Tout sur la découpe par électroérosion à fil : définition, applications et avantages

Lancé en 1770, l’EDM se développe sous le nom d’usinage par électroérosion. Il utilise des décharges électriques à différentes fins. Il enlève de la matière d’un échantillon ou d’une pièce, produit des étincelles ou même coupe le métal. Voici un article qui vous explique tout sur l’électroérosion à fil. Faites défiler vers le bas pour en savoir plus sur ses avantages, ses applications, ses caractéristiques et ses composants. Vous apprendrez également comment la commande numérique par ordinateur, ou CNC, stimule le processus d’électroérosion.

 

Tout d’abord, qu’est-ce que l’électroérosion à fil

L’électroérosion à fil est une technique de fabrication soustractive qui fonctionne sans contact direct. Elle utilise un fil fin chargé électriquement pour traiter les métaux conducteurs d’électricité. Rempli de fluide diélectrique, le fil fin agit comme une électrode. Il coupe avec précision la pièce en faisant fondre ou en vaporisant le matériau. L’étincelle de l’électrode érode le métal avec une distorsion minimale. L’usinage produit ainsi des lignes et des formes de coupe petites mais précises. La fonctionnalité de l’EDM le rend adapté à diverses industries. Vous pouvez trouver l’électroérosion à fil dans des industries telles que l’aérospatiale, les appareils médicaux, la fabrication de matrices et d’outils.

 

Histoire et origine de l’électroérosion

 

Commençons par comprendre rapidement l’histoire et l’origine de l’électroérosion. Comment a-t-elle commencé et qui en était la vision ? Le concept d’électroérosion trouve son origine en 1943 par B. R. Lazarenko et N. I. Lazarenko. Les scientifiques soviétiques ont découvert une méthode pour remplacer l’usure des outils par des décharges électriques. À l’échelle commerciale, l’électroérosion à fil a été introduite pour la première fois dans les années 1960. Cependant, c’est dans les années 1970 que l’intégration de la technologie CNC a révolutionné les électroérosions à fil. Elle a amélioré la précision et l’efficacité de la fraise EDM. En termes simples, la CNC avec la découpe par fil EDM facilite les tâches d’usinage complexes et détaillées.

 

Comment fonctionne l’électroérosion à fil (EDM)

Maintenant vient la question majeure de savoir comment fonctionne l’usinage par électroérosion à fil. Le processus d’électroérosion à fil fonctionne sur une technique simple. Il y a deux côtés du fil ou de l’électrode, l’un portant une charge et l’autre un matériau conducteur. Lorsque les deux électrodes entrent en contact, elles créent une décharge électrique. L’étincelle générée indique le flux d’électricité. L’étincelle électrique est capable de produire une chaleur intense allant de 8000 à 12000 degrés Celsius. La température peut facilement faire fondre ou vaporiser presque tous les matériaux conducteurs.

 

De plus, ces décharges se produisent fréquemment avec un petit intervalle de temps. Une machine adaptative contrôle l’intervalle de décharge dans l’électrode, en maintenant la cohérence. C’est ainsi que le matériau ou la pièce est découpé dans la forme souhaitée. Mais savez-vous quelle est la meilleure partie ? Une EDM élimine également les minuscules particules. Ainsi, elle maintient la machine propre, en éliminant tous les meilleurs produits.

 

Comprendre les composants d’une machine d’électroérosion à fil

 

Passons à la section suivante qui traite des composants importants de l’électroérosion à fil. Une machine d’électroérosion à fil comprend différentes pièces qui fonctionnent ensemble pour obtenir des résultats. Voici la liste des composants de la machine ainsi que ses fonctions :

 

Alimentation électrique

 

Le premier composant est une alimentation électrique qui fournit une charge à la machine. Elle définit les propriétés des charges électriques générées entre les électrodes. Nous vous conseillons d’utiliser un bloc d’alimentation fiable et de haute qualité.

 

Outils CNC

Les outils de contrôle numérique par ordinateur contrôlent le fonctionnement de l’électroérosion à fil. Il surveille la procédure liée au séquençage et à la découpe des trajectoires de fil. La précision de l’usinage CNC définit la sophistication de la machine et son niveau d’erreur.

 

Fil

 

Le fil est le composant principal de la machine et il sert d’électrode. Ainsi, en termes simples, il génère une décharge électrique pour soutenir le processus. La forme et les dimensions du fil influencent sa fonctionnalité. Voici les caractéristiques que vous devez prendre en compte pour choisir le bon fil :

 

• but de votre projet
• conductivité et résistance à la traction
• température de vaporisation
• résistance à la traction et dureté

 

En général, le diamètre varie de 0,05 à 0,25 mm. Voici les types de fils utilisés dans l’électroérosion à fil CNC :

 

Fils en laiton

 

Le laiton est le fil le plus couramment utilisé dans l’électroérosion. Il est apprécié pour ses excellentes propriétés de flux électrique. La composition du matériau, composée de cuivre et de zinc, joue un rôle important. La teneur en zinc préserve les performances de la machine. Cependant, la composition du zinc doit toujours être inférieure à 40 % pour équilibrer le taux de corrosion.

