Planification des tolérances EDM pour les fentes, trous et caractéristiques métalliques minces issus...
La planification des tolérances EDM pour les fentes, trous et caractéristiques métalliques minces issus de la fabrication additive (FA) doit être effectuée avant l'impression de la pièce. Une fente qui semble propre en CAO peut nécessiter un chemin de fil, un trou de départ, un référentiel stable et suffisamment de matière pour la finition. Une paroi mince peut se déformer après le traitement thermique. Un petit trou peut être imprimé comme une caractéristique pilote mais nécessiter encore de l'EDM, de l'usinage CNC, un alésage ou une re-conception avant d'être accepté.
Neway examine les demandes d'EDM en séparant l'ébauche imprimée de la caractéristique contrôlée. Le processus additif peut créer la géométrie quasi-nette, tandis que l'usinage par électroérosion protège les profils nets, les caractéristiques délicates et les zones difficiles à usiner où la force de l'outil ou son diamètre posent problème. Le devis n'est utile que lorsque le dessin indique quelles dimensions sont contrôlées par EDM.
Cet article est destiné aux acheteurs qui se procurent des pièces de fabrication additive métallique de précision comportant des fentes, des trous, des nervures minces, des angles vifs ou des exigences locales de finition de surface. Il ne fournit pas de valeurs de tolérance universelles ; la tolérance réelle dépend du dessin, du matériau, de l'accès, du montage, des conditions thermiques, du trajet de l'électrode ou du fil, et de la méthode d'inspection.
Fentes de FA à examiner pour l'EDM à fil ou par enfonçage
Les fentes étroites issues de la FA sont souvent à l'origine de la première question sur l'EDM. Si la fente est traversante, l'EDM à fil peut être envisagée lorsqu'il existe un chemin stable, un point d'entrée et une stratégie de montage. Si la caractéristique est une cavité borgne ou un évidement façonné, l'EDM par enfonçage peut être discutée, mais l'accès de l'électrode et le rinçage deviennent importants. Une note indiquant « fente EDM » ne suffit pas, sauf si le chemin d'accès est visible.
L'acheteur doit indiquer si la fente contrôle le flux, le jeu d'assemblage, le comportement élastique, la précision de positionnement ou seulement la réduction de poids. Une fente fonctionnelle peut nécessiter une largeur, une position, un état de bord et une preuve de surface. Une fente de jeu peut être assouplie ou reconçue pour le fraisage. Appliquer la même tolérance à chaque fente peut augmenter les coûts sans améliorer la pièce.
La fusion sur lit de poudre peut imprimer des ouvertures en forme de fente, mais le support, l'élimination de la poudre, la texture locale et les mouvements thermiques peuvent encore nécessiter une finition. Si la fente se trouve derrière un mur, sous une nervure ou à l'intérieur d'un canal fermé, l'EDM peut ne pas être accessible sans modification de conception.
Petits trous et angles vifs après impression métallique
Les petits trous doivent être classés avant de choisir la voie de finition. Un trou d'évent, un trou de vidange, un trou de dégagement pour boulon, un alésage de goujon et un orifice de dosage ont des exigences d'acceptation différentes. Un pilote imprimé peut être utile pour le positionnement, mais la caractéristique finale peut nécessiter un perçage, un alésage, un fraisage, une EDM ou une inspection selon le matériau et l'accès.
Les angles internes vifs sont une autre discussion courante sur l'EDM. Les fraiseuses CNC créent des limites de rayon, tandis que l'EDM peut être envisagée lorsqu'un profil ou un angle doit rester vif selon le dessin. Cela ne signifie pas que l'EDM doit être utilisée partout. Si un rayon est acceptable, modifier l'angle peut réduire le travail de finition et améliorer la fabricabilité.
La position du trou dépend également de la qualité du référentiel. Si un trou fini est référencé à partir d'une paroi imprimée brute qui se déplace pendant le traitement thermique, la tolérance peut ne pas être significative. Un plot de référence stable doit d'abord être usiné lorsque la caractéristique finale nécessite un contrôle de position.
