Tout ce que vous devez savoir sur l'électroérosion

L'usinage CNC est un processus de fabrication soustractif qui utilise des outils de coupe contrôlés par ordinateur pour enlever le matériau d'une pièce solide, révélant une pièce finie. Cette technique est rapide, compatible avec une grande variété de matériaux et de volumes de production. Un certain nombre de processus relèvent de l'usinage CNC, y compris le tournage CNC, le fraisage CNC, la découpe, la gravure et l'usinage par décharge électrique (EDM).

L'EDM n'est pas le processus d'usinage CNC le plus courant disponible, mais de nombreux ingénieurs ont commencé à explorer sa valeur pour créer des caractéristiques de pièces qui seraient autrement impossibles à usiner.

En fait, Zion Market Research estime que l'industrie de l'usinage par décharge électrique atteindra près de 8 milliards de dollars d'ici 2024. Voici tout ce que les ingénieurs doivent savoir sur l'usinage par décharge électrique de pointe, de son fonctionnement à ses applications les mieux adaptées.

Qu'est-ce que l'usinage par décharge électrique ?

L'usinage par décharge électrique est un processus de fabrication très précis qui utilise l'électricité pour enlever les matériaux de la pièce au lieu d'un outil de coupe. En fait, la pièce n'est pas du tout touchée par un outil. Au lieu de cela, une charge électrique à haute fréquence désintègre le matériau molécule par molécule pour faire une coupe nette.

Au cours du processus d'usinage par décharge électrique, une électrode en cuivre, laiton, graphite ou tungstène est amenée à moins d'un cheveu de la pièce électriquement conductrice à usiner. Ensuite, la tension entre l'électrode et la pièce est augmentée jusqu'à ce qu'une décharge électrique, ou une étincelle, se produise.

Ce processus est répété à des fréquences élevées (de l'ordre de 10 KHz) et lorsque les étincelles volent entre l'électrode et la pièce, de minuscules coupures sont laissées sur la surface du matériau. Pour stopper la décharge électrique et empêcher les étincelles de passer entre l'électrode et la pièce, la pièce finie est ensuite immergée dans un fluide diélectrique.

En général, l'usinage par décharge électrique est le mieux adapté aux petites séries de pièces extrêmement précises. L'EDM est souvent utilisé pour fabriquer des moules, des matrices de pièces de monnaie, des turbines de moteurs à réaction et des composants pour dispositifs médicaux.

Différents types d'usinage par électroérosion

Le Wire EDM utilise un fin fil de cuivre ou de laiton - qui agit comme une électrode - pour couper une pièce. Pendant l'usinage, le fil se déroule en continu à partir d'une alimentation automatisée avec une bobine selon un schéma soigneusement contrôlé. Cette approche fonctionne de manière fiable, mais les ingénieurs doivent savoir que le fil doit pouvoir passer entièrement à travers la pièce. Cela crée une coupe bidimensionnelle dans une pièce tridimensionnelle, qui donne souvent des résultats similaires aux méthodes d'usinage CNC traditionnelles.

Sinker EDM peut créer des formes de cavité complexes pour les applications d'outillage et de moulage comme les moules d'injection plastique. Ce processus nécessite des électrodes en graphite ou en cuivre qui ont été pré-usinées pour former un "positif" de la forme souhaitée. L'électrode est ensuite enfoncée dans la pièce, créant un négatif de la forme d'origine.

L'EDM de perçage de trous, comme son nom l'indique, est spécifiquement utilisé pour percer des trous. Les électrodes pour ce processus sont de forme tubulaire, permettant au fluide diélectrique de circuler à travers le centre des électrodes elles-mêmes.

Avantages et inconvénients de l'usinage par décharge électrique

L'usinage par électroérosion est bien adapté pour créer des pièces extrêmement précises qui doivent s'emboîter parfaitement. Les ingénieurs devraient envisager d'utiliser l'EDM s'ils doivent travailler avec des métaux comme le titane à haute résistance ou l'acier trempé qui sont difficiles à usiner avec l'usinage CNC traditionnel. L'EDM est également particulièrement efficace pour les applications de perçage de trous.

L'un des principaux avantages de l'usinage par électroérosion est qu'il peut offrir une plus grande liberté aux équipes de conception. L'usinage par décharge électrique étant un processus de fabrication sans contact, les équipes de produits peuvent concevoir des pièces à parois minces ou alvéolées sans se soucier de la déflexion. De plus, des coins internes pointus avec des rayons aussi petits que 0,001 pouce sont désormais possibles avec l'EDM.

Comparé à d'autres formes d'usinage, l'EDM a également tendance à élargir le pool de matériaux viables d'une équipe; le processus leur permet d'économiser de l'argent lors de l'usinage de matériaux coûteux comme l'or ou le platine car il ne génère pratiquement aucune perte de matière.

Même avec ces avantages, l'usinage par décharge électrique n'est pas le meilleur choix pour toutes les applications. L'usinage par décharge électrique n'est pas très économe en énergie et a tendance à être lent et coûteux. De plus, les équipes doivent être conscientes que la réalisation d'EDM nécessite un ensemble de compétences très spécifiques - si leurs équipes internes ne sont pas formées à l'EDM, elles doivent externaliser la production ou risquer de consacrer du temps et des ressources à la formation de machinistes. Les équipes produit doivent s'assurer de peser ces considérations dès le départ.

Maîtriser l'usinage par électroérosion

L'usinage par électroérosion est un processus de fabrication très précis qui permet aux équipes de produits de créer des formes et des profondeurs complexes qu'il serait impossible de créer avec des outils de coupe standard. L'EDM offre également une finition de surface supérieure et permet aux équipes de produits de travailler avec des métaux coûteux tout en réduisant les coûts de perte de matériaux.

Cependant, il est important de garder à l'esprit les coûts associés et la vitesse de production relativement lente de l'EDM, qui rendent le processus moins qu'idéal pour un certain nombre d'applications. Un partenaire de fabrication expérimenté peut aider à s'assurer qu'une équipe produit a choisi le meilleur processus de fabrication et les meilleurs matériaux pour son prochain projet.

Pour les équipes de produits qui cherchent à optimiser la conception des pièces, à raccourcir les temps de production et à économiser sur les coûts de moules grâce à l'usinage CNC de tout type, Fast Radius peut vous aider. Nos capacités d'usinage internes sont sûres de répondre aux besoins de n'importe quelle équipe produit, et nous fournissons une assistance et des services de conseil à 360 degrés tout au long des phases de développement, de production et de réalisation de chaque projet. Nous pouvons également aider à guider les ingénieurs qui cherchent à se diversifier et à explorer ce que l'usinage par décharge électrique a à offrir. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer, nous sommes prêts !

Pour en savoir plus sur tout ce qui concerne l'usinage CNC, consultez nos articles connexes dans le centre d'apprentissage Fast Radius.

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