Choisir le bon matériau de fil EDM : pourquoi c'est crucial pour la précision et la performance

Quels sont les matériaux de fil pour une machine EDM ?

Les matériaux de fil EDM sont les matériaux utilisés comme électrodes d'une machine EDM, qui sont alimentés au-dessus des pièces et déchargent l'énergie électrique sous forme d'énergie thermique pour enlever la matière des pièces.

Tout comme les électrodes utilisées dans la machine EDM à enfonçage, elles sont les supports qui transfèrent l'énergie électrique aux pièces, elles doivent donc être électriquement conductrices pour remplir leur fonction.

Les matériaux de fil EDM les plus courants sont le fil EDM en laiton et le fil EDM revêtu. Le fil EDM en laiton est le type traditionnel de matériau de fil EDM. Il se présente sous une structure monocouche, formée par l'alliage de cuivre et de zinc.

Les différentes proportions des éléments dans le fil EDM en laiton, c'est-à-dire la composition variée du fil EDM en laiton, créent des variations dans ses propriétés. Plus le fil EDM en laiton contient de zinc, meilleures sont ses caractéristiques de décharge.

En d'autres termes, plus la proportion de zinc dans le fil EDM en laiton est grande, plus le fil fonctionne efficacement lors de la coupe EDM. Cependant, une teneur plus élevée en zinc réduit la malléabilité du fil EDM en laiton, ce qui complique sa production.

Lorsque le fil EDM en laiton ne convient pas si les fabricants recherchent de meilleures propriétés et moins de limitations sur la proportion de zinc, il existe d'autres options pour les matériaux de fil EDM.

L'une des autres options est le fil EDM revêtu de zinc. Le revêtement sur le fil EDM en laiton peut être du zinc pur ou de l'oxyde de zinc. Comme une couche supplémentaire de zinc recouvre le matériau de fil EDM original, il est durci et donc plus résistant que l'original.

Comme les propriétés du fil EDM revêtu de zinc sont améliorées, il met plus de temps à se rompre, facilite la décharge d'énergie électrique plus rapidement, assure une meilleure précision et fournit des finitions de surface plus lisses pour les pièces.

L'autre option est le fil EDM recuit par diffusion. Le fil EDM recuit par diffusion contient encore plus d'éléments de zinc que le fil EDM original, ce qui renforce les propriétés de ce matériau.

Avec l'ajout de plus de zinc, le fil EDM recuit par diffusion a une résistance à la traction plus grande, un temps de coupe plus rapide, la meilleure performance sur la précision la plus fine des coupes. De plus, le fil EDM recuit par diffusion permet une gamme plus large de pièces à couper, telles que l'acier, l'aluminium et le graphite.

Qu'est-ce qu'une machine EDM ?

Une machine EDM est un type de machine de coupe sans besoin d'outil de coupe en contact avec les surfaces des pièces. À la place, la machine EDM utilise des électrodes ou des fils pour s'approcher des pièces sans les toucher, et l'énergie thermique transformée par l'énergie électrique est la cause des coupes sur les pièces.

Il existe deux types de machines EDM, qui appliquent différents supports pour décharger l'énergie électrique aux pièces, notamment la machine EDM à fil et la machine EDM à enfonçage. La première utilise des fils et la seconde des électrodes pour effectuer les tâches de décharge.

Comme mentionné ci-dessus, les matériaux des électrodes ainsi que les matériaux de fil EDM doivent être électriquement conducteurs, et il en va de même pour les pièces. En d'autres termes, il y a une limitation des matériaux des pièces. Si les pièces ne sont pas conductrices, elles ne conviennent pas à la coupe EDM.

En raison de la caractéristique la plus significative de la machine EDM, à savoir que les supports de coupe, électrodes ou fils, ne contactent jamais les pièces, cette machine permet des coupes plus complexes et réduit la fréquence des distorsions qui peuvent survenir lorsque les outils de coupe contactent les pièces.

De plus, l'énergie électrique que la machine EDM décharge peut être très forte ou contrôlée plus légèrement avec moins d'étincelles, ce qui la rend capable de couper soit des matériaux plus durs, soit des matériaux plus fins comme les tôles.

C'est grâce à la réglabilité de la force de décharge de l'énergie électrique que la machine EDM peut généralement réaliser des coupes plus petites et plus profondes sur les pièces. Par conséquent, certains fabricants préfèrent la machine EDM aux machines de coupe traditionnelles.

Comment une machine EDM à fil est-elle constituée ?

La machine EDM à fil est généralement combinée avec le système CNC, qui contrôle les coupes automatiquement avec une précision encore plus grande. Il y a une table contenant du fluide diélectrique, généralement de l'eau déionisée, et les pièces sont immergées dans le fluide pour conduire l'électricité ainsi que servir de refroidissant.

Au-dessus de la table se trouve le système d'alimentation en fil EDM. Le système se compose d'une bobine de fil, d'une bobine de guide-fil et d'une unité de contrôle. Le système d'alimentation en fil s'étend sous la table avec l'unité de contrôle symétrique à la supérieure, et la bobine de collecte du côté opposé à la bobine de fil supérieure.

Comment fonctionne une machine EDM à fil ?

Dans la section précédente, nous avons vu que la machine EDM à fil est contrôlée par le système CNC, qui permet à la machine d'être opérée sur trois dimensions, incluant les axes x, y et z.

Les axes x et y font référence aux mouvements de la pièce, ce qui signifie que la pièce serait déplacée sur les axes x et y selon les instructions du système CNC.

Quant au mouvement de l'axe z, il s'agit de l'alimentation du matériau de fil EDM. Lorsque la bobine de fil est actionnée, elle commence à alimenter le fil EDM à travers la bobine de guide-fil et l'unité de contrôle et descend vers la pièce.

Une fois le fil EDM alimenté jusqu'à être suffisamment proche de la pièce sans la toucher, le fil EDM décharge l'énergie électrique sous forme d'étincelles, qui apportent de la chaleur à la pièce. Lorsque le matériau de la pièce fond au site requis, la coupe est réalisée.

Avec la coupe effectuée, le fil serait également partiellement érodé, donc l'alimentation de la bobine de fil doit être continue. À ce moment, le résidu du fil EDM qui a subi la coupe s'accumulerait dans la bobine de collecte pour le recyclage.

Pendant tout le processus, tant la pièce que le fil EDM alimenté doivent être immergés dans le fluide diélectrique, généralement de l'eau déionisée, car le fluide assure la conductivité de l'énergie électrique du fil EDM aux pièces.

De plus, l'énergie électrique déchargée, qui sont les étincelles, sont très fortes et apportent une chaleur à température extrêmement élevée. Par conséquent, l'eau déionisée agit ici comme refroidissant pour le site de coupe, afin d'éviter le danger de brûlure ou des coupes trop importantes.