Des machines-outils performantes utilisant l’usinage électrochimique

© RIA Novosti. Sergey Venyavsky

L’usine ETM d’Oufa produit désormais des machines-outils de haute précision reposant sur un nouveau procédé d’usinage électrochimique utilisant les vibrations, rapporte le site nkj.ru.

La méthode d’usinage électrochimique a longtemps été confinée aux seconds rôles. Mais une équipe conduite par le professeur Zaïtsev est parvenue à perfectionner les machines-outils, leur permettant de réaliser des productions exceptionnelles. En clair, ces machines-outils surpassent la plupart des machines analogues existant dans le monde, « pour l’indice complexe précision-rugosité-productivité ».

Ce nouveau type de machine – les machines-outils ET – permet d’usiner des pièces à partir de n’importe quel acier ou alliage industriel, y compris des alliages hautement résistants, réalisés à partir d’alliages métal-céramique et d’alliages nanostructurés, de créer des surfaces superplanes (d’une rugosité inférieure à 0,02 micron) d’une taille sans précédent pour une machine de précision, ainsi que des arêtes tranchantes d’une taille inférieure au micron.

Grâce à leur précision sans égale et à leur programme informatique, les machines de l’usine ETM peuvent non seulement créer des pièces de n’importe quelle complexité avec une qualité de surface impossible à atteindre avec d’autres méthodes, mais aussi apposer sur ces pièces une couche superfine (de 10 nanomètres) d’une autre composition : par exemple, pour augmenter la résistance à l’usure des pièces, les protéger de la corrosion ou améliorer leur solidité.

Le procédé ET utilisé par ETM repose sur le principe traditionnel de traitement électrochimique des métaux : la pièce est une électrode chargée positivement, l’outil d’usinage étant chargé négativement. Lorsque l’on envoie du courant, sous l’effet de l’électrolyse, le matériau « excédentaire » de la pièce « est dissous » et se dépose comme un déchet. Le courant de l’électrolyte l’éloigne de l’espace situé entre les électrodes ; le déchet est ensuite filtré, et l’électrolyte peut être réutilisé. Schématiquement, on peut dire que lors du traitement électrochimique, on ne dépense que de l’électricité et de l’eau (ce qui rend cette méthode attractive), mais l’on a considéré pendant longtemps que le niveau de précision atteint empêchait ce procédé d’être concurrentiel.

La technologie novatrice de la série ET a permis de réfuter ce point de vue. Son principe peut être expliqué comme suit : on associe des impulsions de quelques microsecondes, d’un courant de densité élevée, aux électrodes qui oscillent dans l’électrolyte. Cette vibration permet de localiser avec une grande précision et de contrôler les réactions électrochimiques dans un espace extrêmement petit (à l’échelle nanométrique). Le schéma particulier d’envoi des impulsions crée à la surface des électrodes, et au sein de l’électrolyte, des conditions physico-chimiques particulières, qui contribuent à augmenter la solidité et élever la productivité de l’usinage.

Les machines-outils ET sont constituées de trois blocs – la source d’impulsions de l’alimentation, le bloc mécanique et le système hydraulique associé à l’électrolyte – et d’un pupitre de commande informatique. La superficie de la surface traitée dépend de la puissance de l’impulsion. La puissance maximale de cette dernière (6.000 A) permet d’usiner des surfaces en acier de 70 centimètres carrés et de travailler sur des pièces de 100 kilos. Le système hydraulique, associé au bloc de nettoyage automatique de l’électrolyte, fonctionne en cycle fermé.

Le pupitre informatique permet de piloter automatiquement les régimes d’usinage. Grâce à cette interface et au paquet de programmes technologiques intégrés, le pilotage de la machine ne nécessite pas de formation spéciale. Par ailleurs, la machine peut être reconfigurée pour la production de n’importe quelle pièce. Un régime d’autoapprentissage de la machine est possible, celle-ci pouvant aussi fonctionner automatiquement, sans opérateur, y compris la nuit et les jours fériés.

La sphère d’application industrielle de ces machines est extrêmement large : dès à présent, elles sont utilisées dans la construction automobile et aéronautique, la microchirurgie, l’implantologie, l’industrie électronique et de la joaillerie. L’usinage au micron près ouvre de nouvelles possibilités non seulement pour l’ingénierie, mais aussi pour l’esthétique. L’usine ETM a engagé la procédure de certification internationale ISO, qui lui permettra de proposer sa production – déjà très attendue – sur le marché mondial.

Source: RIA Novosti