Ler o desenho antes de tocar na máquina

Nenhum programa de electroerosão nasce na máquina: nasce no desenho de fabrico. Interpretá-lo é a primeira aptidão desta UC.

• Projeções ortogonais, cortes e secções mostram a geometria interna e externa da peça.
• A cotagem dá as dimensões nominais e as tolerâncias de cada cota.
• Simbologia de rugosidade (Ra, Rz) e anotações de tratamento térmico condicionam o processo.

Antes de programar, o técnico responde: que geometria, que material, que tolerância, que acabamento?

Documentação de preparação do trabalho

Antes do arranque, o dossier de fabrico reúne quatro documentos:

Sem esta documentação, o operador não sabe o que já foi decidido nem o que ainda tem de verificar.

Tecnologia dos materiais

A electroerosão maquina qualquer material condutor, independentemente da dureza:

• Aços-ferramenta temperados (55-64 HRC): o caso típico de cunhos e cortantes; a electroerosão não sofre com a dureza porque não há corte mecânico.
• Carbonetos sinterizados (metal duro): usados em cortantes de vida longa, maquináveis só por electroerosão ou retificação.
• Ligas condutoras em geral: alumínio, latão, aços inoxidáveis.

A dureza da peça não afeta a velocidade de corte do mesmo modo que na maquinação convencional; o que importa é a condutividade elétrica.

Acabamento superficial: Ra e Rz

O acabamento superficial obtido depende diretamente dos parâmetros tecnológicos usados no corte.

• Ra (rugosidade média): média das distâncias do perfil à linha média. É o valor mais pedido nos desenhos.
• Rz: diferença entre o pico mais alto e o vale mais fundo, mais sensível a um defeito isolado.

Quanto mais fino o acabamento pedido, mais passagens de acabamento (trim cuts) são necessárias.

O que é a electroerosão

A electroerosão (EDM, Electrical Discharge Machining) remove material por descargas elétricas (faíscas) entre um elétrodo e a peça, mergulhados num fluido dielétrico, sem contacto mecânico direto.

• Cada faísca funde e vaporiza uma micropartícula de material.
• O dielétrico isola o elétrodo da peça até à tensão de ignição, e depois arrefece e arrasta os detritos.
• Como não há esforço de corte, maquina qualquer material condutor, por mais duro que seja.

É por isto que a electroerosão fecha o processo de fabrico de cunhos e cortantes, depois da têmpera.

Por fio vs por penetração

A UC trata do corte por fio; a UC02974 trata da penetração. A diferença está no elétrodo:

O corte a fio é o processo natural para os contornos de corte de um cunho ou cortante.

Constituição da máquina

• Bobina de alimentação de fio e bobina de recolha (o fio é sempre novo, nunca reutilizado).
• Guias de fio superior e inferior: posicionam o fio com precisão e alojam os contactos elétricos.
• Tanque de trabalho com água desionizada, onde a peça fica submersa durante o corte.
• Mesa X-Y que posiciona a peça; algumas máquinas têm eixos U-V nas guias superiores para cortes cónicos.
• Gerador de impulsos (a fonte de potência) e CNC de comando.
• Sistema de filtragem e desionização da água, e bombas de lavagem (flushing).

Como funciona o corte

1. O fio desenrola-se continuamente da bobina, passa pelas guias e é recolhido do outro lado.
2. A mesa X-Y desloca a peça seguindo a trajetória programada; o fio "corta" a fenda.
3. O gerador aplica impulsos elétricos entre o fio e a peça, gerando as faíscas de erosão.
4. A água desionizada arrefece, isola e arrasta os detritos (swarf) para fora do corte.
5. Um sistema servo mantém o GAP (distância fio-peça) constante, ajustando a velocidade de avanço.

O fio nunca para de se mover: um fio parado sob tensão rompe-se pelo desgaste local da faísca.

Intensidade e tempos de impulso

Cada descarga é definida por três parâmetros do gerador:

• Intensidade de impulso: a corrente de cada descarga, em amperes; mais intensidade, mais remoção de material, mas pior acabamento.
• Tempo de impulso (Ton): a duração de cada descarga, em microssegundos.
• Tempo de pausa (Toff): o intervalo entre descargas, necessário para desionizar o dielétrico e evacuar os detritos.

Um Toff curto a mais aumenta o risco de curto-circuito e de rutura do fio.

Tensão de descarga e polaridade

• Tensão de descarga: a tensão em vazio antes da faísca "acender"; condiciona a largura do gap que a faísca consegue saltar.
• Polaridade: qual dos dois (fio ou peça) é positivo. No corte de acabamento a fio, o fio é normalmente positivo e a peça negativa.

Os parâmetros de desbaste e de acabamento são sempre diferentes: mais agressivos na 1.ª passagem, mais suaves nas seguintes.

