Qu'est-ce que l'usinage par décharge électrique ?: Définition, types et utilisations
L'électroérosion est une méthode d'usinage qui utilise une décharge électrique pulsée pour graver des matériaux conducteurs afin d'obtenir certaines formes et tailles. Il s'agit d'une méthode innovante qui diffère des techniques traditionnelles de coupe et de cisaillement. Le processus est polyvalent et contient beaucoup de choses à comprendre.
Dans cet article, nous examinerons en profondeur la définition de l'électroérosion, son évolution historique, son fonctionnement exact, les principaux types d'usinage par électroérosion, ses avantages et ses inconvénients, les matériaux adaptés à la technologie d'usinage par électroérosion, ainsi que les applications spécifiques de l'usinage par électroérosion et les ajustements auxquels il est confronté, alors lisez la suite !
Qu'est-ce que l'usinage par décharge électrique ?
L'électroérosion, également connue sous le nom d'usinage par décharge électrique, est un processus dans lequel des étincelles d'électricité contrôlées sont utilisées pour façonner les matériaux avec précision. En d'autres termes, la pièce à usiner et l'électrode de l'outil (cuivre mâle) sont deux électrodes immergées dans le fluide de travail, et placées entre les deux pôles en ligne avec une certaine tension d'impulsion, lorsque la distance entre les deux pôles est faible jusqu'à un certain point, entre les pôles du fluide de travail sera percée, ce qui entraînera une décharge d'étincelles.
Il permet d'usiner des composants qui sont conducteurs d'électricité, quelle que soit leur dureté. Ce procédé permet de créer des géométries complexes pour les composants, ce qui n'est pas possible avec les méthodes d'usinage traditionnelles.
L'histoire de l'usinage par électroérosion
L'électro-érosion a vu le jour dans les années 1940 et s'est développée à partir de l'idée de prévenir la corrosion des contacts électriques en tungstène. La découverte de ces techniques a conduit à leur utilisation dans les processus de fabrication modernes. Au fil du temps, l'électroérosion est devenue une option reconnue dans les secteurs de la médecine, de l'aérospatiale et de l'outillage.
L'électroérosion à fil a été mise au point pour créer des formes complexes et des cavités détaillées. Aujourd'hui, l'électroérosion à fil a atteint des capacités infinies, ce qui permet d'obtenir une excellente qualité d'exécution.
Comment fonctionne l'usinage par décharge électrique ?
Le processus de fabrication de composants par électroérosion consiste à utiliser une électrode en graphite doux, qui provoque une étincelle entre la zone cible et l'électrode. La température de l'étincelle varie entre 14500 et 21500 Fahrenheit et conduit à la vaporisation de la zone cible.
Une fois que la vaporisation a eu lieu, le fluide diélectrique éloigne la partie vaporisée de la zone de la pièce, qui est déjà usinée. Le processus est répété jusqu'à ce que la coupe et la précision souhaitées soient atteintes. L'électroérosion a la capacité d'usiner des matériaux qui sont de bons conducteurs d'électricité.
Types d'électroérosion
Il existe différents types de procédés d'électroérosion, qui sont décrits ci-dessous.
Usinage par électroérosion à fil
Érosion par enlèvement de copeaux est connu pour sa capacité à créer des composants très précis avec des coupes détaillées. Le processus utilise un fil fin chargé électriquement et fabriqué en cuivre ou en laiton. Le fil est introduit dans le composant, en suivant de manière répétée la trajectoire du programme, et tranche le matériau. Ce procédé permet de découper les matériaux les plus durs avec une excellente précision.
Cette méthode permet de créer des formes détaillées avec des contours. Elle est donc principalement utilisée pour créer des matrices, des poinçons et des outils. En outre, cette méthode permet de fabriquer des composants avec des tolérances étroites et convient à l'industrie aérospatiale.
Usinage par électroérosion (Die-Sinker EDM)
Usinage par électroérosion est le processus au cours duquel le composant et l'électrode sont tous deux immergés dans le fluide diélectrique. Les électrodes présentes dans l'électroérosion par enfonçage peuvent être personnalisées en termes de forme pour créer la cavité requise dans le composant.
