El Mecanizado electroquímico preciso (pECM/PECM) es una técnica de la metalurgia avanzada que ofrece una solución para aquellos productos que sean difíciles o imposibles de producir mediante las técnicas convencionales. PECM es útil para procesar prácticamente cualquier metal o aleación.

Véase este vídeo para aprender más sobre la tecnología de pECM y sus ventajas sobre las técnicas de metalurgia convencionales.

 

/// MECANIZADO ELECTROQUÍMICO PRECISO (PECM)

Mecanizado electroquímico preciso, abreviado como PECM o pECM, es una técnica de metalurgia avanzada que permite elaborar productos difíciles o imposibles de diseñar mediante el mecanizado convencional. Es una técnica extremadamente precisa, capaz de mecanizar cualquier pieza electro-conductora, debido a una tecnología basada en la electrólisis (es decir, la transformación química, en particular la descomposición, producida por una corriente eléctrica en un electrolito). Entre el amplio potencial de aplicaciones del material se encuentran incluso las mejores y más duraderas aleaciones metálicas de cualquier dureza, resistencia y propiedad térmica..

Durante el proceso, la pieza metálica es disuelta (mecanizado) localmente mediante electricidad (electro) y química (químico) hasta alcanzar la compleja forma 3D requerida.

The ECM process

Cathode Anode Anode

El cátodo (electrodo) no entra en contacto con el ánodo (la pieza a mecanizar). El producto no será cortado, sino disuelto.

/// EL PROCESO EN DETALLE

Durante el proceso pECM, el metal es disuelto de la pieza a mecanizar con una corriente continua controlada en una celda electrolítica. La pieza a mecanizar sirve como ánodo y está separada de la herramienta, que sirve como cátodo, por un espacio entre ambos (que puede ser tan pequeño como 10 µm). Por lo tanto, la pieza a mecanizar y la herramienta de trabajo no entran en contacto en ningún momento. El electrolito, por norma general compuesto por una solución de agua y sal, se bombea a presión a través del espacio entre los electrodos, eliminando así el metal disuelto de la pieza. A medida que la herramienta electrolítica se desplace hacia la pieza a manipular para mantener un espacio constante, la pieza se mecaniza en la forma complementaria de la herramienta.  

PECM se asemeja a la galvanoplastia en sentido inverso: en lugar de añadir material, pECM lo elimina. La técnica también puede describirse como el opuesto del recubrimiento electroquímico o galvánico, o la deposición. Debido al principio de intersticio del procedimiento, no se ejerza ninguna tensión mecánica o térmica sobre la pieza a mecanizar.

Una característica importante para evaluar la eficiencia de los procesos de mecanizado no-tradicionales, es la velocidad de eliminación de materiales (MRR por sus sílabas en inglés). En pECM, la eliminación del material ocurre debido a la disolución atómica del material a manipular. Además, y a diferencia de las máquinas pECM de generaciones anteriores, la actual técnica pECM se beneficia de una fuente de alimentación pulsante y un eje vibratorio. Este concepto permite incluso el procesamiento de productos con un intersticio mínimo de sólo unos pocos micrómetros, así como la creación de complejas formas internas tanto como externas.

  1. PECM consiste en cuatro ensamblajes: Mecánico, Procesamiento de agua, Control y Alimentación, representados por los siguientes módulos:

  2. Sistema de alimentación de la herramienta
  3. Sistema electrolítico de filtración y suministro
  4. Sistema de control 
  5. Fuente de alimentación
 

 

Gráfico A. Ciclo del proceso PECM: La vía del eje vibratorio mecánico

Schematic of vibration and puls

Es una representación esquemática de la vibración sinusal y de los impulsos eléctricos que disuelven el material. La vibración mecánica, con una carrera de 400 micras, proporciona un ciclo de aclarado tanto como un ciclo de proceso con una frecuencia de pulsación ajustable de 0,5 ms a 5 ms. Además, también se puede llevar a cabo investigación y/o producción, utilizando el más antiguo método CC (con corriente continua). Esto puede ser especialmente beneficioso para aplicaciones en las cuales la velocidad de mecanizado tiene prioridad sobre la precisión.

 

Gráfico B. Ciclo del proceso PECM: La interacción Cátodo - Ánodo

Schematic of an ECM set-up

La representación esquemática arriba sirve para ilustrar el electrodo con eje de vibración (frecuencia ajustable de 20-50 Hz) y la pieza a mecanizar con una forma copiada del electrodo. Se utiliza una solución de proceso (electrolito) como medio conductor y de transferencia de los productos de reacción, estos últimos consisten en iones metálicos, hidróxidos metálicos, óxidos metálicos, gas y calor.

/// VENTAJAS DEL PECM

PECM tiene numerosas ventajas sobre las técnicas de mecanizado convencionales, que se pueden resumir en los siguientes cuatro grupos:

  1. MECANIZADO DE PRECISIÓN
  2. ESTABILIDAD SUPERIOR DEL PROCESO
  3. CAPAZ DE CREAR MICROESTRUCTURAS
  4. MECANIZADO SEGURO DE PIEZAS FRÁGILES & FINAS
  1. LIBERTAD DE DISEÑO
  2. MOLDEA LA FORMA COMPLETA (INCL. OBJETOS 3-D) EN UN SOLO PASO
  3. CREACIÓN DE FORMAS Y CONTORNOS COMPLEJOS
  4. ADECUADO PARA EL MECANIZADO DE LUGARES DE DIFÍCIL ALCANCE
  1. INTEGRIDAD DE LA SUPERFICIE
  2. EXCELENTE ACABADO DE LA SUPERFICIE SIN REBABAS
  3. ESCASO DESGASTE DE LA HERRAMIENTA
  4. SIN TENSIÓN MECÁNICA O TÉRMICA SOBRE LA PIEZA A MECANIZAR
  1. INOVACIÓN DE PROCESOS
  2. EL MATERIAL SERÁ DISUELTO EN LUGAR DE CORTADO
  3. MECANIZADO DE NUEVAS ALEACIONES CON METALES EXÓTICOS
  4. MUY ADECUADOS PARA LA PRODUCCIÓN DE VOLÚMENES GRANDES