aspetto è molto importante, l'affiancamento di personale altamente specializzato che è in grado di mostrare come ottenere il meglio, da un'attrezzatura tanto costosa.

La stessa azienda poi, che vende anche tutti gli accessori necessari, e di adeguata qualità, esempio il filo.

Per quanto riguarda le quantità di liquido dielettrico che si dovranno utilizzare, è possibile contattare direttamente aziende che si occupano di produrre e consegnare grandi quantità di acqua deionizzata.

L'acquisto di una macchina usata, è da valutare con estrema attenzione.

Per avere la garanzia del suo ottimale funzionamento, è necessario farla testare da un tecnico specializzato, che potrà verificare la perfetta funzionalità della macchina, che dovrà garantire precisione assoluta nei processi di lavorazione.

[1] L'immagine l'avevo trovata a questo URL (mechscience․com/electrical-discharge-machining-process-electrical-discharge-machining-principle/), che evidentemente ha cambiato proprietario.