La découpe au fil est également appelée électroérosion à fil ; c'est une technique qui repose sur le procédé EDM ou Electrical Discharge Machining. La découpe au fil permet d'usiner des pièces avec une grande précision et de manière automatisée. Quels sont ses autres avantages ? À quoi sert-elle ?
Qu'est-ce que la découpe au fil ?
Les machines-outils qui utilisent la découpe au fil ou électroérosion permettent de découper les profils d'une pièce au moyen de décharges électriques. Les pièces usinées par technologie EDM peuvent être des métaux et autres matériaux conducteurs, des structures en béton et en pierre, et même des aiguilles utilisées dans le domaine médical. Ces pièces peuvent présenter des géométries très complexes et nécessitent donc des machines spécialisées capables de gérer cette complexité.
L'EDM fonctionne au moyen de décharges électriques. La pièce est bridée sur la table de la machine et les décharges jaillissent entre la pièce et le fil. Le fil effectue un déplacement continu et constitue l'axe central de la machine. Il est généralement en cuivre ou en laiton et présente la particularité de n'exercer aucune véritable pression physique sur la pièce, ce qui permet d'usiner des pièces très minces et fragiles.
La découpe au fil est un procédé thermodynamique et électrique qui n'a rien de nouveau. La technologie EDM a en effet commencé à être utilisée pendant la Seconde Guerre mondiale. Ce sont les Russes qui ont développé les premiers une technique utilisant des électrodes manuelles et des décharges électriques pour éroder les pièces. Cette technique rudimentaire allait plus tard donner naissance à l'électroérosion moderne.
Les avantages de l'électroérosion
Pourquoi est-il judicieux d'intégrer la découpe au fil ou l'électroérosion dans un atelier d'usinage ? Quels sont les avantages de cette technique ? Tout d'abord, elle est très efficace et permet d'usiner quelle que soit la profondeur de coupe. Le grand atout de cette méthode est qu'elle demande peu d'effort et que, selon le type de machine, elle peut même se passer d'opérateur.
Par ailleurs, les machines EDM facilitent l'usinage de pièces très complexes et précises nécessitant des géométries spécifiques et des coupes délicates. La vitesse de coupe des machines d'électroérosion est très élevée.
L'électroérosion ou découpe au fil s'applique à une grande variété de procédés d'usinage sur tous types de pièces. Elle permet d'usiner des surfaces étroites et confinées, car le fil peut atteindre les zones difficiles d'accès. L'électroérosion étant un procédé en une seule passe, elle constitue une alternative économique à long terme et évite de devoir reprendre les pièces sur des machines conventionnelles comme le tour ou la fraiseuse.
Les machines de découpe au fil sont faciles à utiliser et, selon le modèle, elles peuvent être programmées pour fonctionner avec une intervention minimale de l'opérateur. Cela réduit les coûts de production : non seulement la main-d'œuvre diminue, mais les temps de fabrication se raccourcissent, et donc les délais de livraison.
Quant au fil, il est universel et permet de réaliser n'importe quelle configuration de pièce. Avant la découpe, il est important d'effectuer des traitements thermiques pour éviter la déformation de la pièce.
Principe de fonctionnement de la découpe au fil
La découpe au fil repose sur un principe physique : la création d'un arc électrique entre la pièce à usiner et une électrode. Pour que l'arc puisse se former, la pièce et l'électrode doivent se trouver dans un environnement adapté, à savoir un milieu diélectrique. L'objectif est d'arracher des particules à la surface de la pièce jusqu'à y reproduire la forme de l'électrode.
Quel est le rôle du fil dans ce procédé ? La machine EDM, qui permet d'usiner entièrement une pièce en une seule opération, est équipée d'un fil métallique chargé de découper la pièce selon le dessin programmé au préalable. Le fil agit conjointement avec les décharges électriques. Ces décharges produisent des étincelles entre la pièce et le fil, ce qui élimine la matière excédentaire. Cette matière doit à son tour être entièrement évacuée de la surface de la pièce grâce à l'arrosage constant d'un fluide diélectrique.
À quoi sert la découpe au fil ?
L'électroérosion est une technique très répandue dans la fabrication d'outils et de moules en raison de sa précision et parce qu'elle permet d'usiner des matériaux très durs. La flexibilité de ce procédé permet d'obtenir les formes les plus complexes et difficiles, qui ne pourraient pas être usinées par une autre technique ou qui demanderaient beaucoup de temps et, par conséquent, un coût d'usinage élevé.
Outre les outils et les moules, elle permet de fabriquer des calibres, des outils de découpage, des cames à disque, des poinçons, des matrices et des outils de découpe, ainsi que des électrodes.