Qu'est-ce qu'une coupe de fil CNC ?

Au lieu de couper le matériau, l'EDM le fait fondre ou le vaporise, produisant des copeaux relativement petits et fournissant une ligne de coupe très précise. L'acceptation de l'industrie a conduit à une grande variété d'applications EDM car il est très polyvalent, peut couper des métaux durs et utilise un espace de travail relativement petit.

Différences entre la découpe au fil et l'électroérosion conventionnelle

Il existe deux principaux types de machines d'électroérosion :conventionnelles ou à enfonçage, et à fil ou coupées. L'EDM traditionnel, comme décrit ci-dessus, utilise l'outil pour disperser le courant électrique. Cet outil, la cathode, longe la pièce de métal, l'anode, et le courant électrique réagit pour faire fondre ou vaporiser le métal. Sous l'action d'un fluide diélectrique, généralement une huile d'hydrocarbure, dans lequel la cathode et la pièce sont immergées, les copeaux fins produits au cours du processus sont éliminés du composant.

L'EDM à coupe de fil (ou WCEDM) évacue le courant électrifié au moyen d'un fil mince tendu qui agit comme une cathode et est guidé le long du chemin ou de l'espace de coupe souhaité. Le fluide diélectrique dans ce cas - généralement de l'eau déionisée - est passé à travers l'incision pendant sa durée, servant à nouveau à chasser les particules et à contrôler les étincelles. Le fil fin permet des coupes précises, avec des espaces étroits (habituellement ~ 0,015 pouce, avec des coupes plus fines disponibles) et des tolérances possibles de +/- 0,0001 pouce. Cette précision accrue permet de réaliser des coupes tridimensionnelles complexes et produit des poinçons, des matrices et des plaques de dévêtissage de grande précision.

Les équipements d'électroérosion à fil sont des instruments contrôlés par ordinateur (CNC), qui peuvent contrôler le fil sur un axe tridimensionnel pour offrir une plus grande flexibilité. Des coupes droites sont réalisées en modifiant les coordonnées x-y du couteau, et des coupes plus complexes sont obtenues en ajoutant un axe de mouvement aux guide-fils. Des machines et des services d'électroérosion à fil à quatre et cinq axes sont disponibles. Alors que l'EDM conventionnel ne peut pas toujours produire des coins serrés ou des modèles très complexes, la précision accrue de l'EDM à fil permet des modèles et des coupes complexes. De plus, la machine d'électroérosion à fil est capable de couper régulièrement des métaux jusqu'à 0,004 pouce d'épaisseur et plus de 16 pouces d'épaisseur, avec des sections plus épaisses possibles.

Un fil ED à une certaine épaisseur de matériau évaporera simplement le métal, éliminant ainsi toute contamination potentielle. Le fil WCEDM émet des étincelles de tous les côtés, ce qui signifie que la coupe doit être plus épaisse que le fil lui-même. En d'autres termes, puisque le fil est entouré d'un anneau de courant, le chemin de coupe le plus petit et le plus précis possible est le diamètre supplémentaire de l'anneau et du fil; les techniciens peuvent facilement intégrer cette dimension supplémentaire. Les fabricants continuent de produire des fils de plus en plus fins pour permettre des coupes plus petites et une précision encore plus fine.

Applications d'électroérosion à fil

En raison de sa polyvalence, les fabricants utilisent des machines EDM pour une large gamme d'applications. Comme ce processus peut couper de très petites pièces, c'est souvent le choix idéal pour produire de petites pièces très détaillées qui seraient normalement trop délicates pour d'autres options d'usinage. En outre, le processus est rentable pour les conceptions à faible volume et peut s'avérer bénéfique pour le prototypage même si la conception réelle est réalisée différemment.

Veuillez noter que le fil dans le processus est constamment en mouvement et ne peut pas être réutilisé. En conséquence, le cuivre, le laiton ou tout autre fil métallique peut mesurer des kilomètres de long, ce qui augmente le coût du processus. Et bien que le processus n'utilise pas de force et donc ne bavure pas et puisse être utilisé sur des articles délicats, il existe certainement la possibilité d'un stress thermique.

La plupart des opérations d'électroérosion à fil commencent par une coupe grossière avec une vitesse d'alimentation assez élevée et un flux diélectrique élevé. Les passes de dégraissage suivantes nécessitent des coupes plus petites avec un flux diélectrique réduit pour obtenir la tolérance des surfaces finies. Le flux diélectrique réduit évite la distorsion du fil lors de ces transitions.

Les coupes qui ne commencent pas le long du bord de la pièce (telles que les trous) nécessitent un pré-perçage pour permettre le passage du fil. De nombreuses machines d'électroérosion à fil ont à cet effet des électrodes de perçage de petits trous, ce qui permet de faire des trous de départ dans de l'acier trempé sans utiliser de forets conventionnels. Les perceuses pour petits trous utilisent généralement une électrode EDM montée dans un mandrin rotatif avec un diélectrique pompé à travers l'électrode pour rincer le trou. Le processus de réalisation de petits trous dans un matériau durci à l'aide de perceuses EDM autonomes est parfois appelé trou pop-up.

Avantages

Le principal avantage d'une machine EDM à fil par rapport à une machine EDM conventionnelle est que l'alimentation en fil continue minimise l'usure qui se produit avec une électrode stationnaire. Cependant, une machine d'électroérosion à fil peut utiliser beaucoup de fil, ce qui augmente les coûts. De nombreuses machines d'électroérosion à fil sont auto-filetées, donc si le fil se casse, le processus peut continuer presque en continu.

Un autre avantage important est la possibilité de couper des pièces après traitement thermique, ce qui élimine la possibilité de déformation résultant du post-traitement. De plus, étant donné que l'électroérosion à fil n'applique pas de pression sur l'outil sur la pièce, les petites pièces délicates sont facilement usinées. Les exigences de fixation sont minimes par rapport aux méthodes d'usinage conventionnelles. Des surfaces très fines sont possibles.

Restrictions

Comparé à de nombreuses méthodes d'usinage, l'EDM est un processus lent, bien que les vitesses aient augmenté au fil des ans en raison des progrès technologiques. La productivité peut être augmentée en empilant des pièces identiques et en les coupant toutes en même temps. Des machines multi-têtes sont disponibles pour couper plusieurs pièces identiques simultanément. Étant donné que l'électroérosion à fil est un processus thermique, certaines contraintes peuvent être transmises à la pièce.

Bien que relativement simple à réaliser, la maintenance des machines d'électroérosion à fil peut être plus exigeante que celle requise pour les machines-outils conventionnelles. Les consommables peuvent également être plus coûteux. Ces coûts peuvent parfois être atténués par le fait que presque toutes les machines d'électroérosion à fil sont conçues pour fonctionner sans surveillance, sauf pour le chargement et le déchargement. L'absence de bavures sur les pièces finies permet également d'économiser du travail ou du temps en éliminant l'étape d'ébavurage.