Boas práticas e procedimentos

Um posto de electroerosão organizado reduz erros e acidentes:

• Manter a área limpa e desimpedida, sem obstáculos junto ao tanque de trabalho.
• Arrumar bobinas de fio, ferramentas e instrumentos de medição em local próprio, identificado.
• Verificar o nível e a qualidade da água desionizada antes de arrancar.
• Confirmar que a documentação da peça (desenho, ficha de fabrico, carta de controlo) está disponível no posto.

A organização é uma das atitudes avaliadas: não é um extra, é parte do trabalho.

Estrutura de um programa

Um programa de electroerosão por fio segue a lógica CNC, em blocos numerados:

N10 G92 X0 Y0        ; define a origem (zero-peça)
N20 G01 X10 Y0 F5     ; corte linear até (10,0)
N30 G02 X20 Y10 I0 J10 ; arco horário
N40 M02               ; fim de programa

• Cada bloco (linha) tem um número (N…) e uma ou mais instruções.
• As instruções combinam funções preparatórias (G), funções auxiliares (M) e coordenadas.
• O programa segue sempre a mesma ordem: definir origem, aproximação, contorno, retirada, fim.

Funções preparatórias e auxiliares

Funções G (preparatórias, definem o tipo de movimento):

Funções M (auxiliares): ligar/desligar o fio, ligar/desligar a lavagem, ligar/desligar o gerador de impulsos, fim de programa.

Adequar a função certa à geometria da peça é um critério de desempenho desta UC.

Posicionamentos e trajetórias

Programar é traduzir a geometria do desenho em movimentos:

• Posicionamento: deslocação até um ponto, sem corte (G00).
• Trajetória linear: corte em linha reta entre dois pontos (G01).
• Trajetória circular: corte em arco, definido pelo raio ou pelo centro relativo (I, J) e o sentido (G02/G03).

Um contorno complexo é sempre uma sequência de segmentos lineares e circulares, um bloco a seguir ao outro.

Compensação e validação por simulação

• O programa inclui compensação do raio do fio: a trajetória programada é o contorno da peça, a máquina desloca-a do raio do fio mais o gap de faísca.
• Antes de correr o programa a sério, valida-se por simulação gráfica no ecrã do comando, ou por execução em vazio (sem tensão aplicada).
• A simulação apanha erros de sintaxe, trajetórias cruzadas e colisões antes de gastar fio e material.

Nunca se corre um programa novo direto na peça sem o validar primeiro.

Instrumentos e técnicas de medição

O controlo dimensional acompanha todo o processo, não só o resultado final:

A escolha do instrumento depende da tolerância pedida: nunca usar um paquímetro onde o desenho pede micrómetro.

Aferição dos instrumentos

Antes de medir a peça, afere-se o instrumento:

• Verificar o zero do instrumento com um bloco-padrão ou anel-padrão.
• Confirmar que não há folgas nem desgaste nas superfícies de medição.
• Registar a aferição, quando o instrumento é crítico para o controlo de qualidade.

Um instrumento não aferido invalida qualquer medição feita com ele, por mais rigoroso que o operador seja.

Sistema de fixação do fio e diâmetro

• O fio vem em bobina, com diâmetros típicos entre 0,10 e 0,30 mm, em latão ou fio revestido (zinco/cobre).
• O enfiamento (threading) passa o fio pela guia superior, por um furo de arranque na peça, e pela guia inferior até à bobina de recolha; pode ser manual ou automático.
• A tensão do fio é regulável e crítica: um fio mal tensionado desvia a trajetória e piora o acabamento.
• O diâmetro do fio escolhe-se em função da espessura da peça e da geometria (raios internos apertados pedem fio mais fino).

Líquidos dielétricos

No corte a fio, o dielétrico é água desionizada (resistividade controlada por resinas de troca iónica), diferente do óleo usado na electroerosão por penetração.

• Função tripla: isolar (até à tensão de ignição), arrefecer e arrastar os detritos.
• A condutividade da água é monitorizada e ajustada: água a mais condutora dá descargas instáveis, água a menos condutora reduz a velocidade de corte.
• Filtros e resinas precisam de manutenção regular (Bloco 14).

Água fora de especificação é uma das causas mais comuns de mau acabamento e de rutura de fio.

Sistemas de fixação da peça

A peça tem de ficar rigidamente fixa e acessível ao fio por todos os lados do contorno a cortar:

• Sistemas magnéticos: rápidos, para peças ferrosas de faces planas.
• Mordentes e placas mecânicas: para geometrias irregulares ou peças não magnéticas.
• Apoios e calços: elevam a peça para o fio poder atravessar de lado a lado, dentro do tanque.

A escolha do dispositivo depende da geometria da peça e da acessibilidade que o contorno exige.

Alinhamento interno e externo

• Alinhamento externo: referencia as faces e arestas exteriores da peça, com um comparador apalpando lateralmente.
• Alinhamento interno: referencia um furo ou contorno interno já existente, centrando a peça em relação a esse elemento.
• Em ambos os casos, usa-se um relógio comparador montado na máquina, deslocando os eixos e lendo o desvio.

Um alinhamento mal feito propaga-se a toda a peça: a primeira cota errada desalinha todo o contorno.

