Qu’est-ce qu’une machine d’électroérosion ?
Les machines d’électroérosion sont des machines-outils qui font fondre la pièce à l’aide de la chaleur générée par une arc de décharge. Elles sont principalement utilisées pour l’usinage des métaux, à condition que la pièce soit constituée d’un matériau conducteur d’électricité, quelle que soit sa dureté.
L’usinage par électroérosion est une méthode dans laquelle une décharge électrique est appliquée entre une électrode dans un liquide et la pièce à usiner pour faire fondre la pièce par la chaleur, la partie fondue est ensuite refroidie par le liquide et dispersée. Même dans le cas de l’usinage de matériaux durs où l’arête de coupe ne résiste pas au processus de coupe, il est possible d’usiner la pièce dans des formes précises.
Utilisations d’une machine d’électroérosion
L’électroérosion peut être utilisée pour traiter des matériaux difficiles à traiter avec des méthodes conventionnelles. Tout d’abord, il existe des applications pour l’usinage de matériaux très durs. Les trous hexagonaux, les rainures de clavette et l’usinage angulaire ne sont pas limités par l’outil de coupe.
Dans le domaine du décolletage, les machines d’électroérosion peuvent être utilisées pour le post-usinage des filets dans les cas où l’usinage a été oublié et où la trempe a eu lieu. L’électroérosion est également utilisée pour l’usinage de petits trous profonds qui ne peuvent pas être percés.
Les trous obliques peuvent également être facilement usinés. Les échantillons présentant des défauts microscopiques, appelés défauts artificiels, sont produits par électroérosion. Dans d’autres cas, l’électroérosion convient à l’usinage d’engrenages fins avec une grande précision. L’électroérosion à fil avec un fil fin permet d’obtenir une développante propre et un trou parfaitement circulaire au centre.
Principe de l’usinage par électroérosion
Dans l’électroérosion, la pièce est immergée dans un fluide de travail hautement isolant et est usinée par des décharges électriques répétées à une vitesse de 1 000 à 100 000 fois par seconde. Lorsque l’électrode et la pièce sont déchargées en maintenant une distance de quelques dizaines de microns, le métal atteint une température de plusieurs milliers de degrés Celsius et commence à fondre.
Le métal en fusion est rapidement refroidi par le fluide de travail, qui se vaporise et explose, l’expulsant de la surface de la pièce. Le principe de l’électroérosion est que la surface de la pièce est rasée au fur et à mesure qu’elle est refroidie par le liquide de travail et dispersée sous forme de petites particules.
Types de machines d’électroérosion
Les trois types de machines d’électroérosion sont les suivants :
1. Machine d’électroérosion d’enfonçage
Les machines à électroérosion d’enfonçage sont des machines-outils qui transfèrent la forme de l’électrode sur la pièce à usiner au moyen d’une décharge électrique. Des électrodes en cuivre ou en graphite sont usinées dans une forme inversée de la forme à usiner, et lorsque l’électrode est approchée de la pièce, une décharge électrique est déclenchée et la pièce est usinée dans la forme opposée de l’électrode. La commande numérique de l’électrode permet un usinage complexe en trois dimensions. Souvent utilisées pour le traitement des moules et pour le moulage de la résine.
2. Machine d’électroérosion à fil
Les machines d’électroérosion à fil utilisent des fils très fins d’un diamètre compris entre 0,05 mm et 0,3 mm comme électrodes. Le fil de laiton est souvent utilisé, et le fil est déplacé par commande numérique (CN) pour découper la pièce dans la forme souhaitée, ce qui est également connu sous le nom de WEDM.
Les électrodes à fil se caractérisent par le fait qu’elles ne nécessitent pas l’usinage des électrodes et qu’elles utilisent des fils très fins pour la coupe, ce qui entraîne une perte minimale de matériau. Il n’est pas possible d’usiner des formes à fond qui ne peuvent pas être pénétrées. Elles sont par exemple utilisées pour l’usinage des matrices de presse.
3. Machine d’électroérosion par trous
Ces machines utilisent des électrodes en forme de tige ou de tuyau pour percer des trous très fins dans le fluide de traitement tout en faisant fondre et en enlevant la pièce à usiner. Elles sont capables de percer des trous d’un diamètre inférieur ou égal à 0,1 mm. L’électrode et la pièce sont usinées sans contact. Utilisée pour l’usinage des trous de purge d’air dans les moules et les buses de précision.
Configuration d’une machine d’électroérosion
Une machine d’électroérosion se compose de trois parties : la machine qui traite le métal, l’unité de commande qui contrôle la machine et l’unité d’alimentation en fluide de traitement qui fournit le fluide de traitement.
1. Unité principale de la machine d’électroérosion
La machine est équipée d’électrodes qui traitent le métal, et les électrodes sont pressées contre le métal à traiter tandis que le fluide de traitement est pulvérisé par les buses. De plus, comme la zone où s’effectue l’électroérosion doit être remplie de la bonne quantité de liquide de traitement, un réservoir de traitement est prévu sur le pourtour de la machine. Un dispositif de réglage du niveau de liquide est inclus.
2. Unité de commande de l’usinage
L’unité de commande d’usinage est une fonction essentielle des machines-outils à commande numérique. En introduisant des données dans le programme d’usinage, elle permet de continuer à produire exactement le même produit usiné avec une grande précision.
3. Dispositif d’alimentation en fluide d’usinage
L’électroérosion est un phénomène dans lequel l’électricité circule à travers un gaz ou un liquide isolant, et le fluide d’usinage agit comme isolant. L’eau ou l’huile est utilisée comme ingrédient principal. Il s’agit d’une aide importante pour l’usinage par décharge électrique et joue également un rôle dans le refroidissement et l’élimination des débris d’usinage.
Autres informations sur les machines d’électroérosion
Caractéristiques des machine d’électroérosions
La principale caractéristique d’une machine d’électroérosion est qu’elle peut facilement traiter des matériaux très durs. De plus, il est possible d’obtenir une précision de quelques microns et d’usiner des formes complexes.
L’électroérosion étant une méthode d’usinage sans contact physique entre l’électrode et la pièce, elle se caractérise par le fait que les défauts de précision dus à la déformation de la pièce sont peu probables. Même les plaques minces peuvent être facilement traitées.
Le découpage produit généralement des bavures, ce qui n’est pas le cas de l’électroérosion. Par ailleurs, comme aucune lame n’est utilisée, les coins intérieurs peuvent être usinés avec précision. Il est aussi possible d’usiner des rainures et des trous profonds d’une largeur inférieure à 0,1 mm.
L’usinage par machine d’électroérosion a aussi ses faiblesses. L’électroérosion fait fondre la pièce petit à petit, ce qui ralentit la vitesse d’usinage. Il nécessite également de nombreux consommables tels que des électrodes et n’est pas adapté à la production de masse.