Au-delà de la CNC :qu'est-ce que l'usinage par électroérosion ?

De nombreuses aubes de turbine, stents et pièces de finition de miroirs optiques d'aujourd'hui sont fabriqués à l'aide de procédés EDM. Voici ce que vous devez savoir sur le zapping de vos matériaux sans leur forme brute.

C'est électrique. C'est fascinant. Et cela a un impact réel sur la fabrication. Zion Market Research évalue l'industrie de l'électroérosion à environ 4,6 milliards de dollars en 2017 et prévoit qu'elle atteindra près de 8 milliards de dollars d'ici 2024.

Un nombre croissant d'ateliers de tournage et de fraisage CNC utilisent l'EDM pour créer des caractéristiques de pièces qui seraient autrement impossibles à usiner. Ces composants se trouvent principalement dans les industries aérospatiale et médicale. L'industrie automobile d'aujourd'hui n'utilise généralement pas l'EDM, sauf dans certaines applications d'outillage.

L'EDM signifie l'adoption de nouvelles pratiques d'usinage. Ce ne sont pas des machines CNC "traditionnelles". Il y a des électrodes en graphite et en cuivre à comprendre et à gérer, un besoin pour le bon maintien du travail et un logiciel spécifique à l'application.

Rien de tout cela n'est particulièrement difficile à faire, mais comme toute nouvelle technologie, cela nécessite un investissement initial ainsi qu'un esprit ouvert. La bonne nouvelle pour les job shops est que l'EDM ouvre des portes qui pourraient autrement rester fermées.

Qu'est-ce que L'usinage par décharge électrique et comment ça marche ?

L'usinage par décharge électrique utilise de l'énergie électrique pour "éroder" le matériau de la pièce. Il génère une série d'étincelles à haute fréquence entre une pièce électriquement conductrice et une électrode en cuivre, laiton, graphite ou tungstène, et des alliages de chacun d'eux.

Lorsque l'étincelle saute de l'électrode à la pièce, elle emporte des morceaux de matériau microscopiques qui sont ensuite chassés par un fluide diélectrique. Le fluide est généralement de l'eau déminéralisée ou une huile non conductrice spécialisée. Des finitions extrêmement fines sont possibles, ainsi que des précisions mieux mesurées en microns.

Il existe trois types distincts d'EDM :l'EDM à fil, également appelé « WEDM », les forets EDM et l'EDM conventionnel ou « à enfonçage ». Ils reposent tous sur le même principe d'érosion à haute énergie et sont tous disponibles avec jusqu'à cinq axes de mouvement, mais vous pouvez obtenir plus d'axes avec un accessoire rotatif.

Tous trois sont capables de tout usiner, de l'aluminium au carbure, à condition que le matériau soit conducteur. Une différence clé, cependant, est l'électrode, qui peut être considérée comme un outil de coupe.

Qu'est-ce que l'électroérosion à fil ?

WEDM utilise une bobine de fil en alliage de cuivre ou de laiton qui est alimentée en continu à travers la pièce. Considérez-le comme une scie à ruban très précise.

Les diamètres de fil typiques vont de 0,004 pouce à 0,012 pouce, bien que des fils allant jusqu'à 0,0006 pouce soient disponibles. WEDM est largement utilisé dans l'industrie des outils et des matrices, et pour couper de petites fentes et des caractéristiques difficiles similaires dans les composants médicaux.

Pour aller plus loin, regardez cette vidéo. Source :ReliableEDM

Qu'est-ce que le perçage de trous EDM ?

Le forage de trous EDM, ou "hole poppers", repose sur une électrode tubulaire avec un fluide diélectrique traversant son centre et revenant comme un foret alimenté par un liquide de refroidissement.

Comme le souligne Evan Syverson, directeur commercial des additifs et HSM chez Sodick Inc., les perceuses EDM sont la principale méthode pour produire des trous de diffuseur dans les détails des aubes et des aubes de moteur à réaction.

