elettroerosione

Elettroerosione a filo e a tuffo: differenze e utilizzi

L’elettroerosione è un tipo di lavorazione meccanica avanzata impiegata in tutti quei settori nei quali è richiesto l’utilizzo di componenti con geometrie particolari e tolleranze minime e che devono avere forme complesse e precise. È il caso, per esempio, del settore automobilistico e aerospaziale, ma anche quello dello stampaggio industriale. Esistono sostanzialmente due tipologie di elettroerosione: l’elettroerosione a filo e l’elettroerosione a tuffo. Conosciamo più nel dettaglio queste due tipologie di elettroerosioni e quali sono le principali differenze.

Introduzione all’elettroerosione

Partiamo dal comprendere il funzionamento elettroerosione. L’Electrical Discharge Machining (EDM) è un processo di asportazione di materiale che, a differenza di quanto avviene per esempio nella tornitura, non prevede il contatto diretto tra l’utensile e il pezzo da lavorare. La rimozione del materiale, infatti, viene effettuata tramite delle micro-scariche elettriche tra il pezzo e l’elettrodo.

Per ottenere le scariche elettriche sia il pezzo che l’elettrodo vengono immersi in un particolare liquido (liquido dielettrico) che favorisce la conduzione delle scariche e il raffreddamento del componente. Il principale vantaggio del taglio elettroerosione è che consente la lavorazione anche di tutti quei materiali, come il titanio e gli acciai temprati, che per la loro durezza risulterebbe complicato o impossibile lavorare con gli altri metodi.

Differenze tra le due tipologie di elettroerosione

Elettroerosione a filo

L’elettroerosione filo (Wire EDM) è quel tipo di tecnica che utilizza un filo conduttivo sottile (solitamente in rame o in ottone) come elettrodo per erodere il materiale tramite, appunto, scariche elettriche controllate. Il filo si muove lungo un percorso predefinito consentendo di realizzare i tagli precisi secondo il progetto originario. È una tecnica che si rivela più adatta per lavorare materiali particolarmente duri e resistenti e per eseguire tagli di precisione e lavorazioni su profili complessi.

L’elettroerosione a filo viene impiegata soprattutto per la produzione di stampi e matrici, per la creazione di componenti aerospaziali e medicali, per il taglio di lamiere e componenti metallici e per la realizzazione di ingranaggi di precisione.

Elettroerosione a tuffo

Nell’erosione a tuffo (Sinker EDM), invece, si utilizza un elettrodo sagomato (in rame o grafite) che viene immerso nel liquido dielettrico e avvicinato al pezzo da lavorare. Le scariche elettriche asportano il materiale ma seguendo la forma dell’elettrodo replicandola sul pezzo. Questa tipologia di elettroerosione viene preferita per le lavorazioni tridimensionali complesse e per realizzare fori ciechi e cavità con elevata precisione.

Ha generalmente costi più alti per la necessità di creare elettrodi personalizzati ed è ideale per la realizzazione di componenti con scanalature profonde, stampi per iniezioni plastica e pressofusione e per ottenere punzoni e matrici per le lavorazioni metalliche.

Le macchine per l’elettroerosione

Per la realizzazione di queste tecniche di lavorazione è fondamentale l’utilizzo di macchine per elettroerosione adeguate. Per ciascuna tipologie di elettroerosione esiste una specifica macchina. Le macchine per l’elettroerosione a filo sono dotate di un sistema di guida di precisione e di un serbatoio contenente il liquido dielettrico. Il filo si muove con una precisione micrometrica permettendo di effettuare tagli estremamente complessi senza deformare il pezzo. Nel caso delle macchine per elettroerosione a tuffo, invece, si utilizzano dei mandrini per il posizionamento dell’elettrodo e dei sistemi a controllo numerico (CNC) per la gestione dei movimenti.

L’evoluzione tecnologica del settore sta prevedendo l’adozione di diverse tecnologie avanzate per queste macchine. Da una parte il controllo numerico computerizzato aumenta la precisione e permette di programmare le lavorazioni, dall’altra è importante sottolineare il ruolo dei sensori e dei software di monitoraggio che regolano la potenza delle scariche elettriche per ottimizzare la resa delle lavorazioni e la qualità del pezzo finale. Vi è l’integrazione anche di sistemi automatici che aumentano l’efficienza delle lavorazioni e riducono i tempi di inattività, con enorme vantaggio in termini di produttività.

Vantaggi e limitazioni dell’elettroerosione

Ora che abbiamo compreso più nel dettaglio cos’è l’elettroerosione a filo e a tuffo è utile analizzarne sia i vantaggi che le limitazioni. Rispetto alle lavorazioni meccaniche tradizionali l’elettroerosione è migliore per l’elevata precisione (consente di ottenere tolleranze strettissime), per la minore usura degli utensili (non essendoci contatti con il pezzo da lavorare), per la possibilità di intervenire su materiali molto duri e ottenere geometrie complesse che, altrimenti, con la tornitura o la fresatura sarebbero estremamente difficili.

Allo stesso tempo è importante porre l’attenzione sul fatto che l’elettroerosione richieda tempi di lavorazioni più lunghi, costi maggiori (specialmente per la produzione degli elettrodi nell’elettroerosione a tuffo) e l’utilizzo limitato ai soli materiali conduttivi.

Come abbiamo potuto apprezzare l’elettroerosione è una tecnologia essenziale per la produzione di componenti ad alta precisione. La scelta tra elettroerosione a filo ed elettroerosione a tuffo dipende sostanzialmente dal tipo di lavorazione richiesta. L’elettroerosione a filo è ideale per tagli di precisione, mentre quella a tuffo è perfetta per creare cavità e geometrie tridimensionali complesse.

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