L'électroérosion par enfonçage, l'électroérosion à fil et l'électroérosion par perçage sont trois types courants de machines d'électroérosion. La distance entre deux lieux peut être déterminée par mesure électronique de distance (EDM) en observant les déphasages des ondes électromagnétiques lorsqu'elles se propagent le long d'une ligne droite. L'usinage par électroérosion (EDM) utilise l'énergie thermique plutôt que la force mécanique pour extraire la matière d'une pièce. Les étincelles électriques sont produites à des températures comprises entre 8 000 °C et 12 000 °C environ. Ce procédé est également appelé usinage par électroérosion. Lorsque les méthodes d'usinage conventionnelles, telles que le fraisage et le tournage, ne permettent pas d'obtenir le résultat souhaité pour la réalisation d'un angle intérieur particulièrement aigu ou d'une cavité profonde, les ingénieurs ont souvent recours à l'électroérosion.
Explorez les différents types d'usinage par électroérosion et leurs avantages en explorant l'usinage par électroérosion.
L'usinage par électroérosion est la méthode de prédilection pour réaliser des cavités complexes dans des pièces. La méthode la plus performante est l'électroérosion par enfonçage, également appelée électroérosion par enfonçage, électroérosion conventionnelle, électroérosion volumétrique ou électroérosion de perçage. C'est également ainsi que les machines à commande numérique (CNC) traitent le problème des angles vifs internes. Une étincelle électrique est créée entre une électrode en graphite ou en cuivre et la pièce à usiner grâce à un fluide diélectrique. On commence par fabriquer une électrode de forme inversée correspondant à la cavité souhaitée. La matrice est ensuite réalisée à partir de cette électrode. Des fluides diélectriques, comme de l'huile, sont utilisés pour créer une tension entre la matrice et l'objet conducteur. L'étincelle jaillit de l'éclateur lorsque la matrice se rapproche progressivement de la pièce, provoquant un claquage électrique. La matière de la pièce se vaporise et fond, et les particules expulsées sont ensuite entraînées par le fluide diélectrique. Dans de nombreux cas, une infime partie de l'électrode est érodée. La forme souhaitée est créée et découpée avec précision dans la pièce à usiner grâce à une séquence d'étincelles à haute fréquence qui enlèvent de minuscules quantités de matière à la fois. Ci-dessous figure une illustration de la méthode d'usinage par électroérosion (EDM) pour l'enfonçage de matrices : Tout est strictement contrôlé grâce à un usinage de précision, qu'il s'agisse des serveurs, de l'alimentation électrique ou du positionnement des électrodes.
La machine d'électroérosion à fil, également appelée érosion par fil, est couramment utilisée pour fabriquer des filières d'extrusion. En d'autres termes, elle fonctionne de la même manière que l'usinage par enfonçage. Dans ce cas, la filière est remplacée par un fin fil conducteur électrique faisant office d'électrode. Les machines génèrent une surface plane sur un objet autrement tridimensionnel, un peu comme un coupe-fromage serait utilisé pour créer une surface plane sur du fromage. La distance du fil est généralement comprise entre 0,05 mm et 0,35 mm. Afin d'éviter que le fil ne brûle et d'assurer une coupe précise, une nouvelle bobine de fil est automatiquement alimentée dans la machine à intervalles réguliers pendant l'opération d'usinage. Cette méthode permet de réaliser des incisions d'une grande précision. Notez toutefois que l'électroérosion à fil seule ne permet pas d'obtenir des angles droits parfaits, notamment pour les angles rentrants aigus. Selon le diamètre du fil, le rayon de courbure produit par le fil et l'écartement des électrodes sera compris entre 0,13 mm et 0,15 mm. De petits équerres en forme d'os peuvent être utilisées pour créer des angles intérieurs droits si cela ne suffit pas pour votre projet. Pour en savoir plus sur les meilleures pratiques d'usinage des angles internes nets, consultez notre guide sur l'usinage des angles droits. Dans certains cas, il est préférable de commencer une découpe au centre d'une pièce plutôt qu'en bordure. Par exemple, le centre d'une filière d'extrusion doit être usiné pour épouser une forme complexe. Dans ce cas, l'usinage par électroérosion à fil nécessite un petit trou, qui peut être percé par électroérosion à perçage.
Pour percer des trous, on utilise l'usinage par électroérosion (EDM). Contrairement aux méthodes de perçage plus classiques, cette technique permet de réaliser des trous minuscules et profonds avec une précision extrême, sans ébavurage ultérieur. Cette technique repose sur les mêmes principes fondamentaux que l'usinage par électroérosion (EDM) par enfonçage. Lorsqu'une électrode cylindrique pulsée effectue une découpe profonde dans le matériau, un fluide diélectrique est injecté dans la zone de coupe. Cette méthode permet de concevoir des canaux de refroidissement très complexes à l'intérieur des pales, ce qui la rend essentielle pour le développement des turbines à haute température.
1. Flexibilité de conception L'usinage par électroérosion (EDM) présente l'avantage majeur de permettre la réalisation de formes et de profondeurs inaccessibles aux technologies d'usinage conventionnelles. Cette technique inclut notamment les contre-dépouilles et les angles internes parfaitement droits (90°). De plus, elle ne produit aucune bavure. Pour en savoir plus sur les possibilités offertes par l'usinage CNC et l'électroérosion, consultez nos normes de conception pour l'usinage. 2. Le processus d'usinage n'a présenté aucune déformation. Contrairement à l'usinage conventionnel, l'outil est toujours maintenu à une distance de sécurité de la pièce à usiner. Aucune force ne s'exerçant sur la pièce, celle-ci ne se déforme pas. Il est ainsi possible d'usiner des détails d'une grande précision sans risque de fissuration. De plus, l'absence de distorsion permet d'atteindre des tolérances aussi faibles que +/- 0,012 mm. 3. Qualité de surface exceptionnelle. Les méthodes d'usinage obsolètes, comme le fraisage, laissent des marques sur la pièce. En effet, l'électroérosion ne présente pas de direction intrinsèque pour l'état de surface. Il est possible d'obtenir un aspect miroir sans traitement supplémentaire. Cependant, de légères irrégularités de texture, semblables à un microbillage, peuvent subsister après un traitement rapide par électroérosion. Pour une analyse plus approfondie de la rugosité de surface idéale pour votre usinage CNC, veuillez consulter notre guide sur le sujet. 4. Précision. La grande précision de l'électroérosion en fait une technique idéale pour la création de prototypes et de petites pièces. Cette méthode est, par exemple, largement utilisée dans l'industrie automobile, où des composants de moteur de taille minuscule doivent être fabriqués avec une extrême précision. 5. La dureté du matériau n'a aucun effet. L'usinage par électroérosion (EDM) se distingue par sa capacité à découper n'importe quel matériau, pourvu qu'il soit conducteur. De ce fait, des matériaux abrasifs comme l'Inconel et le carbure de tungstène peuvent être usinés.
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