 

Fils revêtus de zinc

 

Un autre matériau de fil est le revêtement de zinc. Il est obtenu en appliquant du zinc pur ou une couche d’oxyde de zinc sur le fil. Ce fil améliore la fonctionnalité et la vitesse de la machine à fil coupé par électroérosion.

 

Fils recuits par diffusion

 

Il s’agit des fils revêtus de plus de 40 % de zinc pur. La composition en zinc excédentaire rend le fil idéal pour la production de masse et les industries.

 

Électrodes

 

Les fils utilisés dans le système agissent comme des électrodes pour la machine. Ces électrodes sont généralement divisées en deux types : cathode et anode.

 

Servomoteur

 

Le servomoteur agit comme une barrière entre les deux électrodes et garantit qu’elles n’entrent pas en contact. Il protège contre tout incident ou panne pendant le processus de découpe EDM.

 

Milieu diélectrique

 

En fin de compte, un fluide diélectrique remplit le système EDM. Le fluide empêche les minuscules particules de l’anode de se fixer à la cathode. En général, le milieu diélectrique le plus populaire est l’eau déionisée. Il refroidit la surface et lui donne une finition lisse.

 

Quels sont les matériaux métalliques qu’une machine d’électroérosion à fil peut couper ?

 

Vous travaillez peut-être sur les métaux conducteurs d’électricité courants qui peuvent fonctionner avec une machine d’électroérosion à fil. Les machines d’électroérosion à fil peuvent traiter différents types de matériaux. Elles peuvent aider à créer même les formes et motifs complexes sur la pièce métallique. Vous serez peut-être surpris d’apprendre que ces machines peuvent fonctionner même avec des matériaux durs et délicats. Voici la liste des pièces que vous pouvez utiliser avec la machine d’électroérosion à fil :

 

Titane

La machine de découpe par électroérosion à fil peut fonctionner avec du titane. Elle gère efficacement le caractère collant de l’alliage et empêche la formation de longs copeaux. De plus, l’eau déionisée de la machine permet de contrôler la génération de chaleur résiduelle.

 

Aluminium

 

En raison de ses caractéristiques douces et lisses, l’aluminium est assez difficile à couper. De plus, la découpe de l’aluminium entraîne également une accumulation de gomme. Cependant, la machine de découpe par fil EDM résout tous les problèmes liés à l’usinage.

 

Acier

 

L’acier est populaire pour sa résistance. Il produit une grande quantité de chaleur lors de la coupe. Parfois, il peut être difficile d’équilibrer la chaleur produite au cours du processus. Cependant, une machine d’électroérosion à fil CNC surmonte tous les problèmes associés.

 

Laiton

 

En raison de sa résistance élevée à la traction, le laiton s’adapte à une machine d’électroérosion à fil. Cependant, le processus est un peu plus lent en raison de la surface métallique lisse.

 

Graphite

 

En raison de ses caractéristiques, le graphite est assez difficile à couper. Les services d’électroérosion à fil facilitent le processus, empêchant l’arrachement des particules.

 

Comprendre les avantages et les limites de l’électroérosion à fil

Avantages

• Coupes et mise en forme de motifs plus précises et exactes.
• Élimine le traitement et la finition de la pièce métallique.
• Il peut même créer des conceptions et des formes complexes adaptées.
• Surmonte les défis de l’usinage CNC traditionnel.
• Idéal pour les matériaux fragiles et sensibles qui ne peuvent pas résister aux contraintes d’usinage traditionnelles.
• Ne laisse aucune bavure, défaillance ou déformation du matériau.
• Travail en détail, ce qui donne des pièces minuscules.
• Peut fonctionner sans interruption.

Inconvénients

Il existe certaines limites associées à l’application de l’électroérosion à fil :

• Travailler uniquement avec la pièce conductrice.
• Souvent, elle nécessite une finition supplémentaire, ce qui peut être coûteux.
• Coût d’investissement initial élevé.
• Nécessite un entretien régulier.

 

Applications générales de l’usinage par électroérosion à fil

 

Comme mentionné ci-dessus, l’électroérosion à fil est utile pour différentes industries. Elle permet de réduire les coûts globaux et d’accélérer l’ensemble du processus. Voici les applications générales de l’électroérosion à fil :

 

Industrie automobile

Les fabricants de l’industrie automobile ont besoin de pièces métalliques pour différentes machines et véhicules. Avec l’usinage par électroérosion à fil, ces entreprises n’ont pas besoin de s’appuyer sur des forces mécaniques. Le processus personnalise la pièce métallique pour des pièces telles que des pare-chocs, des portières de voiture, des tableaux de bord, etc.

