Électroérosion à fil (Wire EDM) : avantages, inconvénients et processus CNC

L'électroérosion à fil (WEDM) utilise un fil métallique fin en mouvement continu comme électrode pour éroder le métal et couper la pièce par décharges d'étincelles pulsées. Quels sont les avantages et inconvénients de l'électroérosion à fil ? Quelles sont les étapes du processus CNC d'électroérosion à fil ?

Avantages de l'électroérosion à fil

• Large champ d'application : quelle que soit l'épaisseur et la dureté du matériau, il peut être usiné. Tant qu'il est conducteur, du mince feuillard au carbure cémenté, indépendamment de l'épaisseur, la taille et la dureté.
• Usinage de formes complexes : outre la coupe droite, il peut couper des arcs et traiter des formes complexes (combinaison droites/arcs). L'usinage conique est possible en déplaçant indépendamment les fils supérieur et inférieur.
• Haute précision : précision comparable à la rectification (0,005 mm).
• Sans bavures : pas d'ébavurage nécessaire, pas d'équipements périphériques (convoyeur de copeaux), processus raccourci.
• Pas d'outils spéciaux : fils en laiton (relativement bon marché) remplacent les outils consommables (fraises, lames), pas de changement d'outil, coût consommables réduit.
• Réduction des dommages au matériau : procédé sans contact, charge mécanique faible, déformation thermique très faible.

Inconvénients de l'électroérosion à fil

• Impossible d'usiner par le fond : le fil agit comme une scie, ne peut pas usiner des cavités fermées par le fond. Pour l'érosion par enfonçage, la machine à érosion par enfonçage (die sinking EDM) est le meilleur choix.
• Vitesse d'usinage lente : coupe par fusion progressive, plus lente que l'usinage conventionnel, inadaptée à la grande série. Quelques mm/min, mouvement à peine visible à l'œil nu.
• Matériaux non conducteurs impossibles : bien que les matériaux conducteurs soient usinables quelle que soit leur dureté, les non-conducteurs ne le sont pas.
• Impossible d'usiner horizontalement : le fil tendu verticalement scie verticalement, pas d'usinage horizontal.

Étapes et processus de l'électroérosion à fil CNC

L'électroérosion à fil coupe précisément des matériaux métalliques pour l'usinage de haute précision. Elle traite généralement des pièces en bloc : moules, engrenages, dispositifs de serrage de précision, et retouche de pièces durcies nécessitant haute précision, plutôt que du tôle.

Étapes générales du WEDM :

1. Placer la pièce sur la table. On peut commencer par le bord, mais généralement on perce un trou de départ (fil) connecté à la pièce pour éviter la déformation par contraintes résiduelles. Quand la table (ou le fil) se déplace en XY selon le programme NC, l'usinage démarre. Fonctionnement continu en commande NC, possible sans opérateur. Après coupe, la pièce est automatiquement découpée selon la forme programmée. Pendant la coupe, pièce et fil ne se touchent pas, maintenant une distance constante de dizaines de microns.
2. Quand la distance pièce-fil (état isolant dans le fluide de travail) approche quelques dizaines de microns, l'isolement se rompt, décharge d'étincelle se produit, courant pulsé instantané circule. Dans l'état de haute densité de décharge (colonne d'arc), plusieurs milliers de degrés localement, le métal (pièce) fond.
3. La température du fluide autour de la colonne d'arc s'élève instantanément et se vaporise, expansion rapide de volume, provoquant une explosion entre la pièce et la surface de l'électrode. Cela éjecte les débris métalliques.
4. Puis, quand le courant pulsé s'arrête et que le fluide environnant (eau propre) refroidit, le métal fondu se solidifie en fines particules, évacuées, l'isolement entre électrodes est rétabli, en attente de la prochaine impulsion de tension.

Ainsi, le métal (pièce) est fondu et éliminé sous chaque impulsion de tension, répétée des centaines de milliers de fois par seconde, réalisant la coupe par électroérosion à fil.