Avantages et inconvénients de la découpe par électroérosion à fil

Qu'est-ce que l'EDM et convient-il à la coupure du métal sur 2 axes ?

Usinage par décharge électrique , ou le processus de découpe par fil EDM, utilise des charges électriques contrôlées et à répétition rapide pour éliminer la matière des matériaux conducteurs d'électricité tels que les métaux.

De nombreuses personnes considèrent la découpe par électroérosion à fil en termes de comparaison avec la découpe laser, la fabrication 3D ou l'usinage traditionnel pour le façonnage multiaxe du métal. Mais pour nous, chez Metal Cutting Corporation - et nos clients - le sujet des avantages et des inconvénients de la découpe par électroérosion à fil concerne la coupure à 2 axes et la comparaison de la méthode EDM avec d'autres options de découpe de précision des métaux.

Avantages de la GED

Précis pour la découpe 2 axes de petites pièces

La découpe par électroérosion à fil est une méthode très précise pour les bonnes applications, telles que la découpe 2 axes de petites pièces avec des tolérances serrées à des volumes élevés. Par exemple, pour la production en série de broches, de sondes et d'autres petites pièces métalliques solides d'un diamètre inférieur à 0,020" (0,50 mm), les avantages de l'EDM incluent :

• Longueurs hautement reproductibles sans déformation, distorsion ou décollement des extrémités
• Bien meilleur rapport coût-efficacité qu'une méthode telle que la découpe au laser

Ppk/Cpk élevé

Pour les solides de petit diamètre, la découpe par électroérosion à fil offre également des mesures extrêmement élevées de tendance centrale, pour des valeurs Ppk/Cpk remarquablement élevées. Par exemple, EDM peut non seulement couper un fil de métal précieux de 0,004 "(0,1 mm) de diamètre à une longueur de 1" (25 mm), mais peut également le faire tout en atteignant une tolérance de longueur de ± 0,001 ", extrémités arrondies, et un Ppk bien supérieur au minimum standard de 1,33.

Coupe sans bavure d'une gamme de diamètres

L'électroérosion à fil peut couper des diamètres allant de quelques millièmes de pouce à plusieurs pouces, à des longueurs allant de 0,5" (12 mm) à 18,0" (450 mm) et avec une grande précision dimensionnelle. Parce qu'elle n'implique pas de meule ou de dents de scie, la procédure de coupe par fil EDM ne laisse généralement pas de bavures et la largeur de coupe est généralement de 0,004" à 0,012" (0,1 à 0,3 mm).

Différentes duretés de matériaux et coupes d'extrémité arrondies

La découpe par électroérosion à fil est également polyvalente dans la dureté des métaux conducteurs qu'elle peut couper avec une relative facilité, allant du cuivre aux matériaux les plus durs, y compris le molybdène et le tungstène. L'EDM donne également un rayon naturel à la coupe d'extrémité ; cela peut ou non être un avantage, selon l'application.

Inconvénients de la découpe par électroérosion à fil

Vitesse lente

Le négatif le plus connu est que la découpe par électroérosion à fil est encore une méthode extrêmement lente. Les machines EDM modernes avec AWT (enfilage automatique du fil) et la capacité CNC peuvent être programmées pour fonctionner "à l'arrêt", pour aider à atténuer la vitesse de coupe lente. Cependant, pour de très grands volumes de pièces avec des diamètres supérieurs à 0,020 ″ (0,5 mm), une méthode telle que la coupe abrasive à meule fine peut être préférée.

Matériaux conducteurs uniquement

En raison de la nature de la découpe par électroérosion à fil - enlèvement de matière en utilisant des charges électriques contrôlées à répétition rapide le long d'un brin de fil métallique - la méthode est limitée aux matériaux électriquement conducteurs. Par conséquent, tout matériau composite ou recouvert d'un diélectrique n'est pas réalisable pour l'EDM.

Effets d'un environnement chargé

L'environnement EDM total - y compris le fil, l'eau déminéralisée et la pièce - est chargé. Les décharges électriques répétées du fil peuvent chauffer la zone cible de la pièce à des milliers de degrés. Cela peut entraîner des contraintes thermiques sur les parties voisines et entraîner une certaine quantité de déchets. Le fil lui-même subit également des dommages, de sorte que la machine EDM doit constamment alimenter un nouveau fil.

Selon le métal à couper, un autre inconvénient de la découpe par électroérosion à fil est qu'une couche d'oxyde peut se former sur la surface de coupe. Cela peut nécessiter un nettoyage secondaire, ce qui augmente les coûts.

Pas idéal pour la coupure des tubes

La découpe par électroérosion à fil est préférable pour les matériaux solides, de sorte que la méthode n'est pas un bon choix pour la découpe des tubes. Pour maintenir la conductivité, les pièces à découper par électroérosion doivent être maintenues fermement en place. Cela crée un risque important de déformation du tube. Cela peut également amener le fil de coupe à entrer en contact avec la pièce à usiner, ce qui court-circuite la coupe, provoquant la rupture du fil de coupe et éventuellement un « marche » dans la pièce à usiner.

Bien que vous puissiez fixer un tube pour qu'il tourne dans la machine, la méthode de découpe par électroérosion à fil est optimisée pour les formes plus complexes et n'est pas rentable pour une simple découpe 2 axes du tube. De plus, l'électroérosion à fil ne peut pas effectuer de coupes très courtes (moins de 0,125", ou 3,175 mm) et ne produit pas de finitions de surface d'extrémité coupée de qualité. En fait, la découpe par électroérosion à fil peut entraîner une rugosité de surface souvent qualifiée de « cratère de la lune » !

Ainsi, pour des applications telles que les tubes de dispositifs médicaux qui doivent être coupés à des longueurs très courtes et avoir une finition d'extrémité très lisse, une méthode telle que la découpe de métal abrasif à meule fine fournirait la tolérance serrée nécessaire, des résultats sans bavure et une coupe d'extrémité nette. sans déformation de la paroi du tube.

Découpe par électroérosion à fil par rapport aux autres options

De toute évidence, la découpe par électroérosion par fil ainsi que les autres méthodes de découpe de précision qui pourraient être envisagées présentent de nombreux avantages et inconvénients. Alors, l'EDM a-t-il un sens pour la découpe 2 axes de petites pièces ?

Ça dépend! En effet, l'efficacité de TOUTE méthode de coupe peut varier considérablement en fonction du matériau que vous utilisez et des résultats souhaités. Faire le bon choix nécessite une compréhension approfondie de votre application, de ses paramètres et de l'utilisation finale du produit.

Comment la découpe par électroérosion à fil se compare-t-elle aux autres méthodes de découpe de précision des métaux ? Continuez à lire pour le savoir.