Une caractéristique importante de l’électro-érosion à fil à vitesse moyenne (WEDM) est-ce que son capacité de découpe en plusieurs passes . Contrairement à l’électro-érosion à fil à haute vitesse conventionnelle, qui effectue généralement le processus de découpe en une seule passe, l’électro-érosion à fil à vitesse moyenne peut progressivement éliminer la matière excédentaire grâce à plusieurs passes, notamment une passe d’ébauche, une passe de finition et même une passe de surfaçage, améliorant ainsi la précision dimensionnelle et la qualité de surface.
Le principe de base consiste à utiliser le premier passage pour enlever rapidement du matériau avec une efficacité d’usinage relativement élevée, tout en laissant une certaine réserve d’usinage. Lors des passages suivants, l’énergie de décharge est réduite et la compensation d’usinage est réajustée, ce qui permet au fil-électrode de s’approcher progressivement du contour final.
Ainsi, l’usinage par électrofil à vitesse moyenne allie l’efficacité d’usinage et les avantages économiques liés au déplacement alternatif du fil à ceux d’une qualité d’usinage améliorée obtenue grâce à plusieurs passes de finition.
Usinage par électro-érosion à fil rapide utilise généralement un fil de molybdène réutilisable qui se déplace à grande vitesse dans les deux sens. Il offre une efficacité d’usinage relativement élevée, tandis que les coûts liés à l’équipement et aux consommables sont comparativement faibles. Toutefois, la stabilité dimensionnelle et la qualité de surface après une seule passe de coupe sont généralement limitées.
Découpe électro-érosive à fil à faible vitesse utilise un fil en laiton ou d’autres fils d’électrode qui se déplacent continuellement dans une seule direction. Le fil d’électrode n’est généralement pas réutilisé. Comme les conditions de déplacement du fil et de décharge sont plus stables, l’usinage par électro-érosion à fil lent permet d’atteindre une précision dimensionnelle supérieure et une meilleure qualité de surface, bien que les coûts liés à l’équipement et aux consommables soient également plus élevés.
Usinage par électro-érosion à fil moyen intègre le découpage multi-passes et la compensation de procédé sur la base d’un déplacement alterné du fil. Lors de l’ébauche, une énergie de décharge relativement élevée est utilisée pour enlever rapidement la matière. Lors de la finition, l’énergie de décharge est réduite, tandis que les paramètres de déplacement du fil et la compensation de la trajectoire d’usinage sont ajustés en conséquence.
L’usinage par électro-érosion à fil moyen est donc pas simplement une question de réduction de la vitesse du fil sur une machine à électro-érosion à fil rapide . Il permet plutôt d’atteindre un équilibre entre efficacité, précision et coût grâce à l’utilisation coordonnée de passes d’usinage différentes et de paramètres de procédé adaptés.
Comparaison |
Usinage par électro-érosion à fil rapide |
Découpe électro-érosive à fil à vitesse moyenne (découpe en plusieurs passes) |
Découpe électro-érosive à fil à faible vitesse |
Vitesse du fil |
8–12 m/s (aller-retour à haute vitesse) |
Ébauche : 8–12 m/s / Finition : 1–3 m/s |
< 0,5 m/s (déplacement unidirectionnel continu) |
Fil d'électrode |
Fil de molybdène (réutilisable) |
Fil de molybdène (réutilisable) |
Fil de laiton / fil zingué (usage unique) |
Précision dimensionnelle |
± 0,01–± 0,02 mm |
± 0,005–± 0,01 mm |
±0,001–±0,005 mm |
Surface roughness |
Ra 1,6–2,5 μm |
Ra 0,8–1,6 μm (jusqu’à Ra 0,4 μm dans des conditions optimales) |
Ra 0,2 à 0,8 μm |
Réduction de l'efficacité |
60–120 mm²/min |
40–80 mm²/min au total (y compris plusieurs passes) |
20–50 mm²/min |
Coût de l'équipement |
Faible (30 000–100 000 yuans RMB) |
Moyen (100 000–500 000 yuans RMB) |
Élevé (500 000–3 000 000 yuans RMB) |
Coût des consommables |
Faible (fil de molybdène réutilisable) |
Faible à moyen (fil de molybdène réutilisable) |
Élevé (fil de laiton à usage unique) |
La la première passe est principalement utilisée pour la découpe ébauchée . Son objectif principal est d’éliminer le matériau aussi rapidement que possible, plutôt que d’atteindre directement les dimensions finales. Une énergie d’étincelage relativement élevée est généralement utilisée, avec des paramètres d’usinage adaptés au matériau de la pièce, à son épaisseur, au diamètre du fil et aux performances de la machine. Une certaine réserve d’usinage est laissée pour les passes de finition ultérieures.
La quantité de matériau éliminée pendant la deuxième passe et les passes suivantes est nettement plus faible . Par conséquent, l’énergie d’étincelage peut être réduite afin de diminuer la taille des cratères produits par chaque étincelle. La trajectoire d’usinage peut également être ajustée pour corriger davantage le profil.
