électro-érosion

principe Électrodes séparées par un liquide diélectrique Étincelles électriques entre électrode-outil et pièce à usiner Fusion puis ébullition des matériaux de l’électrode et de la pièce Reproduction en négatif de la forme de l’électrode Pas de contact électrode-outil/pièce: intervalle d’étincelage

Domaines d’application

DOMAINES D’APPLICATIONS : Les applications sont dans le domaine de la fabrication unitaire ou de petite série  Outillage Automobile (quelques applications). Aéronautique

Détails du fonctionnement

Description du système Déplacement électrode outil servocommandée Générateur Bâti -tête d’usinage asservie -table porte piece - bac d’usinage CNC Unité de filtration et de stockage du liquide diélectrique

Dans le bac…l’étincelage Diélectrique: -amorçage des décharges donnant lieu aux étincelle -évacuation des résidus -refroidissement de la pièce que l’étincelle chauffe Établissement du courant Diélectrique : - chaleur - évaporation Ionisation du diélectrique Pont conducteur Mise sous tension Champ électrique Canal de décharge rupture de résistance =claquage Viscosité Contre pression Compression du canal de décharge - > bulle de gaz Fin décharge P tombe vaporisation explosive Fusion Chaleur

Paramètres

Puissance des étincelles volume cratère = f(énergie étincelle) débit d’usinage=f(puissance étincelle)

Matériaux électrode-outil pièce bonne résistance à l’usure T° fusion T° ébullition chaleurs latentes diffusivité thermique conducteur de la chaleur pièce conducteur d’électricité T° fusion T° ébullition chaleurs latentes diffusivité thermique basses élevées Ex: acier, aluminium Ex: graphite, cuivre

Polarité décharge longue décharge courte Bombardement: énergie cinétique convertie en chaleur Ec dépend : - masse - vitesse - nombre de particules décharge longue décharge courte

Avantages et inconvénients

Les avantages de l’usinage par électroérosion Vitesse : rapide pour formes complexes Procédé: à distance par voie électrothermique -> usinage de pièces minces déformables Fiabilité Grande précision Matériaux: métaux ou alliages -durs - réfractaires à usinage conventionnel par enlèvement de copeaux - ne dépend pas directement des propriétés mécaniques Forme :-> Reproduction automatique -> toute surface démoulable ->angles vifs Adaptabilité : nombreuses formes d’électrodes Effets métallurgiques : modification de structure a superficielle de la pièce couche blanche -couche intermédiaire -métal non modifié

Les inconvénients de l’usinage par électroérosion Matériaux : ni plastiques , ni caoutchoucs… Usure des électrodes :-en phase de finition -face frontale -> profil inchangé -réduite avec nouvelles technologies de générateurs à impulsions Vitesse : 0.1mm/mn pour formes complexes 1mm/mn pour perçages mais grande usure Débit de matière : faible en général Manipulation : changement fréquent de taille d’électrode Stabilisation de l’usinage : amorce d’arc ou court circuit ->optimisation des caractéristiques de décharge ->arrosage (circulation du diélectrique) Propriétés mécaniques : Diminution de la limite de fatigue Réalisation des électrodes

Critères technico-économiques Rentable lorsque les formes ou matériaux à usiner le sont difficilement par autres procédés Formes simples avec séries de pièces importantes (électrodes multiples) Formes complexes à l’unité

Variantes

1. REPRODUCTION DE FORME PAR DÉFONÇAGE DIFFERENTES VARIANTES : 1. REPRODUCTION DE FORME PAR DÉFONÇAGE Principe : Performances : usiner des formes complexes (à partir d’une électrode)  le débit de matière :1mm3/min en finition à 1500 mm3/min en ébauche  la rugosité (Ra) : de 0,4 finition à 15 µm  en ébauche fournir une très grande précision (inférieur à 0.001mm)

2. DÉCOUPE PAR FIL Principe : Performances : une forme complexe : dépouille, détails fins  un débit surfacique pouvant atteindre 350 mm2/min dans l’acier  un état de surface pouvant descendre à Ra 0,2µm une très bonne précision géométrique : < 3 à 50 µm  une épaisseur plutôt grande : > 1 à 2 mm (jusqu’à 500 mm) 

USINAGE ELECTROCHIMIQUE Comparaison avec autres techniques d’usinage USINAGE ELECTROCHIMIQUE Reproduction de forme par défonçage Difficultés d’usinage des matériaux hétérogènes ou composites Impossibilité d’obtenir des angles vifs et de très petites formes Rentables en fabrication par série

Usinage des métaux durs ou trempés: carbures Usinage de pièces délicates préalablement traitées, évite les déformations, suppression des efforts de bridage (la pièce n'étant jamais en contact avec l'outil) Obtention de formes quelconques Extraction d'outils cassés (forets, tarauds) Usinage de formes spéciales (trous de section carrée, triangulaire, en hélice, gravures complexes).

Avantage Très bonne précision et bon état de surface (identique à la rectification). Possibilité de percer des trous très fins. Présence d'une couche dite couche blanche en général dure dans laquelle les caractéristiques du matériau de base sont modifiées (risque de micro-fissures, départs d'amorces de rupture pour les pièces soumises à des sollicitations de fatigue). Pas d'actions mécaniques entre la pièce et l'outil donc pas de bridage nécessaire.

Inconvénients Enlèvement de matière lent. Consommation électrique élevée. Érosion rapide de l'électrode (même en cuivre).