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Filtros para electroerosión:

La Importancia de un Cambio Oportuno Jose Luis Ordóñez Jiménez Periodista Metal Actual.

Insumos con vida útil entre 90 y 180 días.

El sistema de filtración, juega un papel importante debido a que mantienen en óptimas condiciones el medio dieléctrico, por esta razón y debido a la cantidad de partículas que retienen, su vida útil disminuye rápidamente, lo que hace necesario un control efectivo para verificar el momento oportuno de su reemplazarlo.

El proceso de mecanizado por electroerosión, también conocido como EDM, Mecanizado por Descarga Eléctrica, utilizado comúnmente en la producción de troqueles y moldes, ha tenido gran aceptación en el país debido a que permite, –sin importar la dureza del material a mecanizar–, obtener piezas complejas sin ejercer fuerza mecánica sobre ella, con excelente acabado superficial, bajos niveles de ruptura y altos estándares de calidad. Para lograr resultados exitosos en este proceso, componentes como el cabezal en el que se fija el electrodo, la pieza a mecanizar, el líquido dieléctrico, los sistemas tanto electrónicos como de filtrado, deben estar en buen estado, además de contar con personal altamente calificado.

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Cada uno de estos elementos juegan un papel fundamental en el proceso de mecanizado, pero quizá uno de los componentes más importantes es el filtro, encargado de mantener el líquido dieléctrico¹ libre de impurezas, y con el que hay que tener especial atención, puesto que está diseñado para mantener ritmos de trabajos constantes. Por esta razón, y debido a la cantidad de partículas que retienen en medio del proceso, no se recomienda un mantenimiento o limpieza de estos, sino un cambio oportuno y efectivo. Los filtros en los sistemas de electroerosión deben ser sinónimo de calidad, tanto en máquinas de corte por hilo, como en las de penetración, debido a que las partículas contaminantes en el medio dieléctrico, de la zona de trabajo hacia la zona de filtrado, deben ser correctamente filtradas para garantizar la estabilidad del proceso. La industria colombiana cuenta con filtros de producción nacional de alta calidad, a precios competitivos, con una vida útil de 90 días, lo que permite a las empresas, hacer cambios oportunos de los consumibles; además, adquirir filtros de repuesto que se puedan almacenar por tiempos prolongados, en lugares libres de humedad, para cubrir fallas inesperadas en medio del proceso.

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La Importancia de un Buen Filtrado La calidad del filtrado en el proceso de mecanizado por electroerosión, hace que el fluido dieléctrico, permanezca libre de partículas, para que no interfieran en la terminación de la pieza y permitan eficiencia en el proceso, lo que reduce el tiempo de mecanizado en al menos un cinco porciento. Además, un dieléctrico en óptimas condiciones permite que el desgaste del electrodo disminuya, a su vez el arranque de material sea más preciso y eficiente; partículas de carbón

Los filtros nacionales cuentan con gran desempeño, y deben ser remplazados cada tres meses.

y burbujas de gas, provenientes del craking –descomposición del dieléctrico– y las impurezas procedentes de la erosión, disminuyen la calidad del proceso, ya que si no son filtradas adecuadamente pueden llegar a taponar los sistemas que permiten al líquido dieléctrico circular en medio del proceso. Materiales como el tungsteno, aluminio, cobre, grafito y la fundición, son los que más partículas desprenden y más contaminan los filtros. En este proceso, las partículas se presenta en diversas formas y tamaños, según el material utilizado; el acero suele producir partículas grandes, huecas o macizas; el aluminio formas espumosas y grandes; las partículas de cobre suelen aparecer en formas pequeñas; y tanto el grafito como los metales duros, se manifiesta con un polvo fino.

Foto: fijucy.com

Por esta razón, adelantar procesos de electroerosión con estos materiales de manera constante, hace que la vida útil de los filtros disminuya de manera considerable, por lo que se recomienda en este caso, revisar de manera más frecuente el estado de los mismos.

Debido a que los filtros se remplazan con frecuencia, su estructura fue diseñada para que su cambio pudiera ser adelantado por personal con básico conocimiento en sistemas de electroerosión.

