1.0 Introduction
C'est une technique de fabrication qui utilise des décharges électriques pour obtenir une forme particulière. L'usinage par étincelle, l'érosion par étincelle, la combustion, l'enfonçage et l'érosion par fil sont tous des termes qui ont été utilisés pour décrire ce processus.
CNC Milling China produit des géométries complexes à partir de matériaux durs comme le titane, les aciers inoxydables ainsi que d'autres alliages durcis par EDM.
1.1 Utilisations de la GED
L'EDM est préféré dans la fabrication en petits volumes, car il permet plusieurs processus. Le fraisage, le tournage, le perçage de petits trous et d’autres procédures en font partie. La technologie EDM est utile dans les applications suivantes grâce à sa capacité à générer des formes uniques et exactes :
i. Fabrication de matrices
Les instruments de découpe et de façonnage sont utilisés pour couper ou façonner des matériaux en objets solides. Quelle que soit la taille ou la rareté de la forme requise, l’électroérosion est utilisée pour fabriquer ces matrices.
ii. Fabrication de moules
L'EDM est fréquemment utilisé pour obtenir le diamètre, la profondeur et la forme corrects du moule. Les fabricants de moules l’utilisent comme méthode principale de moulage par injection. La forme d'électroérosion la plus couramment utilisée dans la production de moules est l'électroérosion à fil.
iii.Fin ou renouvellement d’un abonnement Percer de petits trous
La technologie EDM est une approche rapide et appropriée pour percer de petits trous précis et profonds dans des matériaux de toute dureté. L'EDM peut également être utilisée pour percer des trous dans des surfaces inclinées et d'autres zones difficiles.
2.0 Principe de fonctionnement de l'EDM
L'alimentation CC fournit l'énergie nécessaire à l'apparition de l'étincelle. La source d'alimentation CC est contrôlée par le système EDM, qui allume et éteint l'énergie de l'étincelle et fournit la quantité précise d'électricité à chaque étincelle.
La résistance du fluide diélectrique détermine la fréquence à laquelle des étincelles se produisent entre l'électrode et la pièce. Un fluide pétrolier typique à base d'hydrocarbures a une rigidité diélectrique de 170 volts par millimètre (170 V/mm).
L'électrode est rapprochée de la pièce à usiner jusqu'à ce que la distance entre elles atteigne 0.001 pouce (0.025 mm).
Le fluide diélectrique remplit l'espace entre l'électrode et la pièce. Une tension de 170 V est fournie entre l'électrode et la pièce pendant la période d'avance de l'électrode.
Le fluide diélectrique s'ionise et se transforme d'un isolant électrique en un conducteur électrique lorsque la tension est de 170 V et que l'espacement est de 0.001 po (0.025 mm). Le fluide diélectrique ionisé conduit l'électricité de l'électrode à la pièce. Une fois le fluide diélectrique ionisé, l'électricité continue de le traverser jusqu'à ce qu'il soit éteint.
Lorsque l’alimentation est coupée, le fluide diélectrique se désionise et le fluide redevient un isolant électrique. Le voltmètre affichera la tension en circuit ouvert lorsque la source d'alimentation est allumée mais que l'électrode n'est pas suffisamment proche de la pièce pour produire une étincelle. La tension d'usinage est la tension affichée lors de l'étincelle. La plage habituelle de tension en circuit ouvert est de 100 à 300 V. Dans la plupart des cas, la tension d'usinage se situe entre 20 et 50 volts.
Lorsqu'un fluide diélectrique est ionisé, il est chauffé par le passage de l'électricité et se transforme en plasma. Les électrons traversent facilement le plasma ionisé sous la forme d’une étincelle lorsque cette situation existe. Les électrons négatifs sont attirés vers la pièce chargée positivement et les ions positifs vers l'électrode chargée négativement lorsque l'électricité circule à travers le plasma.
L'énergie cinétique des électrons et des ions est transformée en énergie thermique ou en flux thermique lorsqu'ils entrent en collision respectivement avec la surface de la pièce à usiner et de l'outil. Le flux de chaleur intense et concentré provoque une élévation de température extrêmement limitée et instantanée, au-delà de 10,000 XNUMX °C. oC. L'enlèvement de matière se produit par une forte augmentation localisée de la température. L'élimination de matière se produit par vaporisation et fusion immédiates. Seule une partie du métal fondu est éliminée. Le canal plasma s'effondre lorsque la différence de potentiel est supprimée. Des ondes de choc de compression se produisent alors à la surface de l'électrode et dans la zone environnante. En particulier à proximité de l'outil, aux points hauts de la surface de la pièce.
3.0 Types de GED
Il existe plusieurs manières d’usiner par décharges électriques. Voici les différentes formes d’usinage par électroérosion :
1. EDM de lest
Une étincelle électrique est créée entre l'électrode et la pièce à l'aide d'électrodes en graphite ou en cuivre et d'un fluide diélectrique. L'électrode est créée sous la forme inverse de la cavité nécessaire dans la première phase de cette méthode. Le dé est créé de cette manière.
Pendant que la matrice est immergée dans un fluide diélectrique, comme de l'huile, une tension est induite entre la matrice et la pièce conductrice d'électricité. La matrice est abaissée progressivement vers la pièce jusqu'à ce qu'elle atteigne la « panne électrique », moment auquel une étincelle jaillit de « l'éclateur ». Cela provoque la vaporisation et la fusion du matériau de la pièce, et le fluide diélectrique emporte alors toutes les particules expulsées. Au cours de ce processus, une petite partie de l'électrode est souvent corrodée.
