L’électroérosion : comment ça marche?

L’usinage par électro-érosion ou par étincelage, encore appelé EDM (Electric Discharge Machining), est un procédé d’usinage par enlèvement de matière.

L’avantage de cette technique réside dans le fait qu’elle permet un usinage d’une grande précision quelque soit la dureté du métal à usiner.Ainsi, les machines d’électro-érosion sont particulièrement adaptées à l’usinage de précision ou à la réalisation des empruntes des moules pour l’injection.

On retrouve ces machines dans des secteurs tels que tels que l’aéronautique, l’horlogerie, l’automobile, l’optique etc…

1) Principe de l’électro-érosion:

L’usinage par électroérosion est l’enlèvement de matière généré par une décharge électrique entre l’électrode pièce (la pièce doit donc être conductrice) et l’électrode outil.

Les 2 électrodes sont immergées dans un liquide isolant appelé le diélectrique:

de l’eau dé-ionisée pour les machines de découpage EDM à fil,
du pétrole ou de l’huile pour les machines EDM d’enfonçage.
L’espace entre l’électrode et la pièce est appelé le GAP. La tension de claquage et l’efficacité de l’usinage vont dépendre de plusieurs facteurs :
la distance pièce/électrode (le Gap),
pouvoir isolant du diélectrique,
l’état de pollution du Gap.

2) Déroulements du processus d’usinage par étincelage:

– 1ère phase:
Du fait de la concentration des charges électriques (1-2), il y a une augmentation du champ électrique dans le GAP, et les ions et électrons sont donc fortement accélérés.

– 2ème phase:
Les ions et électrons sous l’effet de l’accélaration se concentrent et finissent par former un canal ionisé permettant la circulation du courant (3).

L’intensité du courant augmente alors très rapidement et il en résulte une augmentation importante de la pression et de la température.

– 3ème phase :
Une zone de plasma se forme, atteignant une température de 7000 à 8 000 degrés (4) et une pression d’environ 40 bars.
Le plasma provoque la fusion locale d’une certaine quantité de matière à la surface des électrodes, formant ainsi un petit cratère.

– 4ème phase:
Lorsque le courant est ensuite interrompu, la chute brutale de la température entraîne l’implosion de la bulle de plasma (5) et la matière fondue est projetée.


– 5ème phase :
La matière érodée se solidifie dans le diélectrique sous forme de petites billes (6).


3) Machines EDM fil et EDM enfonçage :

Il y a 2 types de machine d’usinage par électro-érosion :

L‘électro-érosion par enfonçage dans laquelle une électrode de forme complémentaire à la forme à usiner s’enfonce dans la pièce.
L’électro-érosion par fil, où un fil conducteur animé d’un mouvement plan et angulaire découpe une pièce suivant une surface réglée.

Les caractéristiques communes aux machines EDM sont les suivantes :

Usinage de matériaux conducteurs
Possibilité d’usinage de matériaux très durs – pas de limite de dureté
Pas d’effort mécanique à l’enlèvement de matière
Relativement lent.

Quelques marques de machine d’électro-érosion: Agie, Charmilles, Fanuc, Ingersoll, Makino, Ona, Sodick.

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