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Es de resaltar, que si los sistemas de filtrado fallan y la contaminación del dieléctrico es visible, puede ocasionar la formación de arcos y cortocircuitos, que posiblemente dañen tanto el electrodo como la pieza,

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electrodo

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taponamiento de las válvulas, lo que impide el normal funcionamiento de la máquina, y un daño prematuro, si la máquina se sigue trabajando sin este componente, por lo que se recomienda parar su funcionamiento de manera inmediata.

electrodo

Incremento del GAP, por partículas contaminantes

GAP Gráfica: www.etitudela.com

pieza

pieza

pieza

La separación de la pieza a mecanizar y el electrodo, conocida como GAP, debe mantener su distancia para garantizar un óptimo desempeño del mecanizado. Entre mayor sea la cantidad de partículas en el dieléctrico, mayor será la separación y el acabado perderá calidad.

por lo que se hace necesario eliminar el exceso de gases y partículas, por medio de la circulación del líquido dieléctrico limpio, a través de los filtros.

En la máquina de electroerosión con molibdeno, por ejemplo, la falta de un buen sistema de filtrado hace que el equipo dañe grandes cantidades de hilo, y el acabado en la pieza a mecanizar sea más difícil de lograr. De esta manera, la falta de filtros o la utilización de estos por largos periodos de tiempo, hace que el procedimiento para el montaje de las piezas sea más complejo, lo que disminuye el ritmo de trabajo. Aquí se hace evidente la necesidad de contar con periodos de tiempo controlados para el cambio de filtros, que permitan un procedimiento sin fallas, y un prolongamiento de la vida útil de los sistemas de electroerosión.

En los inicios de la electroerosión por penetración en el país, la industria nacional, debido a los altos costos de los filtros, prolongaba su funcionamiento hasta el doble de tiempo estimado para estos consumibles, o electroerosionaban sin estos, con un medio dieléctrico altamente contaminado, lo que perjudicaba el acabado de las piezas, y el rendimiento de las máquinas. Posteriormente, y gracias al desarrollo de filtros nacionales, este proceso trajo mejores resultados, lo que permitió que esta técnica se desarrollara con gran fuerza en el país. Por su parte, en las máquinas de latón, –equipadas con filtros que retienen partículas de menos de cinco micras– si el filtro presenta fallas o llega a estallar, esto ocasionará que los sedimentos retenidos en el filtro, lleguen a las mangueras, y debido a la complejidad de los sistemas de estas máquinas, ocasionen un

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El medio dieléctrico, a lo lardo del proceso de mecanizado por electroerosión, debe permanecer libre de impurezas, gracias a la acción de filtros en perfecto estado.

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Recomendaciones para los procesos de electroerosión • Si la máquina en operación no tiene el indicador de cambio de filtro, –que para el caso de las máquinas de latón, la mayoría de estas lo incorporan– el operario de turno, debe estar al tanto de los tiempos de remplazo de los filtros, para ejecutar esta tarea en el momento oportuno. • Cuando una máquina de latón presenta falla o falta de filtro, debe detenerse inmediatamente, debido a que si se trabaja sin este consumible, puede ser altamente perjudicial para la máquina. • Es recomendable desarrollar jornadas de trabajo constantes, para que los filtros presenten un rendimiento óptimo. • Una máquina sin uso continuo, hace que el filtro se seque y los sedimentos se endurezcan, por lo que es posible que los sistemas de bombeo se obstruyan, y la presión de los líquidos disminuyan. • Si al terminar la vida útil de un filtro, no se cuenta con los repuestos necesarios, es recomendable no trabajar la máquina con los filtros defectuosos, puesto que si este llega a estallar, perjudicará el funcionamiento de la máquina en general.

