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Usinage électrochimique de précision : une alternative crédible

Composants mécaniques Equipements Process Transformation des métaux
07/10/2014

L’usinage électrochimique de précision (PECM) fait ses preuves. C’est notamment le constat de l’étude réalisée par le Cetim. Pour accompagner les PMI mécaniciennes dans des études de faisabilité et dans l’acquisition de cette technologie, le Centre a acquis une nouvelle machine, la PEM 600 de Pemtec. Explications !

 

Suite à l’action de caractérisation menée dans le cadre de l’étude sur la validation de solutions innovantes, les industriels de la commission « Moulistes » du Cetim ont souhaité évaluer précisément, sur des empreintes de moule de production, le procédé d’usinage électrochimique Pemtec. En ligne de mire : la précision, l’état de surface, les coûts.

Le principe de l’usinage électrochimique de précision (PECM) repose sur la dissolution d’un matériau métallique polarisé servant d’anode (positif) dans un milieu électriquement conducteur. Il se passe alors une électrolyse avec dissolution ionique de l’anode (la pièce)  après chaque impulsion électrique. La cathode (l’électrode) ne subit aucun enlèvement de matière, mais un gaz d’hydrogène apparaît. L’opération a lieu sans contact et sans influence thermique.

À l’issue de l’étude (rapport performances 9Q236) mené sur différents matériaux, il s’avère que l’usinage électrochimique par vibration et courant pulsé, avec un gap régulé, présente un intérêt certain et des perspectives intéressantes pour la fabrication de certaines empreintes de moules et d’outillages très durs et précis pour la frappe à froid par exemple. « Les résultats obtenus sont très bons que ce soit au niveau de la qualité (précision), du délai (vitesse et temps) ou du coût de fabrication », indique Stéphane Guérin du Cetim.

L’usinage électrochimique de précision (PECM) peut donc être une alternative intéressante à l’électroérosion par enfonçage (EDM). En amortissant l’électrode et les outillages sur de grandes séries, cette solution devient compétitive pour la réalisation d’outillages. Élément supplémentaire, l’état de surface est de bonne qualité et le polissage peut être fortement réduit tout en augmentant la durée de vie de l’outillage.

Au-delà de ces aspects, l’usinage électrochimique permet de travailler quasiment tous les métaux. Il n’y a pas de limite de dureté. Du fait de la rupture ionique de la matière, il n’y a aucune incidence thermique sur la structure métallique usinée. Il n’y a pas de microfissure, de surface blanche ni de contrainte mécanique.

De ce fait, de nombreux secteurs vont être concernés par cette technologie : l’automobile ou les bavures pourront être supprimées, l’aéronautique avec l’usinage des matériaux difficiles en respectant l’intégrité matière, le médical avec l’obtention de très bons états de surface directement. « Bien d’autres applications sont encore à investiguer et à découvrir comme la texturation de surface », poursuit Stéphane Guérin.

La PEM600 de Pemtec

Pour accompagner les entreprises dans des études de faisabilité puis la maîtrise de cette nouvelle technologie, le Cetim a acquis une machine PEM 600 de Pemtec. Le procédé mis au point par la société Pemtec comporte une électrode vibrante, un « gap » régulé et un courant continu pulsé entre l’électrode et la pièce à usiner.

Avantages : avec une température d’usinage comprise entre 20°C et 50°C, il n’y a aucune incidence thermique sur le matériau (pas de microfissure et de couche blanche, pas de bavure, etc.). La vitesse d’usinage peut aller de quelques microns en polissage à 2 mm/min en ébauche indépendamment de la surface à réaliser. Le taux d’enlèvement de matière est indépendant de la dureté et de la ténacité du matériau. La rugosité peut atteindre des Ra très faibles. L’ébauche, la finition et le polissage se font en 1 seule opération.

La machine offre un espace de travail de 590 * 740 mm. La surface maximale usinable en 1 fois est de 100 cm2. La fréquence d’oscillation de l’anode va de 10 à 60 Hz. Le déclenchement de l’impulsion très courte nécessite un générateur à impulsion électrique de très forte puissance de 1200 à 9600 A.

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