EDM économe en énergie : pourquoi la technologie des générateurs fait toute la différence

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Le spécialiste des machines-outils EDM, Excetek, a concentré son innovation et son développement sur la satisfaction des exigences en matière d'efficacité énergétique. De ses générateurs conçus pour fonctionner avec une efficacité maximale à la capacité des machines à fonctionner pendant de longues périodes sans surveillance, du jour au lendemain avec une électricité à tarif réduit, les machines-outils fournissent "plus de miles par gallon".

L'usinage par électroérosion (EDM) est un processus d'usinage non conventionnel qui peut éliminer ou usiner des matériaux électriquement conducteurs en utilisant l'énergie thermique (fusion et vaporisation partielle de la pièce) générée par une série d'étincelles se produisant entre l'électrode et la pièce. Le processus EDM est souvent appliqué à des pièces fabriquées à partir de matériaux plus durs dans des formes complexes, où des caractéristiques telles que la résistance, la résistance à la température, une finition de surface fine et des dimensions précises sont requises.

Alors que le processus d'usinage par EDM est régi par les lois de la physique, ce qui diffère d'une machine-outil EDM à l'autre, c'est la technologie du générateur et les circuits de commande nécessaires pour appliquer avec précision l'étincelle. "Excetek a investi des ressources considérables à la fois dans le générateur qui crée l'étincelle requise et dans les circuits de commande qui garantissent qu'elle est appliquée de la manière la plus efficace à la pièce à usiner", déclare Ian Holbeche, directeur général des agents exclusifs au Royaume-Uni et en Irlande pour les machines Excetek de découpe par fil, d'enfonçage et de perçage de trous. Il poursuit : « Le système d'alimentation intégré d'Excetek utilise largement la technologie de gestion de l'alimentation numérique (DPM). Dans le module de décharge stable, il garantit que toute fluctuation de l'alimentation électrique entrante n'affecte pas la qualité ou la vitesse du processus EDM, de sorte que tous les pics ou creux sont lissés et qu'une étincelle stable et contrôlée est générée à l'interface de la pièce.

L'étincelle se produit entre la pièce et les points les plus proches de l'électrode, qui peut être une forme solide pour le matriçage, un fil hautement conducteur pour la coupe du fil ou une tige de petit diamètre pour le perçage de trous. Le matériau est retiré à la fois de l'électrode et de la pièce par l'étincelle, créant une augmentation de la distance entre l'électrode et la pièce à ce point. Cela provoque l'apparition de l'étincelle suivante aux points les plus proches entre l'électrode et la pièce. Même si les surfaces n'ont que de très petits pics et creux, ces très petits changements de dimension permettent à l'étincelle EDM de se produire entre les points les plus proches.

Le processus EDM a la réputation de créer des finitions de surface exceptionnelles, et la dernière gamme Excetek Gplus de machines d'électroérosion à fil CNC l'améliore encore avec une rugosité de surface d'usinage standard de Ra 0,3 micron et un circuit Super Finish capable de réduire encore cela à Ra 0,14 micron. Ian Holbeche déclare : « Ici, les gains sont obtenus en supprimant éventuellement toute opération de superfinition, comme le meulage, le rodage ou le rodage, pour obtenir les caractéristiques de surface requises pour la pièce finie.

La conception de l'alimentation intégrée permet une rétroaction en temps réel de l'état de la coupe par décharge, stabilisant le processus et améliorant les vitesses et la précision de coupe. Il prend en charge d'autres avantages en termes de performances, tels que la prévention des ruptures de virage, le contrôle intelligent des virages et le travail à grande vitesse.

"En termes de vitesse et de fiabilité, nous savons que le système d'enfilage automatique de fil d'Excetek, qui réalimente le fil au point de rupture, est l'un des meilleurs disponibles et il prend en charge le fonctionnement sans personnel des machines-outils. Cependant, il est toujours plus efficace d'éviter une rupture de fil et le contrôle d'étincelles en temps réel fournit un retour de réponse rapide qui permet d'ajuster les conditions de coupe pour améliorer l'efficacité. ", déclare Ian Holbeche.

Ce ne sont pas seulement les coins qui peuvent être coupés plus rapidement en utilisant la technologie de décharge du contrôleur numérique d'Excetek. Avec le signal numérique utilisé pour détecter la densité de décharge, le système de contrôle CNC peut calculer la zone de décharge en fonction de la capacité disponible et il applique l'énergie de décharge, la tension du fil et le débit d'eau corrects pour améliorer la vitesse et la précision. En règle générale, le temps de coupe peut être réduit de 30 à 40 %.

Le débit d'eau, ou de fluide diélectrique, est important dans le processus EDM car l'étincelle de l'électricité entre l'électrode et la pièce introduit de la chaleur. La principale caractéristique du fluide diélectrique est qu'il fonctionne comme un isolant électrique, jusqu'à ce qu'une tension suffisante soit appliquée pour le transformer en conducteur électrique. Le fluide diélectrique se déionise lorsque l'étincelle est éteinte et le fluide redevient un isolant électrique.

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De plus, une petite quantité du matériau de l'électrode et de la pièce est vaporisée à chaque étincelle. Ce matériau reste dans l'espace d'étincelle entre la pièce et l'électrode sous la forme d'un nuage. Souvent appelés puce EDM, ces débris sont constitués de l'électrode et du matériau de la pièce et doivent être retirés de la zone d'étincelles pour un usinage efficace. Cette élimination est effectuée en faisant circuler un fluide diélectrique à travers l'éclateur. En standard, un refroidisseur d'eau de haute précision maintient la température diélectrique dans une bande thermique de +/- 0,2°C pour assurer un environnement de coupe stable pour la pièce.

Ian Holbeche conclut : "Chaque entreprise de fabrication doit tenir compte du véritable coût de possession de toute machine-outil. Excetek a entrepris de minimiser les coûts de fonctionnement et offre un gain significatif en termes d'efficacité globale. Le prix d'achat initial de la machine étant au moins 25 % inférieur à celui d'une machine de taille équivalente, et des niveaux exceptionnels d'application locale et de service après-vente, les arguments s'accumulent vraiment en faveur de la technologie Excetek EDM de Warwick Machine Tools."

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