Si vous connaissez l’EDM ou électroérosion, vous savez que ce procédé d’usinage non conventionnel par enlèvement de matière a pris une place considérable ces dernières années. Sans lui, il serait très difficile, voire impossible, d’usiner des pièces aux caractéristiques très complexes. Sa popularité tient non seulement aux avantages qu’il offre, mais aussi à ses applications. Voici un bref tour d’horizon de ce procédé et de ses principales utilisations.
Qu’est-ce que l’électroérosion ou EDM ?
L’électroérosion (ou EDM, de l’anglais electrical discharge machining) est un procédé d’usinage par enlèvement de matière conductrice au moyen d’énergie thermique, obtenue par des décharges électriques très brèves, précises et contrôlées (de 2 à 2 000 µs) entre l’outil (électrode) et la pièce, dans un fluide diélectrique. L’EDM se distingue des autres procédés d’usinage par le fait qu’elle enlève la matière sans contact physique avec la pièce (une distance d’environ 0,5 mm appelée « gap »).
Il existe 2 grands types d’usinage par EDM :
- Électroérosion par enfonçage : usinage de trous et de formes borgnes. L’électrode a la forme que l’on souhaite reproduire dans la pièce.
- Électroérosion à fil : usinage de trous débouchants et de contours très complexes. L’électrode est un fil continu qui découpe la pièce.
Avantages de l’EDM
L’EDM s’est révélée plus rapide et plus efficace que les usinages traditionnels, en réduisant les temps de production et les coûts associés, et elle a pris une place importante dans de nombreuses industries, notamment grâce aux avantages qu’elle présente. Les plus significatifs sont :
- Elle permet de travailler toutes les tailles et épaisseurs (des pièces minuscules aux très grandes dimensions) ainsi que des matériaux fragiles et facilement déformables. Elle permet également d’obtenir des formes très complexes avec une intervention minimale de l’opérateur.
- C’est un usinage facilement automatisable grâce au programme de commande qui gère son exécution et permet d’enchaîner les opérations – de l’ébauche à la finition.
- La dureté du matériau de la pièce n’entre pas en ligne de compte, puisque le procédé vaporise le métal au lieu de le « couper » à proprement parler. C’est un avantage majeur face aux matériaux très durs utilisés dans la fabrication de matrices, ou pour des matériaux de duretés différentes ou à faible usinabilité. De plus, comme l’enlèvement de matière a lieu dans le fluide diélectrique, il est même possible d’usiner des matériaux hautement inflammables.
- La méthode permet d’obtenir des pièces avec des finitions de grande qualité dans des tolérances de fabrication serrées.
Par ailleurs, chaque type d’EDM présente ses propres avantages. Par exemple, l’électroérosion à fil permet des découpes intérieures comme extérieures, ne nécessite pas d’usinage préalable de l’électrode et permet même de se passer d’autres étapes comme la trempe ou le bridage, ce qui contribue à raccourcir les temps de production.
Les principales utilisations de l’EDM
L’électroérosion a toujours été associée à la fabrication de moules et de matrices. Son utilité va cependant bien au-delà et s’étend à de nombreuses applications. Ainsi, de nombreuses industries bénéficient de ce procédé : médical, aéronautique, aviation, automobile, horlogerie et joaillerie, production d’énergie électrique, etc. Voyons ces applications dans chacun de ces domaines.
Matrices, moules et prototypes
Les caractéristiques mêmes de l’EDM en font une technique très adaptée à la fabrication de matrices (d’emboutissage, d’extrusion, de frappe), de moules (fonderie d’aluminium, injection plastique…) et à la réalisation de prototypes dans les industries où les volumes de production sont relativement faibles (comme l’aéronautique). De manière générale, l’EDM apporte aux fabricants de moules et de matrices l’optimisation dont ils ont besoin dans leur chaîne de production pour rester compétitifs.
Production d’outils et de composants complexes
L’EDM est très utile pour produire des pièces très petites et précises ou des microstructures, là où les outils de coupe conventionnels pourraient endommager la pièce par excès de pression. Elle permet en outre de travailler des formes géométriques très complexes, jusqu’à des solutions uniques comme les mécanismes d’horlogerie, les prothèses orthopédiques ou les instruments chirurgicaux.
Perçage de trous profonds
La réalisation de trous de diamètre minuscule (voire microscopique) dans des métaux très durs serait une opération impossible sans l’EDM. De l’aviation à la biomédecine, la demande de trous plus petits, plus profonds et plus précis, réalisés de la manière la plus rapide et la plus régulière possible, ne cesse de croître. Par exemple, l’électroérosion sert à percer les bords des aubes de turbine des moteurs à réaction, une opération essentielle pour éviter leur surchauffe.