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Usinage par électroérosion (#Électroérosion, en anglais : Electrical Discharge Machining, EDM) est un procédé de fabrication de haute précision qui utilise des étincelles pour enlever de la matière et former une pièce selon la forme souhaitée. Cette technique est largement utilisée pour l’usinage de formes complexes et de matériaux difficiles à couper, en particulier les matériaux conducteurs tels que les alliages de titane, les aciers à outils et les aciers au carbone. L’électroérosion est fréquemment employée dans la fabrication de moules et dans l’industrie mécanique, offrant des avantages significatifs pour le travail des matériaux très durs ou des pièces de précision.
Principe de l’électroérosion
Le principe de l’électroérosion repose sur le positionnement d’une électrode outil (aussi appelée tête d’électrode) et d’une électrode pièce dans un fluide isolant. Une tension appliquée provoque des décharges périodiques. Lorsque l’intensité du champ électrique dépasse la rigidité diélectrique, le fluide s’ionise, permettant au courant de circuler et d’éroder localement la matière. Après l’arrêt du courant, le fluide se réinsère dans la zone d’usinage, éliminant les débris solides et rétablissant l’isolation. Ce processus cyclique permet de former progressivement la pièce sans contact direct entre l’électrode outil et la pièce.
Historique de l’électroérosion
Le phénomène d’érosion par décharge électrique a été observé pour la première fois par le physicien britannique Joseph Priestley en 1770. En 1943, les chercheurs russes Lazarenko ont inventé la première machine d’usinage par électroérosion et ont réussi à contrôler ce phénomène pour usiner des matériaux difficiles comme le tungstène. Dans les années 1960, la technologie de découpe au fil (électroérosion par fil) a été introduite, principalement pour la fabrication d’outils en acier trempé et de moules. Les progrès dans le contrôle numérique (CNC) et le contrôle multiaxe ont ensuite considérablement augmenté l’efficacité et la précision de l’électroérosion.
Source : Innovations techniques de Herbao
Types d’électroérosion
1. Électroérosion par enfonçage
Les machines d’électroérosion par enfonçage utilisent une électrode pour reproduire sa forme sur la pièce. Elles sont adaptées à la fabrication de cavités complexes et de contours. Les machines CNC offrent un contrôle à trois ou plusieurs axes, tandis que les machines ZNC disposent d’un contrôle à un seul axe.
2. Découpe par électroérosion au fil
#Découpe au fil est une forme spécifique d’électroérosion, utilisant une électrode en forme de fil fin (comme un fil de laiton ou de molybdène). On distingue trois types de découpe au fil selon la vitesse de déplacement :
- Découpe rapide : le fil se déplace rapidement de manière alternée, offrant une grande vitesse mais une précision moindre.
- Découpe à vitesse moyenne : utilise des coupes multiples avec variation de fréquence, une technologie récente pour améliorer la précision.
- Découpe lente : le fil se déplace lentement dans une seule direction, offrant une précision très élevée, idéale pour les travaux exigeants.
Avantages et inconvénients de l’électroérosion
Avantages
- Formes flexibles : possibilité de fabriquer des formes complexes impossibles à obtenir par usinage conventionnel.
- Large gamme de matériaux : permet d’usiner des matériaux très durs tout en maintenant une grande précision.
- Absence de forces de coupe : idéal pour les pièces fines ou fragiles, réduisant les risques de déformation.
Inconvénients
- Lenteur : surtout pour l’usinage de précision, nécessitant plus de temps.
- Coûts élevés : bien que réduits grâce à des avancées technologiques, ils restent supérieurs aux méthodes conventionnelles.
- Exigences matérielles : principalement limité aux matériaux conducteurs, bien que des progrès permettent d’usiner des céramiques et autres non-conducteurs.
Applications de l’électroérosion
L’électroérosion est largement utilisée dans les industries des moules, de l’aérospatiale, de l’électronique et de l’automobile. Par exemple :
- Fabrication de moules : usinage précis de moules pour pneus, chaussures, etc.
- Production de pièces complexes : comme les aubes de turbine, les trous profonds et les angles internes aigus.
Perspectives futures
Avec les progrès des contrôles numériques, des axes multiples et des techniques hybrides, la technologie d’électroérosion continuera à jouer un rôle crucial dans divers domaines, offrant des solutions à des problèmes de fabrication complexes.
Yong-Yi Technology Co., Ltd.