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Erosion à fil : principes et application

L’érosion à fil est un procédé de fabrication qui permet le façonnage. Les matériaux conducteurs peuvent être coupés avec précision selon le principe de décharge d’étincelles. Une succession d’impulsions de tension électrique produit des arcs électriques qui transfèrent du matériau de la pièce (anode) sur un fil défilant (cathode) et sur un fluide non conducteur (diélectrique), généralement de l’eau déionisée ou une huile spéciale. Grâce à un rinçage permanent, les déchets d’érosion sont éliminés de la fente de coupe tandis que le fil est refroidi.

L’opération d’érosion commence sur la pièce à usiner par le bord ou par un trou de démarrage préalablement pratiqué à l’aide d’un foret ou par érosion par enfonçage. Le fil de cuivre ou de laiton est amené à la pièce jusqu’à un espacement étroit de 0,004 mm à 0,5 mm, de sorte que l’étincelle qui jaillit fasse fondre et vaporiser le matériau.
Pendant le processus de découpe, le fil d’érosion qui défile à une vitesse de 25 m/min à l’aide de deux guide-fils est tiré à travers la pièce. Ce procédé permet de découper des contours programmés dans une pièce. On peut également obtenir des formes coniques en inclinant le fil.

 

Comment fonctionne l’érosion à fil?

Sous l’effet d’une succession d’impulsions de tension électrique, des étincelles se produisent qui transfèrent du matériau de la pièce (anode) sur un fil fin défilant (cathode, ensuite mise au rebut) et sur un fluide non conducteur (diélectrique). Ce processus de haute précision permet de toujours faire jaillir l’étincelle là où l’écart entre la pièce et le fil est le plus faible.

 

Qu’est-ce qu’un tournage et une rectification par électroérosion?

Les machines à érosion avec axe de rotation permettent également de fabriquer des pièces à symétrie de révolution. Les formes incurvées et les structures les plus fines peuvent ainsi être produites. Un axe de rotation permet de régler différents angles et d’éroder des surfaces sur des parties rondes. Aucune force de coupe n’agissant sur la pièce à usiner, il est ainsi possible de fabriquer des pièces et des micro-pièces particulièrement filigranes. Des machines modernes capables de travailler avec des diamètres de fil de 0,03 mm à 0,3 mm permettent la fabrication de pièces de précision avec des qualités de surface inférieures à Ra 0,1. L’électroérosion est particulièrement indiquée pour le métal dur, les meules diamant pouvant même être profilés et dressés par électroérosion.

Le dressage par électroérosion à fil permet d’atteindre les exigences de concentricité les plus précises de moins de 0,002 mm pour une fidélité de profil maximale. En outre, le traitement sans contact empêche toute influence thermique sur le liant et toute rupture de particules dans la matrice de liaison. Ce procédé permet d’éviter de mauvais résultats de rectification dès les premières pièces et d’augmenter la durée de vie des meules.

 

Qu’entend-on par érosion par étincelage?

L’érosion par étincelage est utilisée pour un usinage de haute précision des matériaux. En règle générale, la pièce à usiner conductrice de l’électricité est usinée dans un liquide non conducteur. On distingue ici le découpage par électroérosion (érosion à fil) et électroérosion par enfonçage.

 

Comment fonctionne la découpe par électroérosion?

Lors de l’usinage par électroérosion, l’enlèvement de matière s’effectue par le biais de décharges d’étincelles électriques locales de courte durée. Le processus d’enlèvement se déroule dans un liquide diélectrique, non conducteur de l’électricité, généralement de l’eau déionisée ou de l’huile spéciale. Lors de l’érosion par enfonçage, l’électrode et la pièce se trouvent dans un bain diélectrique.

 

Quels matériaux peut-on usiner en enlèvement par électroérosion?

Pour l’électroérosion par enfonçage, on utilise des électrodes en graphite, en cuivre, en tungstène ou des alliages cuivre-zinc. En raison du faible degré d’usure du fil, on utilise principalement pour l’électroérosion à fil un fil de laiton, et notamment un fil avec revêtement pour des opérations de haute précision.

 

Quels sont les avantages et les domaines d’application de l’érosion à fil?

