L'évolution de l'électroérosion CNC : transformer la fabrication de précision

Cet article discute de l'histoire de l'électroérosion, de l'électroérosion à fil, et du développement de l'usinage par décharge.

Cependant, comme tout autre artisanat possédé par les hommes, la propriété de compétences spéciales et les résultats de traitement n'ont pas attiré l'admiration des propriétaires d'entreprises et des dirigeants d'État qui poursuivent la haute productivité et la répétabilité.

Pour surmonter cet obstacle, les gens ont développé des machines CNC et les ont appliquées à divers outils de machines, y compris les équipements d'usinage par décharge électrique (EDM), aussi connus sous le nom d'usinage par étincelles, érosion par étincelles, brûlage, enfonçage de matrice, brûlage de fil ou érosion de fil. C'est un processus de fabrication qui utilise une décharge qui cause généralement des étincelles pour obtenir la forme cible.

Commande numérique (NC) pour machines d'électroérosion

Avec l'usinage EDM à commande numérique pendant le processus d'usinage, les matériaux de pièce indésirables sont enlevés de la pièce par une série de courants récurrents rapides à travers l'EDM à fil opéré par la surveillance des opérateurs.

Dans l'assemblage EDM à fil, une électrode est appelée électrode-outil, et l'autre électrode est appelée électrode-pièce. Le processus d'usinage est déterminé par les outils et pièces qui ne se toucheront pas réellement, et évitent de nombreux problèmes auditifs communs causés par les machines de traitement des métaux traditionnelles plutôt que l'EDM à fil.

L'usinage par décharge était difficile à contrôler manuellement dans les vieux temps mais avec le système NC, l'usinage par décharge peut être atteint plus facilement.

Machines d'électroérosion à fil CNC

Après l'ère de la commande numérique, grâce au développement des ordinateurs, les années 1990 furent une ère mature du temps CNC, qui apporta une nouvelle ère de traitement à l'industrie du traitement des métaux.

Bien que la plupart des machines CNC soient contrôlées par des systèmes spécifiques, comme Siemens, Mitsubishi, Fanuc, le système de contrôle des machines EDM n'est pas dominé par le type de fournisseur de contrôleur, mais par le système PLC.

De nos jours, il y a de nombreux types de CNC EDM à fil. Dans cet article, nous discuterons d'un type largement utilisé dans la fabrication d'appareils ménagers, filets de filtre, consommables électriques 3C, et autres objets de plus petite taille. L'usinage par décharge peut être appliqué à des spectres encore plus larges mais l'article présent se concentrera sur des applications spécifiques.

Machines d'électroérosion en URSS

Pendant la période soviétique, le développement de l'EDM à fil fut un succès et apporta une énorme avancée technologique. Les machines EDM à fil apparurent à la fin des années 1960, et le but est d'utiliser de l'acier trempé pour faire des outils et moules.

La première machine à commande numérique (NC) était une conversion d'une fraiseuse verticale à bande perforée. À la fin des années 1960, l'Union Soviétique fabriqua la première machine-outil CNC commerciale en Russie.

C'était une EDM à fil. Pendant cette période, l'histoire de l'EDM était aussi l'histoire de l'aérospatiale, militaire et défense, et du traitement automobile qui se développaient dans une direction positive.

L'équipe de David H. Dulebohn développa une machine pour fraiseuses et meuleuses par Andrew H. Dulebohn à Andrew Engineering Company dans les années 1960. Plus tard dans l'histoire, un dessin maître fut produit par un traceur à commande numérique par ordinateur (CNC) pour améliorer la précision, la justesse et la répétabilité.

Au début des années 1970, une machine EDM à fil utilisant des traceurs CNC et la technologie de suivi de fil optique fut produite. Depuis lors, Dulebohn utilisa plus tard le même traceur, programmé pour contrôler le traceur CNC directement vers la machine EDM, et fabriqua la première machine EDM CNC en 1976, qui fournit une grande commodité de traitement dans le secteur de la métallurgie basé sur l'usinage par décharge.

Automatisation ajoutée à l'EDM

Après que la technologie d'usinage par décharge électrique à fil contrôlée par CNC fut introduite dans les applications commerciales dans l'histoire de l'EDM, l'application a fait des progrès substantiels dans les deux dernières décennies grâce à l'avancement de cette technologie.

Avec l'introduction de mécanismes automatisés dans la dernière décennie, la vitesse d'avance des machines EDM a été significativement augmentée, et la finition de surface peut être bien contrôlée par le programme.

EDM à fil et par enfonçage CNC

En plus de l'EDM à fil, l'EDM par enfonçage est aussi un type populaire qui peut répondre à de nombreux autres besoins d'usinage. Avant la fin de la Seconde Guerre mondiale dans les années 1940, quand deux scientifiques russes, B. R. Lazarenko et N. I. Lazarenko, furent nommés pour étudier des méthodes pour prévenir la corrosion des contacts électriques en tungstène due aux effets d'étincelles, le développement de l'enfonçage de moules peut être retracé aux premiers jours de l'histoire du développement de l'EDM.

Ils échouèrent à accomplir cette tâche, mais leurs exploits contribuèrent à cette technologie. Les scientifiques ont en effet découvert que si l'électrode est dans certains environnements spécifiques, la corrosion peut être contrôlée plus précisément, ce qui inspira grandement les expériences suivantes.

Cette nouvelle découverte les incita à inventer des machines EDM pour le traitement et l'usinage de matériaux durs comme le tungstène. Le nom de la machine Lazarenko est appelé machine R-C, nommée d'après le circuit de résistance-capacité utilisé pour charger les électrodes. Cette appellation est bien connue dans l'histoire de l'EDM.

En même temps, aux États-Unis, il y a une situation indépendante qui se développe aussi bien. Il y a une équipe américaine composée de Harold Stark, Victor Harding et Jack Beaver. Ils ont développé avec succès une machine EDM pour enlever les forets et tarauds cassés sur des moulages en aluminium.

L'équipe américaine utilisa initialement des outils de gravure électrique faibles pour faire des machines. Comme ils n'eurent pas beaucoup de succès au début, ils changèrent plus tard pour cette méthode. Après cela, les machines Stark, Harding et Beaver purent générer 60 étincelles par seconde, ce qui fut une percée technologique dans l'histoire de l'EDM à l'époque.

Aujourd'hui, les machines EDM basées sur leur design utilisent des circuits à tubes à vide. Nous pouvons générer des milliers d'étincelles par seconde, augmentant grandement la vitesse de coupe, et apportant un énorme potentiel et productivité aux propriétaires d'entreprises dans le monde entier.