 

Industrie aérospatiale

 

Comme dans l’automobile, le secteur aérospatial utilise également l’électroérosion à fil pour fabriquer des pièces détaillées. Il se transforme en un sauveur pour les pièces qui ne peuvent pas résister aux températures élevées et aux contraintes. De plus, la précision et la stabilité de la machine se traduisent par une excellente finition de surface. Les produits résultants courants comprennent les moteurs d’avion, les aubes de turbine et d’autres pièces.

 

Industrie médicale

 

Avec des niveaux de précision élevés, les machines EDM produisent des pièces médicales complexes. Il est utilisé dans des domaines sensibles des sciences médicales, notamment l’optométrie et la dentisterie. Il peut facilement fabriquer des implants dentaires et des seringues sans compromettre la qualité.

 

FrançaisCe qui différencie l’électroérosion de l’électroérosion par fil

 

L’électroérosion par fil est différente de l’électroérosion traditionnelle de plusieurs manières. Tout d’abord, l’électroérosion utilise des électrodes solides, tandis que l’électroérosion par fil s’appuie sur un fil fin pour la découpe et le profilage.

 

• L’électroérosion par fil est plus rapide et plus efficace que les électroérosions traditionnelles. Tout cela grâce à son électrode à fil chauffante prête à l’emploi.
• En général, les électroérosions traditionnelles sont utilisées pour l’ébauche. En revanche, l’électroérosion par fil est utile pour les opérations finales et finies.
• La découpe au fil est la meilleure pour la découpe 2D, tandis que l’électroérosion traditionnelle fonctionne également bien pour les profils 3D.
• Avec sa précision, les découpes au fil peuvent produire des résultats complexes et précis par rapport aux autres.

 

Rôle de la CNC dans les machines d’électroérosion à fil

 

La CNC utilise un logiciel préprogrammé pour automatiser les machines et leurs processus. La CNC dans les machines d’électroérosion à fil contrôle le chemin du fil et le processus d’usinage. Voici la contribution de la CNC dans les électroérosions :

 

• En utilisant des moteurs pas à pas, la CNC permet d’obtenir une grande précision et des tolérances serrées.
• Grâce à la commande numérique, l’électroérosion à fil CNC automatise le processus de découpe.
• Elle minimise également le gaspillage de matériaux en produisant des résultats reproductibles.
• Améliore l’efficacité du temps et réduit les coûts de main-d’œuvre.
• En outre, les électroérosions à fil CNC produisent des finitions de surface supérieures en moins de temps d’usinage.

 

Foire aux questions

 

L’électroérosion à fil est-elle coûteuse ?

L’électroérosion à fil peut entraîner des coûts d’installation élevés. Cependant, vous devez vous soucier du coût. La précision et la polyvalence de l’électroérosion à fil permettent d’économiser du temps et de la main-d’œuvre, réduisant ainsi les coûts à long terme.

 

Pourquoi est-il nécessaire d’ajouter de l’eau déionisée à l’électroérosion ?

L’eau déionisée est connue pour sa faible teneur en carbone. Elle sert de support important dans l’électroérosion à fil car elle équilibre la température diélectrique.

 

Qu’est-ce que l’électroérosion par enfonçage ?

L’électroérosion par enfonçage est un type d’usinage par électroérosion. Le processus utilise un métal conducteur d’électricité qui permet d’obtenir la forme souhaitée à l’extrémité.

 

Qu’est-ce que l’électroérosion par perçage ?

Contrairement à l’électroérosion à fil, les machines d’électroérosion par perçage utilisent des charges électriques pour percer de minuscules trous.

 

L’électroérosion à fil est-elle la même chose que la découpe au laser ?

 

La découpe au laser et l’électroérosion aident toutes deux à couper la pièce, mais il y a une petite différence. L’électroérosion à fil utilise l’érosion électrique et les lasers utilisent un faisceau thermique à haute puissance.

 

Conclusion

 

Il ne fait aucun doute que l’électroérosion à fil est un procédé polyvalent mais précis. Il peut créer des formes complexes en moins de temps et avec moins de ressources. Chez Aixi Hardware, nous utilisons notre connaissance approfondie du mécanisme CNC pour améliorer les tolérances et les capacités de l’électroérosion à fil. Notre procédé simple permet de créer des coupes de haute précision pour tous types de matériaux conducteurs. Contactez-nous pour plus de questions et nous trouverons la solution d’électroérosion qui vous convient.