Qu'est-ce que la coupe de fil ?

Informations de base :

Le découpage au fil, ou coupe à l'arc, consiste à couper des matières premières (matériaux conducteurs) à l'aide d'outils linéaires (fils métalliques, fils de molybdène, etc.). Ce procédé relève de l'électro-usinage. Il a été découvert par le couple Lazarenko, originaire de l'ex-Union soviétique, lors de leurs recherches sur la corrosion par étincelles des contacts d'interrupteurs. La température élevée et instantanée de l'étincelle électrique provoque la fusion, l'oxydation et la corrosion localisées du métal, donnant ainsi naissance au procédé de découpe par étincelles. La machine à découper au fil a également été inventée en Union soviétique en 1960, et la Chine a été le premier pays à l'utiliser à l'échelle industrielle. Aujourd'hui, la plupart des machines à découper au fil sont pilotées par micro-ordinateur et offrent un haut degré d'automatisation.
Elle est principalement utilisée pour l'usinage de pièces complexes et précises, telles que des poinçons, des matrices concaves, des matrices convexes et concaves, des plaques fixes, des plaques de déchargement, etc., des matrices de poinçonnage, des outils de formage, des gabarits, des électrodes métalliques pour l'usinage par électroérosion, divers micro-trous, des fentes étroites, des courbes arbitraires, etc. Elle présente des avantages remarquables tels qu'une faible tolérance d'usinage, une grande précision d'usinage, un cycle de production court et un faible coût de fabrication, et est largement utilisée en production.

Caractéristiques principales

Comparée aux techniques traditionnelles de tournage, perçage, fraisage CNC, etc., la découpe au fil présente ses propres caractéristiques :

(1) Utilisation directe d'un fil métallique de 0,03 à 0,35 mm comme électrode, aucune forme spécifique n'est requise, ce qui permet d'économiser sur la conception de l'électrode et les fabricants de composants automobiles n'ont pas besoin de payer d'autres coûts de fabrication d'électrodes (si l'on utilise la technologie EDM, les fabricants de composants automobiles doivent également payer le coût de fabrication du « cuivre ») ;

(2) Quelle que soit la dureté du matériau de la pièce, tant qu'il s'agit d'un matériau conducteur ou semi-conducteur, il peut être traité, et la perte du fil d'électrode est faible et la précision de traitement est élevée (il est donc souvent utilisé pour traiter des pièces moulées en plastique de haute dureté ou des pièces d'usinage de précision) ;

(3) Convient au traitement de petits lots, de pièces de forme complexe, de pièces uniques et de produits d'essai avec des cycles de traitement courts, tels que la fabrication d'échantillons de pièces automobiles ;

(4) Dans la découpe par électroérosion à fil, le fil d'électrode et la pièce à usiner ne sont pas en contact direct, et l'interaction entre les deux est très faible, de sorte que la déformation de la pièce à usiner est faible, et le fil d'électrode et le dispositif de fixation n'ont pas besoin d'être trop résistants ;

(5) Le fluide de travail utilise une émulsion à base d'eau, qui est peu coûteuse et ne provoque pas d'incendie ;

(6) Il ne convient pas au traitement de grandes quantités de pièces aux formes simples (telles que les jantes usinées CNC), ni au traitement de pièces non conductrices (telles que les composants d'injection plastique).

Classification:

Selon la vitesse de déplacement du fil d'électrode et la qualité d'usinage recherchée, les machines d'électroérosion à fil se divisent généralement en trois catégories : la première, la machine à électroérosion à fil haute vitesse (WEDM-HS), dont le fil d'électrode se déplace d'avant en arrière à grande vitesse (8 à 10 m/s en général). Le fil d'électrode est réutilisable et la vitesse d'usinage est relativement élevée, mais la vitesse d'alimentation du fil peut entraîner des vibrations et des arrêts lors des changements de direction, ce qui réduit la qualité d'usinage. C'est le type de machine le plus répandu en Chine, et il représente le mode d'usinage par électroérosion d'origine du pays (fabrication CNC en Chine). La deuxième catégorie, la machine à électroérosion à fil basse vitesse (WEDM-LS), dont le fil d'électrode se déplace dans un seul sens à faible vitesse (moins de 0,2 m/s en général). Le fil d'électrode est à usage unique après décharge, le fonctionnement est fluide et régulier, avec peu de vibrations et une bonne qualité d'usinage, mais la vitesse d'usinage est relativement faible. C'est le type de machine le plus répandu dans la plupart des pays. La troisième catégorie est la machine d'électroérosion à fil à vitesse moyenne, plus précisément appelée « à alimentation de fil multi-vitesses ». Il s'agit d'une invention chinoise. Son principe consiste à usiner la pièce par étapes successives. Dans un premier temps, elle utilise une vitesse de tambour de fil élevée et une haute fréquence intense pour l'usinage, à l'instar de l'électroérosion à fil rapide classique. La dernière passe, réalisée à une vitesse de tambour de fil réduite et avec un courant haute fréquence plus faible, sert au polissage, améliorant ainsi la finition. De plus, la réduction de la vitesse du fil diminue les vibrations de la roue de guidage et du roulement, et la précision d'usinage s'en trouve améliorée. Enfin, la première passe étant effectuée à vitesse maximale, les opérations de découpe et de polissage suivantes sont très courtes. Par conséquent, le temps d'usinage, comprenant les trois passes, est généralement plus court que celui d'une seule passe en électroérosion à fil rapide.

"WEDM-LS" will be used to make very precise parts and customized parts with very high tolerance requirements, such as 0.002mm. The surface finish of the precision parts processed by "WEDM-LS" is very good and does not need to be processed again. The surface of the metal parts processed by "WEDM-HS" is a bit like the "sandblasting" process. If the surface finish requirement is high, it needs to be processed again.
En résumé, le découpage au fil est une méthode couramment utilisée pour la fabrication de pièces moulées en plastique et l'usinage de précision. Les fabricants expérimentés de composants automobiles l'emploient en complément d'autres méthodes d'usinage pour produire une grande variété de pièces complexes ou de moules de précision.