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Les complexités du broyage électrochimique

Qu'est-ce qui en fait une méthode de broyage si spécialisée et si rare ?

L'un des principes sous-jacents du meulage électrochimique est qu'il s'agit d'une version du meulage de surface et pourtant d'une catégorie à part entière. Cela est dû à certaines réalités inhérentes au processus électrochimique.

En fait, l'un des paradoxes du meulage électrochimique est qu'il s'agit d'une façon terrible de faire du meulage de surface traditionnel !

Alors, pourquoi quelqu'un utilise-t-il la méthode électrochimique? Et qu'est-ce qui en fait un créneau si intéressant ?

Enlever des matériaux avec des actions électrochimiques et abrasives

On pourrait dire que le processus de meulage électrochimique est une combinaison de meulage de surface et de chimie. Le processus "broie" le métal en utilisant à la fois l'activité électrolytique et l'action physique d'une meule chargée.

En effet, la méthode électrochimique combine une action abrasive légère avec une dissolution anodique du matériau en présence d'un fluide conducteur. En effet, le métal est décomposé par un courant continu circulant entre une meule chargée négativement (cathode) et la pièce chargée positivement (anode).

Contrairement à de nombreuses méthodes de meulage traditionnelles, le meulage électrochimique fonctionne sur une large gamme de métaux, quelle que soit la dureté ou la résistance du matériau. Cependant, il faut que le métal mis à la terre soit conducteur et électrochimiquement réactif.

Variables dans la "recette" de broyage électrochimique

Chaque type de métal que vous voudrez peut-être broyer a ses propres exigences spécifiques en matière de chimie et de conductivité. La précision du processus de broyage électrochimique dépend de la bonne recette.

Cela implique de trouver le bon équilibre entre quatre variables clés :

Comparaison avec d'autres méthodes

Comme avec la méthode de découpe électrochimique (ECC) parfois utilisée pour la coupure à 2 axes, avec le meulage électrochimique, il existe un rapport à contrôler et à manipuler entre le matériau qui est réellement éliminé par abrasion et l'érosion de la réaction électrochimique.

Cela signifie que le processus n'est pas affecté par des problèmes tels que le chargement des roues ou le vitrage. De plus, la meule a une durée de vie plus longue - jusqu'à 50 fois plus longue - et les besoins de dressage et de dressage sont moins fréquents qu'avec les méthodes de meulage abrasives traditionnelles.

Le processus de broyage électrochimique ressemble quelque peu au broyage par fluage, en ce sens que les deux alimentent le matériau plus lentement que le broyage de surface conventionnel. Cependant, alors que l'alimentation par fluage peut être utilisée pour améliorer la finition de surface, cette méthode a été conçue principalement pour enlever de grandes quantités de matériau en un seul passage.

Contrairement au meulage mécanique traditionnel, le meulage électrochimique produit peu ou pas de chaleur ou de stress pouvant déformer les composants délicats et durcir ou endommager le métal à meuler. La méthode est également généralement plus efficace et plus rentable que les processus non traditionnels tels que l'usinage par électroérosion (EDM) par fil et par enfonçage.

Mais comme nous l'avons dit plus haut, le meulage électrochimique est avant tout un processus érosif, qui décompose la pièce. De plus, le matériau retiré est laissé dans la solution conductrice. Par conséquent, le fluide doit être changé fréquemment pour maintenir la chimie et la conductivité appropriées.

Le meulage électrochimique peut atteindre une finition de surface de 16 micropouces Ra. Cependant, le processus donne une finition mate plutôt que la finition hautement polie du meulage abrasif. C'est parce qu'il n'y a pas de maculage du métal comme c'est le cas dans le meulage conventionnel.

Cela peut être un avantage ou un inconvénient, selon l'application. Par exemple, dans le scellement verre-métal, le maculage est une caractéristique souhaitable - en fait, c'est tout l'intérêt. Ainsi, le broyage électrochimique ne serait jamais utilisé pour cette application.

Utilisations pour le processus de broyage électrochimique

Si la pièce peut être déplacée, le meulage électrochimique peut être utilisé pour obtenir différentes surfaces planes. Par exemple, pour l'industrie des dispositifs médicaux, le processus est utilisé pour créer des produits tels que :

Cependant, le processus nécessite beaucoup de montage ainsi que la recette appropriée pour la chimie de chaque métal et sa conductivité spécifique. Cela ajoute du temps (et du coût) au processus.

La rapidité avec laquelle le processus est terminé dépend également du diamètre de la pièce et de l'épaisseur de la paroi, ainsi que de facteurs tels que la complexité de la configuration finale et le degré d'arrondi des bords.

De plus, il y a un autre paradoxe si vous essayez de faire quelque chose de tranchant, que ce soit un coin, avec un rayon minimal ou nul, ou une véritable lame de coupe. Et c'est, en vertu de ses propriétés chimiques et physiques, tout processus d'usinage électrochimique supprime toute pointe pointue sur le métal.

La combinaison de l'électricité qui y est attirée et de la chimie agissant sur le diamètre le plus fin arrondira littéralement tout angle aigu à la pointe finale du métal.

La solution de contournement intéressante dans le processus de meulage électrochimique consiste à créer une légère bavure, puis à électropolir la bavure, en laissant une pointe aussi nette que possible. Cette étape doit être effectuée en tant que processus secondaire afin de ne pas supprimer la fonction d'angle aigu.

La complexité augmente

Maintenant, nous voyons que le processus de meulage électrochimique est vraiment une combinaison de trois choses :le meulage de surface et la chimie et la fixation. Et les trois sont inévitablement liés.

Il n'y a aucune raison valable d'utiliser une rectifieuse électrochimique pour son seul aspect de rectification plane. Par exemple, vous ne l'utiliseriez jamais pour obtenir une finition de surface et un parallélisme sur un bloc de métal, car le processus électrochimique éroderait essentiellement le bloc.

La seule raison pour laquelle vous feriez cela est probablement parce que vous pourriez enlever plus de matière en utilisant l'action électrochimique comme accélérateur. Cependant, pour diverses raisons, la rectification par fluage serait un moyen beaucoup plus économique d'obtenir le même effet.

En effet, l'un des inconvénients du broyage électrochimique est sa complexité même. Il devient alors très compliqué de réunir l'ensemble de ses exigences :

De plus, le processus n'est pas hautement automatisé, il n'est donc pas très efficace. Par exemple, il faut généralement plusieurs opérateurs ou, peut-être de nos jours, des robots pour charger et décharger les cartouches afin de faire avancer le processus.

Cependant, l'un des avantages de la rectification électrochimique est que si vous pouvez manipuler une pièce à l'aide d'une fixation mobile et automatisée sur le lit de la rectifieuse plane, vous pouvez alors faire des choses intéressantes.

Et les résultats sont vraiment uniques au meulage électrochimique.

Quel est votre meilleur choix ?

Le processus de meulage électrochimique est une méthode hautement spécialisée, occupant une très petite niche dans l'usinage. En fait, le procédé est pratiqué par très peu d'entreprises et a des applications limitées.

Cependant, votre partenaire de fabrication peut travailler avec vous pour vous aider à déterminer quelle méthode (qu'il s'agisse d'un processus électrochimique ou d'un autre processus) est le meilleur choix pour votre application de meulage de précision.


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