Automatisation
Usinage par électroérosion

BM7251 v1 Article de référence

Automatisation
Usinage par électroérosion

Auteur(s) : Daniel KREMER

Date de publication : 10 oct. 2000 | Read in English

Cet article est réservé aux abonnés

Pour explorer cet article plus en profondeur Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?Se connecter

Sommaire
Médias

Présentation

1 - Principe

1.1 - Mécanismes de l'enlèvement de matière
1.2 - Matériaux usinables. Matériaux pour outils. Diélectriques
1.3 - Commande des machines

Tableau 1

2 - Performances

2.1 - Zone thermiquement affectée

Figure 9 - Tenue en fatigue d’après
2.2 - Débit de matière. Qualité géométrique. Usure de l’outil
2.3 - Limites de l’usinage par électroérosion

3 - Reproduction de forme par défonçage

3.1 - Principe
3.2 - Performances

Tableau 2
3.3 - Applications
3.4 - Comparaison avec d’autres techniques

4 - Découpe par fil

4.1 - Principe
4.2 - Performances

Tableau 3 Tableau 4
4.3 - Applications
4.4 - Comparaison avec les autres techniques de découpe

5 - Autres applications

5.1 - Fraisage
5.2 - Micro-usinage
5.3 - Réalisation de fissures
5.4 - Modifications de surface
5.5 - Techniques mixtes

6 - Automatisation

6.1 - Générateur
6.2 - Commande adaptative
6.3 - Axes
6.4 - Méthodes de travail

7 - Synthèse

Bibliographie & annexes

Présentation

Auteur(s)

Daniel KREMER : Ingénieur des Arts et Métiers - Professeur à l’École nationale supérieure des arts et métiers

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

L’usinage par électroérosion est une technique procédant par fusion, vaporisation et éjection de la matière. L’énergie est apportée par des décharges électriques passant entre deux électrodes, la pièce et l’outil.

Cette technique modifie les caractéristiques de la matière en surface et en sous-couche (augmentation de la dureté, présence de contraintes résiduelles de traction d’origine thermique, présence de microfissures). Il s’ensuit une meilleure résistance à la corrosion et à l’usure, mais une baisse notable de la tenue en fatigue des pièces. La surface usinée est faite de cratères, sa rugosité est grossière en ébauche (Ra = 10 à 30 µm) ; elle peut être bonne en finition (Ra = 0,4 à 1,6 µm). Le débit de matière est plutôt faible : de l’ordre du centimètre cube en ébauche, du millimètre cube, voire moins, en finition.

Ce ne peut pas être une technique de grande série. Les décharges passant entre les deux électrodes, il y a aussi enlèvement de matière sur l’outil, qui s’use (usure volumétrique de 0,5 %, en ébauche, à 30 % ou plus en finition).

Sa très grande qualité est la précision, qui peut être meilleure que 0,01 mm, à condition de maîtriser l’usure de l’outil.

L’électroérosion est utilisée dans divers secteurs de l’industrie, pour usiner des matériaux conducteurs ou semi-conducteurs : aciers trempés, alliages métalliques réfractaires, certains composites, etc. Le plus gros utilisateur est le secteur de l’outillage : moules de verrerie, d’injection de matière plastique, matrices, poinçons, filières. Le procédé est aussi utilisé en aéronautique, pour des perçages ou usinages sur aubes ou disques de turbine. Les autres utilisateurs sont le domaine nucléaire, le domaine médical (prothèses, aiguilles), la mécanique générale et l'automobile pour des applications particulières (perçage d’injecteurs Diesel, découpe de petites séries en Formule 1).

L’électroérosion est incontournable pour réaliser des formes complexes dans des matériaux à hautes caractéristiques mécaniques. Ses concurrents potentiels sont l’usinage à grande vitesse (qui ne permet pas cependant d’obtenir des détails aussi fins) et le prototypage rapide, qui est plus flexible, mais pas encore assez précis.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ? Se connecter

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7251

Lecture en cours
Présentation

Page
suivante

Synthèse

Article inclus dans l'offre

"Travail des matériaux - Assemblage"

(178 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

6. Automatisation

L'électroérosion a connu un fort développement à partir des années 80, permis par deux avancées majeures :

une amélioration des performances, principalement grâce aux générateurs et systèmes de commande d’avance ;
une importante utilisation de l’automatisation, par l’emploi de commandes numériques multiaxes et par la gestion rationnelle de la fabrication et de la mise en position des électrodes.

6.1 Générateur

Le générateur doit pouvoir fournir des décharges de faible durée (quelques microsecondes à quelques millisecondes), d’intensité pouvant atteindre quelques dizaines ou centaines d'ampères, à une très haute fréquence de répétition.

Pour les machines de défonçage, les progrès ne sont pas visibles. Certains constructeurs utilisent des systèmes de préamorçage de la décharge, à forte tension. D’autres contrôlent la forme du signal électrique pour lui donner l'allure d'une décharge type pour l'application envisagée. Des bases de données et des systèmes experts utilisent des données issues d'expérimentations pour optimiser l'usinage selon différentes stratégies : débit de matière ; compromis débit de matière – usure ; faible usure ; très faible usure.

Pour les machines à fil, certains générateurs provoquent des inversions de polarité, car l’usure n'est pas un problème sérieux, pour faciliter l'évacuation des particules. Les générateurs ont considérablement évolué pour permettre les accroissements des vitesses maximales de coupe. La surface coupée est passée de 30 mm²/min dans années 70 à 350 mm²/min à la fin des années 90. Les constructeurs utilisent des circuits CMOS. Certains proposent des installations à 40 A, d'autres à 20 A avec signal de préamorçage de la décharge, d'autres enfin proposent des temps de commutation de quelques nanosecondes.

L’eau peut créer des problèmes d’électrolyse avec certains matériaux, les aciers par exemple. Des progrès récents ont fourni des générateurs « anti-électrolyse », qui s'opposent aux réactions d'oxydoréduction.

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.