Calidad y Durabilidad de los Filtros En Colombia, y según las necesidades de cada cliente, se fabrican estos insumos en rangos de filtrado que oscila entre los 5 y 20 micrones, según el tipo de material a erosionar. Estos filtros son construidos con diferentes tipos de celulosa filtrante o fibra aglutinada, dispuesta de forma ondulada en un cilindro, para poder concentrar el máximo de superficie, además cada uno cuenta con un tubo perforado que permite al líquido filtrado, regresar al proceso y ser reutilizado. Los filtros de manufactura nacional, cumplen con las especificaciones requeridas por las máquinas de electroerosión existentes en el país, y cuestan entre $70.000 y $100.000. Para el especialista en electroerosión, Fabio Arias de EDM Tech, en las electroerosionadoras por penetración y corte con hilo de molibdeno, no existe ningún inconveniente de compatibilidad y rendimiento, al usar filtros nacionales. Por su parte, las empresas que trabajan con hilo de latón, obligatoriamente deben importar estos insumos, debido a que el país no cuenta con la tecnología para su fabricación. La calidad del medio filtrante, está determinada por su micraje, y las capas que este posea, lo que hace a una celulosa de tres capas, –utilizada en Europa– tener un mejor rendimiento que las que poseen una sola. De esta manera, se recomienda a la hora de determinar que filtro utilizar, pedir una orientación directa a las empresas importadoras de maquinaria, las cuales ya han hecho el trabajo de probar el rendimiento de los filtros, con diferentes proveedores y marcas.

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Según Arias, anteriormente los filtros importados de Estados Unidos y Japón, eran considerados los de mejor calidad y duración, con precios muy elevados, que sólo se podían conseguir en algunas empresas colombianas dedicadas a la importación de maquinaria e insumos; pero en los últimos años, han entrado al mercado nacional, filtros chinos, indios y taiwaneses, que ofrecen diferentes capacidades de filtrado, en comparación a los que se importaban anteriormente, pero con gran rotación a nivel nacional.

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El material filtrante varía dependiendo de las especificaciones de cada máquina.

Hoy en día, las empresas que tienen erosionadoras, pueden escoger el filtro según su presupuesto, con distribuidores nacionales, y en Internet vía on-line, en donde los usuarios pueden elegir el filtro que le de un mejor costo/beneficio. Por ejemplo, los filtros suizos cuentan con una gran calidad y mayor durabilidad debido a que el medio filtrante es mejor, por consiguiente tienen un mayor costo, seguido de los fabricados en Japón, de buena calidad y durabilidad, y por último los filtros taiwaneses, con una calidad inferior a los anteriores, pero con precios igualmente competitivos.

Por otra parte, se han desarrollado filtros de larga duración con medios filtrantes de triple capa, con capacidad de retener partículas hasta de dos micrones, utilizados en países como Reino Unido, Francia, Italia, España, Portugal, República Checa, en máquinas de electroerosión por hilo o penetración. Estos filtros se caracterizan por tener un medio de filtración con capacidad de retención de suciedad extremadamente alta, una prolongada vida útil con tecnología de doble fuelle o de macro-pliegues, conexiones roscadas y boquillas de conexión variables, retención de partículas en diferentes fluidos hidráulicos orgánicos y sintéticos, diseñados para soportar altas y bajas presiones de operación. (Ver Cuadro 1) Además de los filtros necesarios para mantener el medio dieléctrico libre de impurezas, las máquinas de electroerosión, cuentan con filtros de aire, que permiten a los sistemas eléctricos ejecutar sus tareas de manera permanente. La función principal de estos filtros es evitar que virutas, polvo, tierra y otros elementos que se encuentran en el ambiente, contaminen los controles internos de las máquinas.

(Cuadro 1) Filtros Para Máquinas de Electroerosión Filtros convencionales con medio filtrante de papel (3 a 5 micras)

Filtro de larga duración con medio filtrante de papel (3 a 5 micras)

Filtros de triple capa con medios filtrantes de (1 a 2 micras)

• Diseñados en diferentes medidas fabricantes de máquinas. • Papel filtrante de una capa. • Con asas reutilizables para todos los filtros, bajo pedido.

• Vida útil más prolongada mediante un área mayor de superficie filtrante en el mismo espacio de instalación. • Mayor superficie de filtración mediante macropliegues o tecnología optimizada de doble fuelle. • Resistentes a la corrosión. • Mejor estabilidad de presión. • Mejor estabilidad del proceso.

• Medios de filtración con alta capacidad de retención de suciedad. • Materiales anti-corrosión. • Fluido dieléctrico limpio desde el principio. • Prolongada vida útil. • Filtros con conexión roscada y boquillas de conexión variables.