Modos de operação e configuração

Preparar a máquina para uma nova peça segue uma sequência fixa:

1. Selecionar o modo de operação (manual, para posicionar e alinhar; automático, para correr o programa).
2. Introduzir os parâmetros tecnológicos de acordo com o material e a espessura.
3. Confirmar o diâmetro e o tipo de fio montado corresponde à ficha de elétrodos.
4. Configurar as passagens previstas: desbaste e uma ou mais de acabamento.
5. Verificar o nível e a filtragem da água antes de arrancar.

Cumprir esta sequência, pela ordem certa, é um critério de desempenho da UC.

Obtenção do zero-peça

O zero-peça é o ponto de origem do programa, do qual partem todas as coordenadas do contorno.

• Por contacto elétrico: o fio desloca-se lentamente até tocar numa face de referência, e o comando regista essa posição.
• Por centragem em furo: o fio apalpa os dois lados de um furo de referência e o comando calcula o centro.
• O zero-peça obtido tem de corresponder exatamente ao ponto de origem usado no desenho e no programa.

Um zero-peça errado desloca toda a peça cortada, mesmo que o programa esteja perfeito.

Comunicação entre computador e máquina

• O programa é escrito ou gerado em software CAM no computador, e transferido para o CNC da máquina.
• A transferência pode ser por cabo/rede, pen USB ou protocolo DNC, conforme a máquina.
• Antes de correr, confirma-se que o programa recebido é o correto (nome, versão, data).

Um programa antigo transferido por engano corta a peça errada, mesmo com tudo o resto certo.

Arranque e aquecimento da máquina

Antes do corte, a máquina precisa de arrancar e aquecer:

• Ligar a bomba de circulação da água e confirmar o fluxo de lavagem nas guias.
• Verificar a tensão do fio e o enfiamento correto.
• Deixar o sistema estabilizar (temperatura e condutividade da água) antes de iniciar o corte de precisão.
• Confirmar, num corte de teste curto, que os parâmetros produzem faíscas estáveis.

Arrancar a frio, sem esta verificação, é a causa mais comum de rutura de fio nos primeiros minutos.

Parâmetros GAP e compensação do desgaste do elétrodo

• O GAP é a distância entre o fio e a peça, mantida constante por controlo servo durante todo o corte.
• Um GAP a mais reduz a velocidade e pode extinguir a faísca; um GAP a menos aumenta o risco de curto-circuito.
• O fio funciona como elétrodo consumível: o seu diâmetro real, mais o GAP de faísca, tem de ser compensado na trajetória, para a cota final da peça corresponder à cota do desenho.
• Este ajuste faz-se em função da cota controlada: mede-se a peça e afina-se a compensação até a cota bater certo.

Controlo do processo em curso

Durante o corte, o operador monitoriza:

• Corrente e tensão no ecrã do comando, à procura de instabilidades.
• Velocidade de corte real contra a prevista; uma queda brusca aponta para mau flushing ou detritos acumulados.
• Estado do fio: consumo da bobina, tensão mantida, sem sinais de rutura iminente.
• As tolerâncias e o acabamento obtidos nas primeiras peças de uma série, ajustando parâmetros se necessário.

Controlar o processo em curso é o que separa uma peça dentro da tolerância de uma peça de refugo.

Manutenção da máquina

A manutenção preventiva garante que a precisão da máquina se mantém ao longo do tempo:

• Filtros e resinas de troca iónica: substituir conforme a condutividade da água sobe acima do previsto.
• Guias de fio: verificar o desgaste (normalmente em diamante ou safira), causa direta de perda de precisão.
• Tanque de trabalho: limpar dos detritos e lamas acumuladas.
• Tensão do fio e alinhamento das guias: verificação periódica.

Uma máquina bem mantida corta com a mesma precisão no primeiro e no último dia do mês.

Riscos e equipamentos de proteção individual

A electroerosão tem riscos próprios, diferentes da maquinação convencional:

• Risco elétrico: os impulsos do gerador trabalham a tensões que exigem respeito pelas instruções da máquina.
• Água e produtos químicos: contacto prolongado, e resinas/filtros a substituir com cuidado.
• Ergonomia: posturas prolongadas junto ao tanque de trabalho.

EPI obrigatório: luvas adequadas ao manuseio de água e fio, óculos de proteção, calçado de segurança. Nunca operar sem eles.

Normas de segurança, saúde no trabalho e proteção ambiental

• Cumprir os planos e normas de segurança e saúde no trabalho da empresa e do equipamento.
• Gestão de resíduos: água usada, resinas e filtros gastos, e detritos metálicos do corte seguem circuitos próprios, nunca o esgoto comum.
• Prevenção de acidentes: procedimentos de emergência, paragem de emergência acessível, formação atualizada.
• A proteção ambiental é uma responsabilidade do operador, não só da gestão da empresa.

Respeitar estas normas é uma atitude avaliada em todas as UCs do curso, não só nesta.