Comprendre l'usinage électrochimique (ECM) :un processus précis d'enlèvement de métal

L'usinage électrochimique (ECM) est un processus d'usinage des métaux impliquant l'enlèvement de matière d'une pièce par érosion électrochimique. Ce processus est réalisé en faisant passer une charge électrique à courant élevé de la pièce chargée positivement à travers une solution électrolytique jusqu'à « l'outil de coupe » chargé négativement. Cela provoque le délogement des molécules de la pièce dans l'électrolyte selon un profil qui imite la forme de l'outil de coupe. De cette façon, une « coupe » est réalisée dans la pièce à usiner de la même forme que l’outil de coupe. Bien que limité à une utilisation sur des matériaux électriquement conducteurs, l'usinage électrochimique offre plusieurs avantages, notamment la découpe de profils internes complexes et un transfert de contrainte minimal à la pièce.

Les utilisations potentielles de l'usinage électrochimique faisaient déjà l'objet d'intérêt et d'expérimentation dès les années 1930 et constituent une réalité commerciale depuis 1959. Le principe qui sous-tend le procédé est le même que celui de l'électrolyse pour la galvanoplastie. Cependant, dans les applications ECM, le processus est inversé; le matériau est retiré de la pièce et non déposé sur celle-ci. Ceci est réalisé en plaçant une cathode de forme spéciale à proximité immédiate de la pièce à usiner, mais sans la toucher. Une solution électrolytique sous pression est pompée entre les deux et agit comme conducteur pour une charge de courant élevé qui passe de la pièce à la cathode.

Ce flux de courant provoque l'érosion de la pièce au niveau moléculaire pour former une coupe qui épouse la forme de la cathode. Cela signifie que la cathode devient effectivement l’outil de coupe du processus. La matière qui se détache de la pièce est emportée avec l'électrolyte, soumettant ainsi l'outil de coupe à très peu d'usure lors de l'usinage. L'écart entre la pièce à travailler et l'outil de coupe pendant l'usinage est maintenu entre 0,003 et 0,03 pouces (0,08 mm et 0,8 mm).

Ce manque de contact physique entre l'outil de coupe et la pièce est l'un des plus grands avantages de la méthode d'usinage électrochimique car aucune contrainte ni chaleur n'est transférée à la pièce pendant l'usinage. Il est également possible d'usiner des matériaux très durs sans les coûts associés à des outils coûteux et ultra durs. L'usinage électrochimique est donc un moyen approprié pour produire des pièces très dures et de précision telles que des aubes de turbine. Une large gamme de profils complexes, tant internes qu'externes, peuvent également être usinés à l'aide de ce procédé. Les seuls véritables inconvénients des techniques ECM sont les coûts d'installation initiaux élevés et le risque de corrosion des outils et des pièces posé par la solution électrolytique.

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