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Auteur(s)
-
Daniel KREMER : Ingénieur des Arts et Métiers - Professeur à l’École nationale supérieure des arts et métiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
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.
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Découpe par fil
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3. Reproduction de forme par défonçage
3.1 Principe
La reproduction de forme par défonçage consiste à utiliser un outil de forme et à le déplacer selon une direction. La matière est enlevée progressivement, et l’électrode outil reproduit petit à petit sa forme dans la pièce, en négatif, avec une légère différence de cotes (figure 11). Cette technique nécessite la fabrication préalable d’une ou de plusieurs électrodes. Elle a été la première utilisée, et représente environ 60 % des techniques mises en œuvre dans les machines actuelles.
Son intérêt principal est de reporter la difficulté d’usinage direct de la pièce, liée au matériau ou à la forme à produire, sur l’usinage de l’électrode, qui est plus aisé : d’une part, le matériau est choisi facile à usiner à l’outil coupant (cuivre, graphite) ; d’autre part, la forme est plus aisée à obtenir à l’outil coupant.
Cette technique est utilisée pour l’usinage de formes complexes aussi bien que pour le perçage.
HAUT DE PAGE3.2 Performances
3.2.1 Débit de matière, état de surface et usure
Les critères de performances définis précédemment sont représentés sous la forme de graphiques ou abaques, comme celui de la figure 12, par exemple. Si l’on compare trois types de régimes de défonçage, on note des performances très nettement différentes (tableau 2).
L’ébauche est réalisée avec un débit de matière satisfaisant et une usure très faible, ce qui permet d’enlever une grande partie de la matière sans trop changer la forme et les dimensions de l’électrode, mais l’état de surface est grossier (Ra : 10 à 20 µm).
La finition fournit un état de surface assez bon, mais avec un débit de matière faible et une usure notable : il convient donc de laisser à cette...
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Reproduction de forme par défonçage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALBINSKI (K.) - The polarity of electrodes in electrodischarge machining - . Int. Symp. for Electro Machining, ISEM XI p. 95-103 (avr. 1995).
-
(2) - BENKIRANE (Y.) - Contribution à l’étude du polissage assisté par ultrasons - . Thèse de Doctorat ENSAM (21 mai 1996).
-
(3) - BENKIRANE (Y.), KREMER (D.) - Ultrasonic flow polishing process - . International Journal of Forming Processes, vol. 4 (2000).
-
(4) - BRINKSMEIER (E.), CAMMETT (J.T.), KÖNIG (W.), LESKOVER (P.), PETERS (J.), TÖNSHOFF (H.K.) - Residual stresses-measurement and causes in machining process - . Annals of the CIRP, vol. 31/21982 p. 491-510 (1982).
-
(5) - DAUW (D.F.) - EDM machining through automation - . EDM Digest, vol. XI, no 3, (1989).
-
(6) - DIBITONTO (D.D.), EUBANK (T.P.), PATEL (M.R.), BARRUFET (M.A.) - Theoretical...
ANNEXES
1 Principaux fournisseurs de machines d’usinage par électroérosion et leurs représentants en France
1.1 Machines de reproduction de forme par défonçage et de perçage
AEG Elotherm (D) repr : Val de Loire Machines Outils
AGIE (CH) repr : AGIE France
AMCHEN (GB) repr : Omnitechnique
ARD (ROC) repr : Omnitechnique
Charmilles Technologies (CH) repr : Charmilles Technologies France
Cormac (I) repr : Rosilio Machines Outils
Ingersoll Maschinen und Werkzeuge GmbH (D) repr : Mac’Sys
Makino (J) repr : Makino France
Mecaprob Engineering (F)
Mitsubishi Electric (J) repr : Mac’Sys
ONA (E) repr : ONA Electroerosion France
Raycon (USA) repr : Omnitechnique
SKM (ROC) repr : Mark’Techno
Sodick (J) repr : Celada France
HAUT DE PAGE1.2 Machines de découpe par fil
AGIE (CH) repr : Agie France
ARD (ROC) repr :...
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