LELECTROEROSION

L'lectrorosion est la technique employe par l'industrie afin de pouvoir usiner avec la plus grande prcision toutes sortes de matriaux conducteurs (mtaux, alliages, graphite, cramiques, etc.), indpendamment de leur duret.

Dfinition On dfinit le processus d'lectrorosion comme le fait de dcaper du matriau travers une srie successive de dcharges lectriques, spares les unes des autres par un certain temps. Ces dernires jaillissent entre deux ples (lectrode ou outil de travail et pice usiner). Les dcharges sont cres par des gnrateurs impulsions lectriques

Principe physique de l'lectrorosion

L'usinage par lectrorosion s'effectue travers le jaillissement d'tincelles lectriques entre deux lectrodes soumises une tension lectrique dtermine, toutes deux plonges dans un liquide isolant (liquide dilectrique). Sachant que les deux lectrodes se trouvent dans un milieu dilectrique ou isolant, la tension que l'on applique sur les deux doit tre suffisante pour crer un champ lectrique (image 1) suprieur la rigidit dilectrique du liquide.

Sous l'action de ce champ lectrique, ions libres positifs et lectrons en seront acclrs en crant un canal de dcharge qui devient conducteur, c'est en ce point prcisment que jaillit l'tincelle. Ce qui entrane des collisions entre les ions (+) et les lectrons (-). Il se forme alors un canal de plasma.

Sous l'effet des chocs, il se cre de hautes tempratures sur les deux ples et autour du canal de plasma se forme une boule de gaz qui commence grandir. Par ailleurs, les hautes tempratures qui se sont produites sur les deux ples, fondent et vaporisent une partie du matriau de la pice, en revanche l'lectrode s'use tout justement trs lgrement.

Dans cette situation (grande boule de gaz et matire en fusion sur les deux ples), on coupe le courant lectrique. Le canal de plasma se dfait et l'tincelle disparat. Le liquide dilectrique brise alors la boule de gaz en la faisant imploser (exploser vers dedans). Ceci aboutit ce qu'il se cre des forces qui font sortir la matire en fusion en formant deux cratres en surface. La matire en fusion se solidifie. Elle est entrane sous forme de boules par le liquide dilectrique, pour constituer ce que l'on peut appeler "copeau du processus d lectrorosion

Principe

Son principe est de permettre une succession de dcharges lectriques entre deux lments conducteurs (pices et lectrode) au travers d'un dilectrique liquide. Le phnomne se rpte jusqu' 5*105 fois par seconde.

Mcanisme de l'enlvement de matire

Ionisation du dilectrique : formation d'un canal de conductibilit pendant un temps alatoire. Effet dirrupteur d au dbut de la dcharge : ceci entrane la vaporisation du dilectrique (bulles) ; le passage du courant et la chute de tension correspondant la chute de rsistance ; on remarque un faible enlvement de matire. Passage massif du courant : on a ce que l'on nomme l'effet de plasma avec des tempratures allant de 8000 12000K. Les bulles augmentent de taille, l'nergie se disperse dans l'lectrode (le fil), la pice et le dilectrique; on observe alors un chauffement et ventuellement une vaporisation de leurs constituants (formation de gaz). Interruption du courant par le gnrateur : on a alors l'implosion de la bulle, suivi d'un balayage des surfaces en fusion, et les sphrules (dchets) sont jectes et vont se coller autour du cratre. Circulation du dilectrique : il y a balayage des sphrules par circulation du dilectrique qui sera filtr par la machine.

Conseils d'usinageL'lectrode (le fil) s'usera d'autant moins que sa temprature de fusion sera forte (graphite), sa vitesse de transmission de chaleur plus grande (vacuation des calories), le choix de la polarit donnera un champ magntique "collant" les sphrules sur l'lectrode, l'intensit du courant sera plus faible, une lectrode en cuivre, sous certaines conditions se charge de carbone. On obtient ainsi une "couche de protection" qui rduit son usure.

Electrorosion

L'lectrorosion fil est un procd de fabrication par action thermique et rosive d'un courant haute frquence passant dans un fil en laiton d'un diamtre de 0,1 mm - 0,2 mm - 0,25 mm - 0,3 mm. Les formes usinables sont du type "gnratrices linaires". Les prcisions obtenues sont de l'ordre du m.

MatriauxIl est possible d'usiner des matriaux lectriquement conducteur quelqu'en soit la duret comme par exemple : acier - acier trait - aluminium - cuivre - titane - carbures - Or - platine ... mais aussi : diamant polycristallin - PCBN - superalliages ...

Acier

Laiton

Graphite

Aluminium

Carbure

FormesLa CFAO sur ordinateur associe aux machines commandes numriques 5 axes, nous permettent d'usiner tous les profils, du plus simple au plus complexe. Les profils hauts et bas peuvent tre identiques, homothtiques ou diffrents, ce qui augmente l'infinie les gomtries ralisables.

LUSINAGE CHIMIQUE

Le principeLusinage chimique sappuie sur lattaque dun mtal par un acide. Cest la technique de la photogravure aussi appele eau forte dans le domaine artistique. Le mtal est protg localement par un film et les zones nu seront graves par lacide. On peut facilement transposer cette technique aux deux faces de la plaque et ainsi faire de lusinage chimique : dcoupage (attaque par les deux faces) et gravure (attaque dune seule face). En rgle gnrale la gravure est de type 50/50 cest dire que lon ronge de manire identique par les deux faces la tolrance prs. Il est possible davoir une attaque asymtrique sur les deux faces et faire du 80/20 par exemple, mais cette mthode est peu diffuse du fait de la prcision douteuse et de sa relative difficult dans la rptitivit. Les limitations sont assez nombreuses : Les matriaux de base doivent tre obligatoirement en feuille et plan. (pas de pice en volume) Au-del de 6/10e 8/10e de mm dpaisseur le rsultat est de plus en plus grossier La matire de base doit tre attaquable chimiquement et rester compatible avec les besoins de nos maquettes (soudabilit) La gravure ne peut se faire que sur un seul niveau (techniquement il est possible de faire des gravures sur plusieurs niveaux mais ce genre dopration est trs onreuses et ne sapplique qu des sries importantes).

Matire Cuivre Laiton Maillechort (arcap) Bronze (chrysocale) Acier INOX Acier Aluminium

Gravure trs bon trs bon bon trs bon mauvais mauvais mauvais

Soudabilit Sn/Pb trs bon trs bon trs bon trs bon nulle nulle nulle

Caractristique mcanique Ductile Polyvalent Rigide Ressort Corrosion ??

Application en modlisme ferroviaire

Toutes les pices de structure et dhabillage Embiellage, pantographes, pice dusure Ressort, frotteurs, pices fines (