Découpe au jet d'eau vs découpe EDM

Jet d'eau contre EDM

Si l'on compare l'industrie manufacturière d'il y a un siècle au marché d'aujourd'hui, les changements seraient tout simplement surprenants.

Auparavant, il n'y avait qu'une ou deux technologies pour couper et traiter les matériaux. Le principal facteur qui a déterminé la qualité du produit final était la compétence de la main-d'œuvre.

Aujourd'hui, il existe de nombreuses technologies de coupe innovantes et d'autres méthodes de coupe disponibles. Choisir le parfait peut être un défi.

La découpe au jet d'eau et la découpe EDM sont deux des méthodes de découpe les plus courantes.

Examinons la découpe au jet d'eau par rapport à la découpe EDM et comment elles surpassent les autres méthodes de découpe. Sur la base des informations fournies ici, vous pouvez finaliser la méthode de découpe à utiliser pour votre entreprise.

Quelle est la différence entre la découpe au jet d'eau et la découpe EDM ?

Bien que la technologie du jet d'eau et l'EDM soient utilisées pour le processus de découpe, leur fonctionnement et leurs principes de base sont très différents. Comprenons l'aperçu de base de ces deux méthodes de coupe.

Découpe au jet d'eau

Une machine de découpe au jet d'eau accomplit l'action de découpe en lançant un jet d'eau à grande vitesse à l'endroit de la découpe prévue. Le jet d'eau à grande vitesse produit l'action de coupe, même pour les matériaux très épais.

Lors de l'utilisation d'une machine à jet d'eau pour créer des coupes à grande vitesse dans des matériaux minces, une buse spéciale ou une tête de coupe avec des épaisseurs minimales peut être fixée à la machine à jet d'eau. L'eau qui en résulte sort à une vitesse qui peut être trois fois la vitesse du son.

Découpe EDM

EDM (également connu sous le nom d'EDM à fil) signifie Wire Electrical Discharge Machining. Dans la coupe EDM, le matériau coupé se désintègre lorsqu'un fil de coupe chargé électriquement traverse l'objet à couper. La technique est utilisée pour couper des matériaux conducteurs.

La science derrière la découpe Wire EDM est beaucoup plus complexe que la découpe au jet d'eau. Il utilise une électrode pour produire une étincelle électrique. L'électrode et la pièce (la pièce est le métal qui doit être coupé) sont immergées dans un milieu diélectrique liquide.

Lors de la coupe, les fragments métalliques (particules érodées) des matériaux coupés se détachent du reste de la pièce et se dirigent vers l'électrode à travers le milieu diélectrique.

Découpe au jet d'eau vs découpe EDM - Quelle est la technologie supérieure ?

Le choix de la technologie supérieure entre la technologie au jet d'eau et la découpe par électroérosion à fil nécessite une analyse minutieuse des facteurs importants qui comptent dans la découpe des matériaux. Passons en revue ces facteurs :

Coût initial

• Une machine de découpe par électroérosion à fil pour 90 % des applications coûte entre 100 000 $ et 150 000 $.
• Attendez-vous à payer entre 40 000 $ et 250 000 $ pour une machine à jet d'eau, selon les applications.
• Bien qu'il existe des options moins chères et plus chères dans la technologie du jet d'eau, le prix moyen des deux machines est le même. Il y a donc égalité à cet égard.

Coûts de fonctionnement

• Pour Wire EDM, les principaux coûts d'exploitation proviennent du fil. Les autres coûts comprennent les consommables mineurs et l'électricité.
• L'eau mélangée aux abrasifs dans la découpe au jet d'eau représente les principaux coûts de fonctionnement. Les autres dépenses comprennent des éléments tels que les têtes de buse.
• Les machines d'électroérosion à fil ont des coûts de fonctionnement inférieurs à ceux des machines de découpe au jet d'eau abrasif. Si vous utilisez une découpe au jet d'eau pure, les machines EDM perdent l'avantage.

Productivité et vitesse de coupe

• Les machines EDM sont très lentes et coupent généralement à une vitesse d'environ 0,4 pouce par minute. Les pièces coûtent donc plus cher à produire.
• Les découpeuses au jet d'eau peuvent couper à des vitesses élevées, environ 6 pouces par minute.
• Les découpeuses au jet d'eau sont environ dix fois plus rapides que les découpeuses EDM. Vous pouvez couper dix fois plus en un temps donné, d'où une plus grande productivité avec les découpeuses au jet d'eau. Les jets d'eau abrasifs découpent le matériau rapidement et facilement, même à faible puissance.