Pour aller plus loin, regardez cette vidéo. Source :Précision EDM

Qu'est-ce que l'électroérosion par enfonçage ?

Les électrodes utilisées avec l'EDM à enfonçage (généralement en graphite ou en cuivre) sont souvent usinées dans un miroir ou une image inversée de la forme de la pièce, bien que des formes rondes, carrées et autres soient également utilisées. Comme pour le perçage de trous EDM, l'électrode peut être amenée à tourner, orbiter ou plonger dans et hors de la pièce, augmentant les taux d'enlèvement de métal tout en générant une variété de géométries uniques.

Quelle que soit la technologie, des experts tels qu'Eric Ostini, chef de produit EDM pour GF Machining Solutions, et ses pairs soulignent rapidement les trois choses les plus importantes concernant l'EDM :le rinçage, le rinçage et le rinçage. En effet, sans rinçage efficace, un court-circuit se produit, suivi d'une baisse de productivité, d'une mauvaise qualité des pièces et éventuellement d'un endommagement de l'électrode.

Pour aller plus loin, regardez cette vidéo. Source :Outillage U-PME

Quand l'EDM est-il nécessaire ?

Où pouvez-vous utiliser l'EDM dans votre boutique ? Brian Pfluger, responsable de la gamme de produits EDM pour Makino Inc., déclare que les matériaux des pièces deviennent plus difficiles à usiner par des moyens conventionnels, le processus EDM devient plus attrayant et productif. Les exemples incluent l'augmentation des rapports longueur/diamètre et partout où des outils de coupe extrêmement petits sont nécessaires.

L'EDM offre certains avantages par rapport au fraisage et au tournage. Étant donné que l'EDM est un processus sans contact, il est possible d'usiner des pièces extrêmement petites, à parois minces, en nid d'abeille ou hautes sans se soucier de la déviation.

Il n'y a pas de bavures avec EDM. Des angles internes vifs avec des rayons jusqu'à 0,001 pouce sont possibles. Les matériaux coûteux tels que l'or ou le platine peuvent être usinés sans pratiquement aucune perte de matière dans les copeaux. Et tenir quelques "dixièmes" est relativement facile avec l'EDM, même dans les alliages à haute teneur en nickel, tels que Rene 41 et L-605, où il n'y a pas lieu de s'inquiéter de l'usure rapide de l'outil.

Les fabricants de l'aérospatiale utilisent l'EDM pour produire les trous façonnés dans les aubes de turbine. Les entreprises médicales l'utilisent pour découper des stents, couper des clips et usiner les dents sur de minuscules pinces crocodiles. Les fabricants d'engrenages l'utilisent pour produire des pignons uniques. Les fabricants de composants optiques en font des finitions miroir.

La liste continue.

Quel type d'outillage utilisez-vous avec l'EDM ?

Malgré ses capacités étendues, l'EDM n'est pas plus difficile à utiliser que n'importe quelle autre machine CNC. Les machines EDM ont les mêmes axes X, Y et Z. De nombreux systèmes EDM ont des commandes conversationnelles similaires aux tours et centres d'usinage, tandis que d'autres prennent en charge l'utilisation du code G, des cycles pré-programmés et des logiciels de programmation hors ligne.

Les étaux et les pinces utilisés pour saisir les pièces sont également similaires à ce qui est utilisé partout ailleurs dans l'atelier, mais ils sont généralement fabriqués en acier inoxydable de la série 400 plutôt qu'en acier à outils et en fonte.

Les processus d'usinage EDM sont toutefois très différents, l'accent étant mis sur le rinçage, les stratégies d'orbite, la rétention des limaces et le nombre de passes d'écrémage. Mais ce n'est rien qu'un machiniste qualifié ne puisse pas comprendre rapidement.

 Avez-vous travaillé avec EDM ? C'est difficile? Dire la vérité dans le forum métallurgie . [inscription requise]