Exploración del proceso de electropulido como acabado final aplicado a superficies maquinadas en moldes para inyección o soplado

Abstract

Este estudio investiga el proceso de electropulido como acabado final, posterior al fresado de superficies de la aleación de aluminio 7075-T651. La metodología empleada consistió en desarrollar el diseño CAD/CAM de probetas cuya rugosidad superficial fuese lo más regular posible para contrastar los acabados de los procesos de fresado y electropulido. En primera instancia se diseñó un montaje SMED para facilitar el fresado de las probetas y garantizar una variación mínima en la rugosidad obtenida. Luego, se estructuró un proceso experimental para generar el acabado final mediante pulido electrolítico empleando un electrolito con base de ácido fosfórico y utilizando equipo analógico de electropulido para metalografía, con celda específica. En este proceso se varió el tiempo de exposición y el voltaje aplicado para evaluar la influencia de cada parámetro en el acabado obtenido. La rugosidad superficial obtenida por los procesos de fresado y electropulido en las probetas fue contrastada mediante microscopio de variación focal. Los resultados revelaron que el proceso de electropulido empeoró las propiedades de rugosidad superficial de las probetas en la mayoría de los casos (combinación de variables tiempo y voltaje; siete de nueve), a excepción de dos. Los factores electroquímicos, como la concentración de ácido en el electrolito, la temperatura, y la agitación del electrolito, afectaron la calidad de la superficie electropulida. Además, la geometría de la celda de electropulido desempeñó un papel definitorio, así como la agitación del electrolito y la evacuación de burbujas de gas. A través de los resultados obtenidos, se identificaron datos que se desviaban significativamente del resto, lo que requirió del análisis estadístico para descartar los valores atípicos. Es importante destacar que el electropulido no se utiliza para eliminar grandes cantidades de material ni cambiar significativamente la geometría de la pieza. Su objetivo principal es mejorar la calidad del acabado superficial.

This study investigates the electropolishing process as a finishing step after milling surfaces of aluminum alloy 7075-T651. The methodology involved designing CAD/CAM specimens with the goal of achieving as regular a surface roughness as possible to contrast the milling and electropolishing processes finish. Initially, a SMED setup was designed to facilitate milling of the specimens and ensure minimal variation in the roughness obtained. Subsequently, an experimental process was structured to achieve the final finish through electropolishing, using an electrolyte based on phosphoric acid and employing specific metallographic electropolishing equipment. In this process, the exposure time and applied voltage were varied to assess the influence of each parameter on the obtained finish. The obtained surface roughness from both, milling and electropolishing processes, was compared using a focal variation microscope. The results revealed that the electropolishing process worsened the surface roughness properties of the test specimens in most cases (combination of time and voltage variables; seven out of nine), except for two. Electrochemical factors, such as acid concentration in the electrolyte, temperature, and electrolyte agitation, affected the quality of the electropolished surface. Additionally, the geometry of the electropolishing cell played a defining role, as well as the electrolyte agitation and the gas bubbles evacuation. Through the obtained results, data significantly deviating from the rest were identified, requiring statistical analysis to discard outlier values. It is important to note that electropolishing is not used to remove large amounts of material or significantly alter the geometry of the piece. Its primary objective is to improve the quality of the surface finish.