Pour les pièces exigeant une précision dimensionnelle et une qualité de surface plus élevées, une troisième passe ou des passes de finition supplémentaires peut être utilisé.
Il convient de noter qu’il n’existe pas de vitesse de fil fixe ni de paramètre d’usinage universellement applicable à toutes les machines . Dans certains procédés typiques d’usinage par électro-érosion à fil à vitesse moyenne, la vitesse du fil lors de l’ébauche peut atteindre environ 8–12 m/s , tandis qu’elle peut être réduite à environ 1–3 m/s lors de la finition . Les paramètres réels d’usinage doivent être ajustés en fonction de la machine, du matériau de la pièce, de l’épaisseur de la pièce et des exigences d’usinage.
Lors de l’usinage par électro-érosion à fil, le fil électrode ne suit pas directement le contour final de la pièce. Le système CNC doit compenser des facteurs tels que le rayon du fil électrode, l’écart d’étincelage et la réserve d’usinage ; la trajectoire d’usinage doit donc faire l’objet d’une compensation appropriée.
La valeur de compensation pour la première passe est généralement relativement élevée , car elle doit tenir compte du rayon de l’électrode-fil, de l’écart d’usinage et de la réserve d’usinage requise pour les passes de finition ultérieures.
Lors des deuxième, troisième et passes suivantes, la réserve d’usinage restante diminue progressivement, et la compensation de trajectoire doit donc être ajustée en conséquence. Cela permet au fil électrode de s’approcher progressivement du contour théorique.
En outre, le fil de molybdène subit une usure lors de son utilisation répétée en aller-retour. L’état du fil électrode, la tension appliquée au fil et l’écart d’usinage peuvent tous influencer les dimensions finales.
Par conséquent, la précision d’usinage de l’EDM à fil à vitesse moyenne n’est pas obtenue simplement en réduisant la vitesse du fil . Elle dépend plutôt d’une combinaison de facteurs, notamment la précision de la machine, la stabilité du déplacement du fil, le contrôle de la tension du fil, les paramètres de décharge, l’état du fil électrode et la compensation CNC .
Le principal avantage de la découpe en plusieurs passes est qu’elle allie l’efficacité élevée de l’ébauche à la qualité de la finition .
La première passe élimine rapidement la majeure partie du matériau, réduisant ainsi le temps d’usinage global. Les passes suivantes utilisent ensuite une petite réserve d’usinage et une énergie de décharge plus faible afin d’améliorer la précision dimensionnelle et la qualité de surface.
Par ailleurs, l’usinage par électro-érosion à fil moyen vitesse utilise un fil de molybdène réutilisable . Comparé à l’usinage par électro-érosion à fil basse vitesse, qui emploie un fil électrode à usage unique, il offre un avantage en termes de coût des consommables dans certaines applications d’usinage.
Ainsi, l’usinage par électro-érosion à fil moyen vitesse convient particulièrement aux applications telles que les moules de précision générale, les matrices d’estampage et les composants exigeant un équilibre entre efficacité d’usinage, précision et coût .
Toutefois, la découpe en plusieurs passes ne signifie pas que l’usinage par électro-érosion à fil moyen vitesse peut remplacer entièrement l’usinage par électro-érosion à fil basse vitesse.
Pour moules et composants à haute précision répondant à des exigences extrêmement élevées en matière de précision des profils, de stabilité dimensionnelle et de qualité de surface , l’usinage par électro-érosion à fil lent conserve généralement encore un avantage.
L'essence du principe de coupe multipasse de l’électro-érosion à fil semi-rapide consiste à diviser le processus d’usinage en phases d’ébauche et de finition. En utilisant différents paramètres d’étincelage, différentes conditions de déplacement du fil et différentes valeurs de compensation de trajectoire, la surépaisseur d’usinage est progressivement réduite et le fil électrode est progressivement rapproché du contour final.
Son avantage ne réside pas simplement dans le fait que la vitesse du fil se situe entre celles de l’électro-érosion à fil rapide et à fil lent. Il améliore plutôt la qualité d’usinage de l’électro-érosion à fil bidirectionnel grâce à plusieurs passes de coupe, tout en conservant l’avantage économique de un fil de molybdène réutilisable .
L’électro-érosion à fil semi-rapide peut donc être mieux comprise comme une solution d’usinage globale qui équilibre efficacité d’usinage, précision dimensionnelle, qualité de surface et coût de production .
La précision dimensionnelle réelle et la rugosité de surface pouvant être obtenues doivent être déterminées en fonction de la modèle de machine, du matériau de la pièce usinée, de l’épaisseur de la pièce usinée, du diamètre du fil, des paramètres d’usinage et des résultats réels des inspections . Un seul jeu de paramètres ne doit pas servir à représenter les capacités d’usinage de toutes les machines à électro-érosion par fil à vitesse moyenne.
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