Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Tailler du métal avec de l'électricité dans votre imprimante 3D

Prenez n'importe quelle imprimante 3D, insérez cette tête modulaire et utilisez-la comme machine d'électroérosion pour effectuer une découpe précise du métal. Choses passionnantes!

Qu'est-ce que l'EDM?

L'usinage par électro-décharge ou «érosion par étincelles» est un domaine assez spécialisé que peu d'amateurs connaissent bien. La technique renverse la conception électrique traditionnelle en essayant de maximiser un phénomène que la plupart des concepteurs cherchent à minimiser: l'érosion par contact. Chaque fois qu'un commutateur est commuté ou qu'un relais est déclenché, lorsque les deux extrémités sont physiquement rapprochées, un arc fait éventuellement sauter l'entrefer juste avant que le contact réel ne soit établi. Cette explosion de plasma électrique vaporise une petite quantité de matériau du côté impactant.

Si les extrémités étaient suffisamment rapprochées pour ne pas être touchées par un arc - comme dans un arc de soudage TIG - de l'électricité continuerait de circuler entre l'électrode et la pièce au même endroit. En effet, le plasma ne représente qu'une infime fraction de la résistance de l'air. Dans la GED, cela n’est pas utile, donc l’énergie est rapidement activée et désactivée (Khz), de sorte que la poussière microscopique se vaporise à partir d’un point différent à chaque fois. Puisque la dernière partie vaporisée sera maintenant plus éloignée en raison du bit qui a été érodé, sur une surface plane, le point le plus proche suivant sera vaporisé. Cela répète des dizaines ou des centaines de milliers de fois par seconde.

À quoi ça sert?

Traditionnellement, si l'on veut usiner des matériaux durcis comme l'acier à outils, ils doivent être usinés dans un état plus mou, puis envoyés pour subir un traitement thermique coûteux. Puisque l'EDM est un processus thermique et non mécanique, la dureté de la pièce n'a pratiquement aucun effet sur le taux de coupe. On peut commencer avec des aciers pré-durcis et les usiner directement. Une autre utilisation est la fabrication de matrices d’estampage, une électrode en graphite ou en cuivre est facilement usinée puis gravée dans la pièce à usiner avec toutes ses caractéristiques transférées. Une troisième utilisation courante est la gravure de robinet. Tout amateur qui fait du travail du métal finira par casser un robinet dans une pièce et se demandera comment l’enlever - vous ne pouvez pas le percer, le robinet est plus dur que le foret. La plupart des magasins utilisent un EDM pour sculpter rapidement le taraud de la pièce.

Mais il n’ya pas que cela dans les magasins. La plupart des amateurs et des makerspaces ont des imprimantes 3D mais n'ont pas accès aux outils de travail des métaux industriels courants tels que les tours et les usines. Même l'usinage de métaux plus mous n'est pas à portée de main. Un Dremel ou un autre outil peut être monté à la place d'une tête d'impression 3D, mais les imprimantes 3D manquent de rigidité d'un ordre de grandeur ou deux pour servir de moulin à autre chose que du plastique ou du bois tendre. C’est là que cette tête EDM modulaire entre en jeu.

Qu'y a-t-il de nouveau dans ce projet?

Comme avec l'impression 3D, les forces mécaniques sont nulles lors de l'utilisation de la GED, car ce sont les étincelles qui coupent. La rigidité n'est pas un problème. Les deux machines sont pratiquement des âmes sœurs!

En échangeant une tête d'extrudeuse avec une électrode et en construisant une machine à pulser sophistiquée, il est possible de créer de petites pièces par érosion à l'étincelle sans créer de nouvelle CNC.

La technologie n'est pas nouvelle, en 1968 Science populaire a publié un modèle simple qui utilise une seule diode, deux condensateurs, une paire d’ampoules (résistances) et une sécurité quasi nulle.

Science populaireMars 1968, p151-152.

La gravure simple est facile, mais différents paramètres donnent des taux d’élimination et des finis différents: tension, courant, fréquence, heure, temps mort, méthodes de rinçage, forme des impulsions, etc. Les cinq dernières décennies d’expérimentation avec ces paramètres -guarded secrets commerciaux et pas beaucoup que le reste d'entre nous peut utiliser.

Le créateur du projet, qui s’appelle ArduinoVsEvil, a un plan pour ouvrir cela et crée un nouveau type de financement participatif pour le réaliser. Sa philosophie est que faire quelque chose exige de la motivation, du temps et de l'argent. Il est heureux de produire gratuitement son ludo-divertissement régulier sur l'usinage et le piratage, mais il souhaite que le financement participatif finance les coûts de certains de ses tutoriels de nouveau projet. Il a rassemblé une suite assez unique d'individus partageant les mêmes idées et veut faire avancer les choses et explorer un nouveau territoire. "Rien sur Internet ne vous guide pas à travers les étapes de conception d'une fabrication à petite échelle", comme How-Its-Made "Sont intéressants car vous pouvez voir comment ils sont fabriqués, mais ils ne vous montrent jamais comment ils ont été conçus."

Sa tête EDM d'imprimante 3D est un pilote pour la nouvelle approche et le prototype fonctionne déjà. Si cela vous intéresse, surveillez son argumentation en expliquant pourquoi de telles choses sont importantes. (Attention: Langue).

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