L’électroérosion (EDM) est une méthode d’usinage principalement utilisée pour les métaux durs ou ceux qui seraient impossibles à usiner avec les techniques traditionnelles. Une limitation critique, cependant, est qu’il ne fonctionne qu’avec des matériaux qui sont électriquement conducteurs. Cette méthode est particulièrement bien adaptée pour découper des contours complexes ou des cavités délicates qui seraient difficiles à produire avec une meuleuse, une fraise en bout ou d’autres outils de coupe. Les métaux pouvant être usinés par électroérosion comprennent l’hastalloy, l’acier à outils trempé, le titane, le carbure, l’inconel et le kovar.
Cette méthode est parfois appelée usinage par étincelles car elle enlève le métal en produisant une série rapide de décharges électriques répétitives. Ces décharges passent entre une électrode et la pièce de métal en cours d’usinage. La petite quantité de matériau qui est retirée de la pièce est évacuée avec un fluide s’écoulant en continu. Les décharges répétitives créent un ensemble de cratères de plus en plus profonds dans la pièce jusqu’à ce que la forme finale soit produite.
Il existe deux principales méthodes d’usinage par décharge électrique : le vérin et le fil. La principale différence entre les deux concerne l’électrode utilisée pour effectuer l’usinage. Dans une application d’électroérosion à bélier typique, une électrode en graphite est usinée avec des outils traditionnels. L’électrode maintenant de forme spéciale est connectée à la source d’alimentation, attachée à un vérin et lentement introduite dans la pièce à usiner. L’ensemble de l’opération d’usinage est généralement effectué en étant immergé dans un bain de fluide. Le fluide remplit les trois fonctions suivantes :
il évacue le matériau, il sert de liquide de refroidissement pour minimiser la zone affectée par la chaleur, évitant ainsi des dommages potentiels à la pièce, et il agit comme un conducteur pour que le courant passe entre l’électrode et la pièce.
Dans l’électroérosion à fil, un fil très fin sert d’électrode. Des fils de laiton spéciaux sont généralement utilisés; le fil passe lentement à travers le matériau et les décharges coupent réellement la pièce. Cette méthode est généralement effectuée dans un bain d’eau.
Si quelqu’un devait observer le processus d’électroérosion à fil au microscope, il découvrirait que le fil lui-même ne touche pas réellement le métal à couper ; l’électricité enlève en fait de petites quantités de matière et permet au fil d’être déplacé à travers la pièce. Le chemin du fil est généralement contrôlé par un ordinateur, ce qui permet de produire des formes extrêmement complexes.
Peut-être que la meilleure façon d’expliquer cette méthode est d’utiliser l’exemple d’un fil métallique mince tendu entre deux mains, glissé à travers un bloc de fromage, coupant n’importe quelle forme désirée. Les positions des mains peuvent être modifiées de part et d’autre du fromage pour définir des formes complexes et courbes. L’électroérosion à fil fonctionne de la même manière, sauf qu’elle peut traiter certains des matériaux les plus durs utilisés dans l’industrie. En faisant glisser un fil à travers le fromage, bien sûr, le fil déplace en fait le fromage pendant qu’il coupe, mais dans l’EDM, une fine saignée est créée en enlevant de minuscules particules de métal.
Cette forme d’usinage est fréquemment utilisée pour fabriquer des matrices et des moules. C’est récemment devenu une méthode standard de production de prototypes et de certaines pièces de production, en particulier dans les applications à faible volume.