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Aumente la potencia: Cómo la alta corriente y la alta frecuencia simultáneas, han posicionado a ANCA EDG como el punto de mira para la fabricación PCD.

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Los productos de Diamante Policristalino (PCD, por sus siglas en Inglés) son utilizados ampliamente en la industria por su gran resistencia de abrasión y su longevidad al mecanizar materiales no ferrosos. En virtud de sus uniformes estructuras de red de carbono, el diamante es el material más duro disponible y, por lo tanto, se presta bien a los procesos de fabricación que requieren altas velocidades, velocidades de alimentación y comportamientos de desgaste prolongados. El PCD no se utiliza normalmente para mecanizar materiales ferrosos como el hierro o el acero debido a una reacción química que se produce entre el diamante y las moléculas de hierro. Los átomos de carbono en el diamante reaccionan con los átomos (ferrosos de hierro) del hierro o del acero para producir carburo de hierro (Fe3C), lo que hace que los bordes de la herramienta colapsen. Sin embargo, puede abordar aplicaciones bimetálicas que involucran aluminio y hierro fundido.

Las áreas en las que sobresale el utillaje PCD son las de mecanizado de materiales no ferrosos, compuestos, componentes electrónicos, maderas y metales preciosos.
 
 
Metales No Ferrosos Polímeros y Otros
Materiales
Metales Preciosos
Aluminio Compuestos Platino
Carburo Fibras de carbono Oro
Titanio Fibras de vidrio Plata
Níquel Cerámica Bronce
Plomo Poliéter (PEEK)  
Cobre Madera  
Latón PCB  
 
Figura 1: Materiales adecuados para fabricar con herramientas  PCD.
 
Al mecanizar estos materiales, las herramientas PCD exhiben una resistencia superior al desgaste, tolerancia al calor y longevidad de la herramienta.
 
El uso de PCD en herramientas no es nuevo, sin embargo, la explosión de materiales livianos utilizados en todas las industrias a medida que los fabricantes compiten por crear productos livianos y duraderos resaltan cuán versátiles se están volviendo las herramientas de PCD. Los productos compuestos y de aluminio continúan creciendo rápidamente con la rápida expansión de productos electrónicos, transporte liviano y la generación de energía más eficiente. 
 
Vinculada al crecimiento de componentes no ferrosos y herramientas PCD, está la presión que se aplica a los fabricantes de máquinas herramienta. Reducir los tiempos de ciclo y aumentar los acabados superficiales permite una propuesta comercial rentable para los fabricantes de herramientas PCD ya que se reducen los costos de fabricación por herramienta y aumenta la calidad y durabilidad para el usuario final. 

Es así, que para permitir que los clientes de ANCA creen herramientas de alta calidad y de bajo costo, el nuevo Generador ANCA Motion SparX ha sido diseñado y construido utilizando la última electrónica de potencia. Este tipo de electrónica  permite la creación de un generador de banda ancha amplia para establecer alta corriente y alta frecuencia simultáneamente. Esto permite MA más altos por segundo Nano y Pico-pulsos, y un control mucho mayor del proceso de erosión. Estos se combinan para un proceso de erosión mucho más rápido y controlable que la electrónica convencional, y permiten la fabricación completa de herramientas PCD utilizando PCD de grado nano (ejemplo: Elemento Seis CMX850 con granos de diamante de 0,85 µm y CTX002 con granos de 2 µm) hasta grados de diamante muy grandes ( ejemplo: CTH025 con un tamaño de grano promedio de 25 µm y CTM302 un PCD multimodal con tamaños de grano de 2 µm a 30 µm)
 
Además, en virtud de la cinemática de 5 ejes de las máquinas ANCA EDG que utilizan un electrodo de cobre rotatorio, las geometrías de herramientas creadas pueden ser casi infinitas, incluyendo geometrías complejas de acanaladuras y cabos. Esto, unido a una política de precios y rendimiento muy agresivos junto a una flexibilidad suprema, permite a los fabricantes de herramientas crear herramientas PCD de alta calidad de forma competitiva. Además, con el aumento del rendimiento, la disminución del tiempo de ciclo y el aumento de la especificación del acabado de la superficie, los usuarios pueden comprar posiblemente la máquina de erosión más avanzada tecnológicamente disponible actualmente. ANCA es el único proveedor de máquinas de erosión EDG en el mercado que tiene un proceso de erosión sincronizado, adaptable, inteligente y controlable que se adapta perfectamente a la amplia gama de materiales no ferrosos.

Para resaltar estos beneficios, ANCA realizó pruebas entre herramientas creadas en un ANCA EDG, herramientas creadas en una máquina láser de la competencia y, por último, en una máquina de erosión de la competencia. Las pruebas utilizaron una herramienta soldada de corte 2D de 12 mm (cara de inclinación neutra) debido a que los sistemas de ablación láser no podían crear herramientas estriadas grandes. El material de PCD fue Element Six CTM302.

Las pruebas demostraron definitivamente que la ANCA EDG no solo coincidía con la calidad y el tiempo de ciclo de las herramientas creadas con láser, sino que era muy superior a los resultados de erosión uno a uno.


Figura 2: Herramientas de comparación utilizadas para pruebas de láser y erosión
 
  Láser Competidor Láser Competidor ANCA EDG
Configuración - Acabado estándar Acabado estándar
Acabado de superfície (µm Ra) 0,200 0,400 0,200
Tiempo de ciclo 26 m : 24 s 56 m : 00 s 26 m : 20 s
Radio de esquina del borde (µm) 9,45 6,25 3,22
 
Figura 3: Datos comparativos obtenidos para múltiples pruebas

Además, los bordes cortantes fueron 3 veces más afilados en las herramientas creadas por ANCA en comparación con las herramientas de ablación láser. Los filos de corte afilados son muy importantes en la fabricación de aluminio y compuestos, ya que reducen las rebabas mientras  aumentan los acabados superficiales. En los materiales compuestos, los filos de corte afilados también reducen el riesgo de delaminación durante el mecanizado.
      
 
Figura 4: DERECHA: Borde de corte creado en ANCA EDG. Fíjese en el filo agudo.
Figura 5: IZQUIERDA: Radio del borde de corte de las herramientas de ablación con láser. Observe el gran filo redondeado.

La conclusión clave de esta prueba fue que no solo la ANCA EDG con su nuevo generador de erosión ANCA Motion SparX se adapta bien a todos los tipos de PCD y a las diversas industrias asociadas, sino que los procesos de erosión que utilizan electrónica de potencia con alta corriente y alta frecuencia simultáneamente pone a la ANCA EDG en la mira de las tecnologías tradicionales de erosión y láser.
    
 

14 octubre 2021