L’usinage par électroérosion permet la fabrication de pièces filigranées d’une précision extrême à des vitesses de coupe élevées : une étincelle électrique coupe des matériaux conducteurs tels que l’aluminium, le cuivre ou le graphite.

• Aucun reste de matériau et pratiquement aucune perte : idéal pour les matériaux coûteux

• Aucun contact : sans contact entre l’outil de coupe et la pièce, on peut couper de très petites pièces ayant des parois extrêmement minces.

• Pas de fixation : aucun dispositif de fixation spécial n’est nécessaire – permet d’économiser de l’argent et d’augmenter la flexibilité.

• Pas d’interruption : une autonomie de travail sur la pièce jusqu’à 140 heures en une fois ne pose aucun problème.

• Pas de finition ultérieure : surfaces impeccables grâce à l’érosion à fil, qualités de surface inférieures à Ra 0.10

• Pas d’outil : un seul fil de haute qualité est nécessaire pour l’érosion du fil.

 

Comment fonctionne l’électroérosion?

Avec ce procédé d’usinage, l’enlèvement des matériaux électriquement conducteurs (aluminium, cuivre, laiton ou acier, par exemple) se fait par décharge électrique. Il n’y a, à aucun moment, de contact avec la pièce.

L’électroérosion permet d’obtenir des résultats précis : des contours très fins et filigranes, des géométries complexes, des rayons et des alésages des plus petits ainsi que des largeurs de coupe et des enfonçages très étroits sont possibles. Pour les meilleures qualités de surface, les écarts de tolérance ne sont que de quelques millièmes de millimètres. Les domaines d’application typiques sont par exemple:

• La technique médicale

• L’électronique

• La construction de moteurs et de véhicules

• La construction d’outils et de moules

• La fabrication de prototypes

• La construction mécanique

• L’industrie aéronautique et spatiale

 

Quels matériaux peut-on éroder?

Grâce à l’électroérosion, même les matériaux extrêmement durs comme le titane, l’acier trempé, les alliages spéciaux ou les céramiques conductrices à haute résistance peuvent facilement être usinés et façonnés dans la forme désirée.

 

Qu’est-ce que l’érosion des trous de départ de fil?

L’érosion des trous de départ fil est un procédé rapide et particulièrement économique pour l’usinage des métaux sur des matériaux très fins à très épais. La commande CNC avec changeur d’électrodes permet d’assurer un usinage rapide et précis des matériaux. Selon le domaine d’application et les matériaux à usiner, des électrodes appropriées sont utilisées. Les avantages sont clairs : un usinage en série plus économique, des sources d’erreurs minimisées, des processus plus rapides et des résultats très précis.

L’érosion des trous de départ de fil est un procédé de fabrication et de mise en forme : les matériaux conducteurs peuvent être découpés selon le principe de la décharge par étincelles avec une grande précision. De plus, l’usinage sans contact n’a pas d’influence mécanique ou thermique, et ne provoque donc aucune modification moléculaire de la structure du matériau à usiner.

Grâce à nos machines à érosion dédiées à la construction de moules, nous atteignons une précision constante, même avec les tolérances les plus étroites et les plus petites pièces. L’érosion à fil nous permet de fabriquer des pièces plus petites avec des rayons jusqu’à 0,09 mm et d’atteindre des tolérances jusqu’à +/-0,0015 mm.

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Spécifications techniques de l’érosion à fil

  • Rugosités de surfaces jusqu’à Ra 0.1 / N3
  • Tolérances réalisables jusqu’à +/- 0.0015 mm
  • Rayons jusqu’à 0.09 mm
  • Conicité +/- 30 degrés jusqu’à max.100 mm de hauteur
  • Diamètre de fil de 0.15 à 0.30 mm pour une découpe efficace et précise
  • Traitement de matériaux spéciaux, comme par ex. la céramique ou les métaux durs.
  • Usinage de matériaux spéciaux : aciers trempés, alliés ou inoxydables (INOX), métaux non ferreux

Fabrication de petites pièces par électroérosion à fil

L’érosion à fil permet de fabriquer des pièces plus petites avec des rayons jusqu’à 0,09 mm et des tolérances jusqu’ à +/-0,0015 mm.

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