Con información de: www.mann-hummel.com

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Estos sistemas cuentan con ventiladores cubiertos por filtros, que tienen un periodo de cambio de seis meses; sin embargo, en comparación a los utilizados para filtrar líquidos, se pueden y deben limpiar cada 15 días, para evitar recalentamientos en el control de estas máquinas, y garantizar un flujo de aire constante para que los sistemas electrónicos funcionen correctamente.

Disposición de los Filtros Foto: www.mann-hummel.com

Dadas las características de las partículas retenidas por los filtros usados para mantener el dieléctrico limpio, se considera a estos residuos peligrosos y como tal, se les debe dar el tratamiento adecuado para minimizar su impacto ambiental y dar cumplimiento a las normas legales existentes en el país.

Estos filtros están especialmente diseñados, para filtraciones finas del fluido dieléctrico en máquinas de electroerosión por hilo.

Dentro de las responsabilidades que tienen los generadores de residuos peligrosos, las cuales están establecidas claramente en el Decreto 4741 de 2005, Capítulo III, –el cual se puede leer en su totalidad en la página www. alcaldiabogota.gov.co– se incluyen entre otras:

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otros costos involucrados en su manejo y disposición final. Los costos de eliminación de este tipo de material varían, lo que depende de las normativas de cada empresa dedicada a esta labor, en la cual se evalúa el costo de la logística para la gestión de la recolección del material a tratar, el proceso seleccionado para su tratamiento y las cantidades entregadas para su tratamiento. En todos los casos, la empresa recolectora proporcionará a los generadores, certificados y actas de recolección, que autentiquen la validez del proceso.

Foto: 2-bp.blogspot.com

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Las empresas dedicadas al mecanizado por electroerosión, deben capacitar a sus operarios, para el manejo de los tiempo de remplazo de los filtros, y el manejo adecuado de estos después de finalizar su vida útil.

• Almacenar y embalar los residuos de manera que no se generen derrames. • Contratar los servicios de transporte, almacenamiento y disposición final del residuo con entidades que estén autorizadas por la autoridad ambiental y se emitan los certificados respectivos. • Capacitar al personal encargado de la gestión y el manejo de los residuos o desechos peligrosos en sus instalaciones, con el fin de divulgar el riesgo que estos residuos representan para la salud y el ambiente, además, brindar el equipo para el manejo de estos y la protección personal necesaria para ello. • El almacenamiento de estos residuos no podrá ser mayor de 12 meses. • La responsabilidad del generador del residuo subsiste hasta tanto el residuo no sea aprovechado o dispuesto definitivamente.

Las compañías generadoras, puede ver el listado de las de las empresas con licencias ambientales autorizadas para el manejo de este material, en la web de la Secretaría Distrital de Ambiente, www.ambientebogota.gov.co. Según Luis Fernando Guerrero, gerente de Lasea Soluciones, empresa autorizada por la Secretaría Distrital de Ambiente, para el manejo de residuos peligrosos, existen varios procesos para el tratamiento de los residuos, como la eliminación por procesos térmicos –incineración, procesamiento en horno cementero, siderúrgica– o el confinamiento en celda de seguridad. La selección del proceso específico para el tratamiento de los filtros, depende de las características de la construcción del mismo, –si este posee componentes metálicos o no–, y el tipo de contaminantes que se encuentra en su interior, para con ello determinar además, las tarifas y

De esta manera, una correcta disposición de los filtros, permitirá que esta industria continúe con su buen camino de desarrollo en el país, de la mano de buenas prácticas en temas productivos y ambientales, con tiempos controlados para la reposición de estos insumos, para evitar pérdidas en los tiempos de producción, y seguir elevando la calidad los trabajos adelantados con la electroerosión.

Citas 1) El fluido dieléctrico minimiza el desgaste del electrodo, regula la velocidad de la remoción del material, y proporciona tanto refrigeración como aislamiento entre la pieza a mecanizar y electrodo.

Fuente • Fabio Arias. Especialista en Electroerosión. EDM Tech. [email protected] • Luis Fernando Guerrero R. Gerente Lasea Soluciones. [email protected] • Silvia Graciela Zapata. Gerente Industrias Zarofil. [email protected] • www.etitudela.com - www.alcaldiabogota. gov.co - www.interempresas.net - www. mann-hummel.com

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