Ce procédé est utile pour les formes géométriques complexes telles que les moules et les outils, qui nécessitent des cavités complexes. Le mouvement des électrodes peut être contrôlé en utilisant les bons matériaux pour les électrodes, qui sont composées de cuivre et de graphite.
L'électroérosion par enfonçage consiste à faire intervenir des décharges électriques sous forme de séries entre la pièce et les électrodes. Ce procédé permet de créer des contre-dépouilles et des cavités impossibles à réaliser avec d'autres méthodes. La polyvalence de cette méthode lui permet de s'adresser à diverses industries pour créer des composants difficiles.
Perçage de trous Usinage par décharge électrique
Le perçage de trous par électroérosion est une technique conçue pour créer des trous profonds et précis dans un matériau conducteur d'électricité. Le processus consiste à créer des trous rapides et précis dans des applications sensibles. Cette méthode a rendu le processus de création de trous précis plus simple et plus rapide.
Le électrode L'électrode est constituée d'un matériau en cuivre ou en graphite et l'électrode s'enfonce dans la pièce tout en enlevant le matériau. Contrairement aux procédés de perçage conventionnels, le procédé de perçage par électroérosion permet de réaliser des trous petits et profonds.
Avantages de l'électroérosion
Les avantages du procédé EDM sont les suivants :
Formes complexes : L'électroérosion a la capacité de fabriquer des formes complexes qui présentent des angles et des contours internes aigus.
Pas de déformation de la pièce : L'EDM minimise l'usure de l'outil ; la coupe étant effectuée par EDM, il n'y a pas de contact physique entre la pièce et l'outil, et il n'y a pas de distorsion de l'usinage.
Haute précision : L'électroérosion offre une grande exactitude et une grande précision, ce qui est important pour les applications sensibles.
Convient à l'usinage de matériaux durs : Il permet de façonner et de couper des matériaux durs, ce qui n'est pas possible avec d'autres méthodes d'usinage comme le titane, le carbure de tungstène ou l'acier trempé.
Surface parfaite : L'électroérosion offre une excellente finition de surface. Il ne laisse pas de bavures ou de marques sur la surface de la pièce.
Inconvénients de l'électroérosion
Les inconvénients de l'électroérosion sont les suivants :
Matériau conducteur : L'électroérosion fonctionne avec des matériaux qui ne sont que conducteurs d'électricité et dont le champ d'application est limité.
Vitesse d'usinage lente : Par rapport aux méthodes d'usinage traditionnelles, il est lent lorsqu'il s'agit de travailler avec des matériaux durs.
Coût élevé : L'électro-érosion a un coût de maintenance élevé, ainsi qu'une consommation d'équipement et d'électricité.
Impact sur l'environnement : Les fluides diélectriques doivent être éliminés et manipulés avec précaution et présentent donc des risques pour l'environnement.
Quels matériaux peuvent être usinés par électroérosion ?
Les différents matériaux qui peuvent être usinés par électroérosion sont les suivants :
- L'acier : L'acier est dur et résistant et est souvent utilisé pour fabriquer des moules.
- Aluminium : il s'agit d'un matériau à la fois solide et léger, utilisé pour les pièces légères.
- Laiton : Le laiton est un alliage de cuivre qui peut être facilement fabriqué par électroérosion.
- Le cuivre : Le cuivre possède une excellente conductivité électrique et une excellente usinabilité, ce qui le rend adapté à l'usinage de pièces de forme complexe.
- Carbure de tungstène : Il s'agit d'un matériau très résistant à l'usure et très dur, ce qui permet à l'électroérosion de fonctionner parfaitement sur ce matériau.
- Le titane : Le titane est un matériau résistant et axé sur la force, ce qui le rend adapté à des industries telles que l'aérospatiale.
