M. M. Uz Zaman Siddiqui, S. Amir Iqbal, A. Zulqarnain, A. Tabassum
Memoria Investigaciones en Ingeniería, núm. 30 (2026)
ISSN 2301-1092 • ISSN (en línea) 2301-1106 – Universidad de Montevideo, Uruguay
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Resumen. - Este estudio de investigación se realizó para la optimización paramétrica del material EN-31 utilizando
un mecanizado no convencional conocido como mecanizado por descarga eléctrica (EDM). El EN-31 es una aleación
de acero que se utiliza generalmente en la industria aeroespacial, la fabricación de piezas de automóviles, la
fabricación de matrices, etc., debido a que posee un alto grado de rigidez con una resistencia a la compresión y a la
abrasión extremadamente buenas. El objetivo principal de este estudio fue analizar el impacto de cuatro factores de
entrada, a saber, tiempo de pulso encendido (Ton), tiempo de pulso apagado (Toff), corriente (LV) y voltaje (HV) en
las cinco respuestas de salida, a saber, tiempo de mecanizado (Tm), MRR, EWR, Ra y radio base (R). En este estudio
se llevó a cabo sistemáticamente un enfoque de diseño de experimentos (DOE) con un diseño factorial completo. Se
prepararon y realizaron ensayos experimentales básicos y luego se analizaron los datos utilizando ANOVA para
identificar los factores de entrada significativos que tienen el mayor impacto en cada respuesta de salida mencionada
anteriormente. Después de la identificación de los factores significativos, los factores de entrada optimizados y las
respuestas de salida se calcularon utilizando ANOVA. Los resultados mostraron que para el tiempo de mecanizado
(Tm), LV y Ton fueron factores significativos con valores optimizados de 50 A y 6,5 µs, respectivamente, lo que resultó
en un Tm de 654,29 segundos. Para la tasa de remoción de material (MRR), Ton fue el factor significativo con un valor
optimizado de 6,5 µs, logrando un MRR máximo de 0,0157 g/min. Para la tasa de desgaste del electrodo (EWR), LV y
Ton fueron significativos con valores optimizados de 30 A y 4 µs, respectivamente, lo que resultó en un EWR mínimo
de 0,07 g/min. La optimización de Ra reveló que la combinación de HV, LV, Ton y Toff fueron significativas, con
configuraciones optimizadas de 50 A, 0,7 V, 4,0 µs y 6,5 µs, respectivamente, lo que produjo un Ra mínimo de 0,018
mm. Para el radio base (R), los factores significativos fueron HV, LV, Ton y Toff, con valores optimizados de 0,6152
V, 50 A, 6,5 µs y 6,5 µs, respectivamente, lo que resultó en un radio base de 1,5 mm.
Palabras clave: EDM; Parámetros; Mecanizado; Procesamiento; Rugosidad; EN-31; Optimización; DOE.
Resumo. - Este estudo investigativo foi conduzido para a otimização paramétrica do material EN-31 utilizando uma
usinagem não convencional conhecida como eletroerosão (EDM). O EN-31 é uma liga de aço geralmente utilizada
nas indústrias aeroespacial, de autopeças, de matrizes, etc., devido à sua alta rigidez, excelente resistência à
compressão e à abrasão. O objetivo principal deste estudo foi analisar o impacto de quatro fatores de entrada, ou seja,
tempo de pulso ligado (Ton), tempo de pulso desligado (Toff), corrente (LV) e tensão (HV), sobre as cinco respostas
de saída, ou seja, tempo de usinagem (Tm), taxa de remoção de material (MRR), taxa de desgaste da ferramenta
(EWR), rugosidade superficial (Ra) e raio da base (R). Neste estudo, foi aplicada uma abordagem de planejamento de
experimentos (DOE) com planejamento fatorial completo. Ensaios experimentais básicos foram preparados e
realizados, e os dados foram analisados por meio de ANOVA para identificar os fatores de entrada significativos que
mais impactam cada resposta de saída mencionada. Após a identificação dos fatores significativos, os fatores de
entrada otimizados e as respostas de saída foram calculados utilizando ANOVA. Os resultados mostraram que, para
o tempo de usinagem (Tm), a tensão de limiar (LV) e a taxa de variação da corrente (Ton) foram fatores significativos,
com valores otimizados de 50 A e 6,5 µs, respectivamente, resultando em um Tm de 654,29 segundos. Para a taxa de
remoção de material (MRR), a Ton foi o fator significativo, com um valor otimizado de 6,5 µs, atingindo uma MRR
máxima de 0,0157 g/min. Para a taxa de desgaste do eletrodo (EWR), a LV e a Ton foram significativas, com valores
otimizados de 30 A e 4 µs, respectivamente, resultando em uma EWR mínima de 0,07 g/min. A otimização da
rugosidade média (Ra) revelou que a combinação de alta tensão (HV), LV, Ton e Toff foi significativa, com
configurações otimizadas de 50 A, 0,7 V, 4,0 µs e 6,5 µs, respectivamente, resultando em uma Ra mínima de 0,018
mm. Para o raio da base (R), os fatores significativos foram HV, LV, Ton e Toff, com valores otimizados de 0,6152 V,
50 A, 6,5 µs e 6,5 µs, respectivamente, resultando em um raio da base de 1,5 mm.
Palavras-chave: EDM; Parâmetros; Usinagem; Processamento; Rugosidade; EN-31; Otimização; CORÇA.