Durée de vie

• Les pièces d'une machine d'électroérosion à fil s'usent rapidement en raison de l'usure constante.
• Les pièces des découpeuses au jet d'eau ont une longue durée de vie et peuvent durer des milliers d'heures, à l'exception des têtes de buse.
• Les découpeuses au jet d'eau ont une durée de vie plus longue que les découpeuses EDM.

Gamme de matériaux pris en charge

• Les outils de découpe par électroérosion à fil sont limités à la découpe de matériaux conducteurs d'électricité tels que les métaux et le graphite.
• Les découpeuses au jet d'eau ne se limitent pas à couper uniquement des matériaux conducteurs et peuvent couper à travers des matériaux épais et minces. Ils peuvent également manipuler des matériaux réfléchissants, ce que les lasers ne peuvent pas. Les exceptions incluent le diamant et le verre trempé.
• En ce qui concerne la gamme de matériaux pris en charge, il n'y a guère de débat, car les découpeuses au jet d'eau peuvent traiter plus de matériaux, et donc gagner largement.

Épaisseur de coupe maximale

• Les machines d'électroérosion à fil peuvent couper une épaisseur maximale limitée de 16 pouces de matériau.
• Les découpeuses à jet d'eau peuvent couper des pièces plus épaisses et percer des trous jusqu'à un maximum de 30 pouces dans le matériau. Dans le secteur minier, les jets d'eau peuvent couper jusqu'à 100 pieds d'épaisseur.
• Les machines à jet d'eau gagnent à nouveau, gérant environ deux fois l'épaisseur de coupe maximale. Cela signifie qu'ils ont plus de puissance de coupe que les machines Wire EDM.

Tolérances et précision de coupe

• Les machines d'électroérosion soigneusement contrôlées peuvent fournir de meilleures tolérances, aussi basses que 0,0001" et produire des rayons inférieurs à 0,001".
• La machine de découpe au jet d'eau peut fournir une tolérance d'environ 0,001″. Ils offrent moins de précision, mais laissent la majeure partie du matériau découpé intact, qui peut être réutilisé ou recyclé.

Les machines EDM ont une tolérance de coupe inférieure, ce qui les rend plus précises et précises que les machines de découpe au jet d'eau. Surtout lorsque diverses passes de coupe rase utilisant une chasse d'eau à basse pression sont effectuées. La coupe en passe d'écrémage est normale avec l'EDM.

Contrainte causée au matériau pendant le processus

• Wire EDM accomplit la coupe en raison d'une augmentation de la température au point de panne électrique. Par conséquent, il y a un stress causé dans le matériau à proximité.
• La découpe au jet d'eau ne provoque aucune contrainte sur le reste du matériau car il n'y a pas de contact direct ni d'élévation de température.
• Les découpeuses au jet d'eau présentent un avantage lorsqu'il est crucial de préserver l'intégrité du matériau et de s'assurer qu'il ne subit aucune contrainte.

Sécurité

• L'EDM implique des courants élevés dans le matériau qui est coupé. Il y a aussi beaucoup de déchets qui rendent cette option moins sûre.
• La découpe au jet d'eau se produit dans un système en boucle fermée. Il n'y a pas de courants élevés ni d'élévation de température. C'est donc une méthode de coupe très sûre.
• La découpe au jet d'eau est le choix par excellence si vous faites très attention à la sécurité de votre personnel.

Effets liés à la chaleur

• L'électroérosion à fil entraîne la formation d'une zone visible affectée par la chaleur près de la coupe en raison de la température élevée utilisée.
• La découpe au jet d'eau n'implique aucune température élevée, ce qui n'entraîne donc aucun effet lié à la chaleur.
• La découpe au jet d'eau est la gagnante car elle ne produit aucun effet lié à la chaleur.

Besoin de finition secondaire

• Si vous souhaitez supprimer les effets liés à la chaleur du matériau, le matériau nécessitera une finition secondaire.
• La découpe au jet d'eau ne nécessite pas de techniques de finition de surface car il n'y a pas de déformations visibles. Aucun traitement secondaire n'est donc nécessaire.
• La découpe au jet d'eau est meilleure car il n'y a pas de coûts et de temps supplémentaires consacrés à la finition de surface finale du matériau. Il laisse même le matériau coupé intact pour une réutilisation.