2. EDM de fil
L'électroérosion à fil utilise un fil fin qui se déplace axialement. Les guides-fils supérieur et inférieur, généralement en diamant, contrôlent la position de l'électrode afin de produire des pièces aux formes complexes et aux tolérances serrées sur la pièce. Un contact métallique, souvent construit en carbure de tungstène résistant à l'usure, fournit une tension à l'électrode à fil. L'usinage de micro-éléments a été créé avec un fil très fin d'un diamètre de seulement 30 m.
3. Trou EDM
Par rapport aux procédures de perçage de trous classiques, cette approche permet de fabriquer avec précision des trous extrêmement petits et profonds sans avoir besoin d'ébavurage. L'électroérosion par enfonçage est également utilisée dans ce processus. La coupe est toutefois réalisée avec une électrode cylindrique pulsée qui s'enfonce plus profondément dans la pièce tout en alimentant le fluide diélectrique dans la région de coupe.
3.1 Avantages de la GED
- Flexibilité de conception accrue
L’un des avantages les plus importants de l’usinage par électroérosion est qu’il permet de découper des formes et des profondeurs difficiles à obtenir avec les technologies d’usinage standard. Les contre-dépouilles et les coins intérieurs exactement carrés en sont des exemples. Un autre avantage est que la technique d'usinage ne produit pas de bavure.
- Usinage sans distorsion
Dans cette technique, l’outil n’est jamais en contact direct avec la pièce. Il n’y a pas de distorsion lorsqu’aucune force n’agit sur la portion. Cela permet d'usiner des éléments extrêmement fins sans risque de rupture. De plus, comme il n'y a pas de distorsion, des tolérances très serrées de +/- 0.012 mm peuvent être atteintes.
- Améliore la qualité de la finition de surface
Les procédés traditionnels d'enlèvement de matière, comme le fraisage CNC, laissent des traces d'usinage sur la pièce qui doivent être éliminées par la suite. La finition de surface de l'EDM est à direction zéro, ce qui permet d'obtenir des surfaces toujours lisses sans nécessiter de traitement supplémentaire. Le traitement EDM rapide, en revanche, peut laisser une texture grenaillée.
- Haute précision
En raison de ses niveaux élevés de précision, l’EDM est idéal pour créer de minuscules composants et prototypes. Par exemple, dans le secteur automobile, où des degrés de précision élevés sont nécessaires pour fabriquer des composants de moteur délicats, cette approche est fréquemment utilisée.
- Fonctionne avec des matériaux durcis
L'EDM est idéal pour les matériaux durs. En conséquence, toute distorsion éventuelle due au traitement thermique est facilement évitée.
- Une variété de formes et de profondeurs sont possibles
L'électroérosion permet également de créer des formes et des profondeurs difficiles à obtenir avec un outil de coupe. L'usinage en profondeur, en particulier lorsque le rapport longueur/diamètre de l'outil est assez important, est une utilisation courante pour l'électroérosion. L'usinage par électroérosion est également spécialisé dans les coins intérieurs pointus, les nervures profondes et les petites fentes.
3.2 Inconvénients de la GED
- Le taux d’enlèvement de matière est faible
Le taux d’enlèvement de matière est inférieur à celui des méthodes d’usinage standard. L’augmentation du temps de production se répercute sur le coût global car le processus de fabrication est particulièrement énergivore. En conséquence, l’EDM est inefficace pour les initiatives à grande échelle et est souvent négligée au profit d’autres approches.
- Certains matériaux ne peuvent pas être usinés.
L'usinage par électroérosion ne peut être utilisé que sur des matériaux conducteurs d'électricité. Il convient également de noter que, bien que la procédure soit nominalement sans contrainte, l'usinage implique un processus thermique qui peut modifier la composition de la pièce.
- L'électrode peut être chère.
Une électrode spéciale avec la caractéristique inversée est requise pour l'électroérosion par enfonçage. L'usinage de l'électrode peut sembler coûteux à des taux de production inférieurs, mais à des niveaux plus élevés, ce coût supplémentaire peut être réparti sur plusieurs composants.
3.3 GED et santé et sécurité
Certaines des précautions qui doivent être suivies afin d'utiliser un équipement EDM en toute sécurité sont répertoriées ci-dessous.
- L'EDM nécessite une formation complète pour les opérateurs et le personnel.
- Assurez-vous que les équipements de sécurité incendie sont installés et entretenus régulièrement.
- Surveillez de près le fluide diélectrique. Le fluide empêche la décharge de passer vers d'autres matériaux conducteurs que la pièce à usiner.
- Une bonne circulation de l'air aide à éliminer les gaz qui peuvent être créés dans le fluide à la suite de réactions chimiques qui se produisent lors de la décharge.
- Il est essentiel de surveiller le fluide diélectrique pour s’assurer qu’il ne perde pas ses propriétés non conductrices.
Conclusion 4.0
Chez CNC Milling China, l'usinage par électroérosion reste la solution pour les applications d'usinage à forte demande. Il permet aux ingénieurs de modifier les matériaux dans des situations où les approches standard sont difficiles, voire impossibles. Ce procédé unique en son genre contribue à la production de composants de haute qualité.