Quand utiliser la GED
L'électroérosion est utilisée pour un large éventail d'applications, dont les suivantes :
Aérospatiale : Les composants qui constituent les pièces de moteur et les aubes de turbine ont des formes complexes et des contre-dépouilles qui sont utilisées dans l'industrie aérospatiale et sont fabriquées par électroérosion.
Médical : Dans le cadre de la médical Dans l'industrie, l'électroérosion contribue à la fabrication de prothèses, d'implants et d'instruments chirurgicaux.
Automobile : L'électroérosion crée des matrices et des moules pour les composants des véhicules.
Fabrication d'outils et de matrices : L'électroérosion est utilisée dans l'industrie de l'outillage pour la fabrication d'étampes, de moules et de matrices sur mesure.
Électronique : Le secteur de l'électronique nécessite des connecteurs et des composants semi-conducteurs précis, et la technologie de l'électroérosion est en mesure de répondre aux exigences de taille minuscule.
Défis associés à la technologie de l'électroérosion
La technologie de l'électroérosion est associée à certains défis, qui sont les suivants :
- L'installation requise par l'électroérosion est précise et prend beaucoup de temps ; il faut même des techniciens experts pour faire fonctionner le processus et obtenir la précision voulue.
- En raison des étincelles à haute température, le risque d'endommagement thermique du composant est important.
- Les électrodes utilisées dans le processus sont généralement personnalisées et augmentent le coût.
- Lorsqu'il s'agit de coupes très profondes, il devient difficile de maintenir la précision et, par conséquent, des problèmes tels qu'un rinçage inefficace et la sélection des électrodes persistent.
Quelle est la différence entre la CNC et l'électroérosion ?
Voici une comparaison des différences entre l'usinage CNC et l'usinage EDM :
Principe d'usinage : L'usinage CNC coupe à l'aide d'outils mécaniques contrôlés par ordinateur, tandis que l'usinage EDM utilise des étincelles électriques pour enlever de la matière.
Matériaux applicables : L'usinage CNC convient à un large éventail de matériaux métalliques et non métalliques, tandis que l'usinage par électroérosion convient aux métaux plus durs (acier, alliages de tungstène, par exemple) et aux matériaux difficiles à usiner.
Précision et surface : L'usinage par électroérosion permet d'obtenir une meilleure précision et une meilleure finition de surface, et convient particulièrement aux formes complexes.
Vitesse d'usinage : La vitesse d'usinage CNC est rapide et adaptée à la production de masse, tandis que l'électroérosion est relativement lente pour l'usinage de trous profonds ou de formes complexes.
Coût : La CNC est adaptée à la production de masse, le coût unitaire est relativement faible ; l'EDM est adapté aux petites quantités, à la production de pièces de forme complexe, le coût unitaire est relativement élevé.
Conclusion
Le processus d'électroérosion a permis de fabriquer très facilement des composants très complexes avec des détails très fins et de manière très précise. Toutefois, si vous souhaitez acquérir une expérience pratique de ces composants personnalisés pour votre application, qui sont d'une précision exceptionnelle, vous pouvez nous contacter à l'adresse suivante DEK. Nous fournissons des composants de haute qualité fabriqués par électroérosion.
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FAQ
Quels sont les principaux éléments d'un système d'électroérosion ?
Les principaux composants du système d'électroérosion sont une électrode, un système diélectrique, un système d'alimentation en électricité, une alimentation pulsée et des composants.
Quels sont les paramètres technologiques de l'électroérosion ?
Les paramètres technologiques de l'électroérosion sont le temps d'impulsion, le courant de décharge, le temps d'arrêt, la tension et la pression de rinçage.
L'usinage par décharge électrique est-il coûteux ?
L'usinage par électroérosion nécessite un investissement initial important, un coût d'exploitation élevé et un entretien. Toutefois, la qualité des composants est exceptionnelle, de sorte que certaines applications peuvent trouver ce procédé onéreux et d'autres non.
En quoi l'électroérosion diffère-t-elle des autres procédés d'usinage ?
L'électroérosion n'est pas en contact direct avec la pièce à usiner, ce qui permet de contrôler l'usure de l'outil par rapport à d'autres procédés d'usinage.