Respectueux de l'environnement

• Le liquide diélectrique dans l'EDM doit être constamment rincé, ce qui en fait une méthode moins respectueuse de l'environnement.
• Dans la découpe au jet d'eau, toute l'eau utilisée est recyclée par le système. Les fragments de métal de la coupe peuvent être vendus comme ferraille.
• La découpe au jet d'eau est une méthode très respectueuse de l'environnement, idéale pour les entreprises qui apprécient les technologies vertes.

Consommation d'énergie

• L'usinage par décharge électrique consomme généralement environ 15 kW d'électricité.
• Les machines à jet d'eau consomment généralement environ 20 kW d'électricité.
• Les machines EDM ont un léger avantage si l'on considère la différence de consommation d'énergie entre les deux méthodes de découpe.

Entretien

• Les pièces des machines EDM s'usent rapidement et doivent être remplacées fréquemment.
• Les machines à jet d'eau ont des pièces durables.
• Les machines à jet d'eau permettent de réduire les coûts de main-d'œuvre et de pièces.

Applications

• Les machines EDM ont une grande précision, elles sont donc utilisées pour couper les métaux, par exemple, fabriquer des matrices de pièces de monnaie, des prototypes et percer de petits trous.
• Les machines à jet d'eau peuvent couper n'importe quoi, elles sont donc utilisées dans de nombreux types d'industries telles que l'aérospatiale, l'exploitation minière, etc.
• Les machines à jet d'eau ont une polyvalence et des avantages considérablement plus importants que les machines EDM, ce qui les rend beaucoup plus économiques.

Tableau comparatif jet d'eau vs EDM

Facteur	Découpe au jet d'eau	GED	Gagnant
Coût initial	40 000 $ – 250 000 $	100 000 $ – 150 000 $	Cravate
Coût de fonctionnement	Abrasifs et têtes de buse	Fils et électrodes	GED
Vitesse de coupe et productivité	Peut couper 6 pouces par minute	Peut couper 0,4 pouce par minute	Découpe au jet d'eau
Durée de vie	Les pièces ont une longue durée de vie	Les pièces s'usent plus rapidement	Découpe au jet d'eau
Gamme de matériel pris en charge	Peut couper presque tout	Coupe uniquement les matériaux conducteurs d'électricité	Découpe au jet d'eau
Épaisseur de coupe maximale	30 pouces	16 pouces	Découpe au jet d'eau
Tolérance et précision de coupe	0,001 pouce, précis	0,0001 pouce, très précis	GED
Contrainte causée au matériau	Pas de stress	Stress dû à la chaleur intense	Découpe au jet d'eau
Sécurité	Très sûr	Modérément sûr	Découpe au jet d'eau
Effets liés à la chaleur	Aucun effet lié à la chaleur	Formation de zones visibles affectées par la chaleur	Découpe au jet d'eau
Exigence de finition secondaire	Non requis	Obligatoire	Découpe au jet d'eau
Respectueux de l'environnement	Très écologique	Pas écologique	Découpe au jet d'eau
Consommation d'énergie	~20 kW	~15 KW	GED
Maintenance	Moins d'entretien requis	Maintenance fréquente requise	Découpe au jet d'eau
Applications	Applications diverses telles que l'aérospatiale, l'exploitation minière, la quincaillerie, les outils, l'alésage, le façonnage	Prototypage, perçage de petits trous, fabrication de matrices de frappe	Découpe au jet d'eau

Verdict final

Le choix entre la découpe au jet d'eau et les machines de découpe EDM est facile.

Bien que ces deux machines coûtent plus ou moins le même prix pour le processus de découpe, les découpeuses au jet d'eau ont une vitesse de découpe et une productivité dix fois supérieures à celles des découpeuses EDM. Cela signifie que vous pouvez couper dix fois plus de longueur avec des découpeuses au jet d'eau tout en dépensant moins en maintenance et en remplacement de pièces.

Lorsque nous ajoutons tous les autres facteurs qui comptent, l'échelle ne fait que s'incliner plus fortement vers les découpeuses au jet d'eau. La meilleure partie est que même si vous achetez la découpeuse au jet d'eau pour couper le métal, vous pouvez l'utiliser pour de nombreux matériaux et applications supplémentaires.

En fait, pour découper la même forme dans différents matériaux, vous pouvez empiler les matériaux les uns sur les autres et les traiter à l'aide d'un découpeur à jet d'eau. Vous augmenterez votre productivité de façon exponentielle.