Type de caractéristique | Pourquoi l'impression est insuffisante | Problème d'accès EDM | Note de tolérance | Méthode d'inspection |
|---|---|---|---|---|
Fente traversante étroite | La texture du bord imprimé et la variation de largeur peuvent affecter la fonction | Chemin du fil, trou de départ, dégagement du montage et retenue de la pièce | Définir la largeur, la position et l'état du bord de la fente uniquement là où c'est fonctionnel | MMT, mesure optique ou calibre selon spécification |
Cavité borgne ou détail d'évidement | L'accès au fraisage ou le rayon de la fraise peuvent ne pas correspondre au dessin | Approche de l'électrode, rinçage et élimination des débris locaux | Séparer la tolérance de profil des notes de finition esthétique | Inspection du profil, preuve visuelle ou contrôle spécifique à la section |
Petit trou de précision | Le trou imprimé peut ne pas répondre aux besoins de diamètre, de circularité ou de bord | Accès pour l'électrode, chemin de reprise et contrôle des bavures ou de la recarburation | Indiquer le diamètre final et si un pilote imprimé est autorisé | Calibre à bille, MMT, alésomètre ou méthode définie par l'acheteur |
Nervure mince à côté d'une caractéristique EDM | Le traitement thermique ou le serrage peuvent déplacer la paroi avant la finition | Montage à faible effort et protection contre les dommages de manipulation | Ne pas surcontrôler les nervures sans contact si seul le jeu est important | Épaisseur locale, profil ou examen visuel du bord |
Angle interne vif | Le rayon CNC peut dépasser l'état d'angle autorisé | Forme de l'électrode, usure et direction d'approche | Confirmer si un congé de dégagement est acceptable | Contrôle optique, mesure de profil ou calibre de contrôle |
Caractéristiques minces pouvant se déplacer avant la finition EDM
Les caractéristiques minces issues de la FA peuvent changer de forme lors de la relaxation des contraintes, du traitement thermique, du retrait du support ou du serrage. L'EDM est un processus à faible effort par rapport à l'usinage conventionnel, mais il ne peut pas supprimer un mouvement déjà survenu. Si une paroi mince contrôle la relation finale de la fente, la séquence doit protéger cette paroi de la déformation avant le début de la configuration EDM.
Le traitement thermique doit être envisagé avant d'attribuer les dimensions finales de l'EDM. Une pièce peut nécessiter une relaxation des contraintes avant le retrait du support, un usinage grossier avant l'EDM, ou un usinage de référence après les opérations thermiques. L'ordre correct dépend du matériau, de l'épaisseur de paroi, de la fonction de la caractéristique et des exigences d'acceptation.
Des languettes d'usinage ou des plots sacrificiels peuvent aider à maintenir une pièce imprimée mince pendant la finition. Retirer ces languettes trop tôt peut rendre le montage EDM moins stable. Si l'acheteur souhaite retirer les languettes, le dessin doit indiquer quelles surfaces peuvent être utilisées pour un montage ultérieur et quelles surfaces doivent rester exemptes de marques de serrage.
Attentes de finition de surface modifiant la portée de l'EDM
La finition de surface EDM doit être liée à une surface fonctionnelle. Une face de contact coulissante, un bord d'étanchéité, un profil de précision, un détail de type moule ou une petite caractéristique d'écoulement peuvent justifier une finition EDM définie. Une note générale demandant une meilleure finition sur chaque paroi imprimée peut ajouter du travail là où la finition ne peut pas être atteinte ou n'affecte pas la fonction.
L'état de surface après EDM peut encore nécessiter un nettoyage, un polissage, un ébavurage ou une inspection selon le dessin. Les acheteurs doivent indiquer si la surface EDM est finale ou seulement une surface intermédiaire avant une finition supplémentaire. Si la pièce est en superalliage dur, titane, acier inoxydable ou autre métal difficile à usiner, le chemin de finition doit être examiné en fonction de l'état du matériau.
L'usinage CNC et l'EDM partagent souvent la même pièce. La CNC peut créer des références, des plots, des alésages simples et des trous taraudés. L'EDM peut contrôler des caractéristiques étroites, des profils vifs ou des détails à accès limité. Le RFQ doit séparer ces caractéristiques plutôt que d'appliquer une seule note d'usinage à l'ensemble de la pièce.
Notes de dessin séparant les tolérances CNC et EDM
Un bon dessin indique séparément les dimensions contrôlées par CNC et celles contrôlées par EDM. Il doit montrer les références de datum, les dimensions critiques pour la fonction, l'état du matériau avant la finition finale et les caractéristiques mesurées après EDM. Si une tolérance ne s'applique qu'à une fente, ne l'appliquez pas à l'ensemble du corps imprimé. Si la caractéristique doit s'aligner sur un plot usiné, définissez la relation de datum.
Il est également important de préciser quand l'EDM est obligatoire et quand Neway peut proposer une modification de conception. Élargir une fente, ajouter un rayon de dégagement, ouvrir un chemin d'accès ou transformer une caractéristique borgne en caractéristique traversante peut réduire le coût de l'EDM. L'équipe de conception doit décider si ces modifications sont autorisées avant que l'acheteur ne compare les devis.
La surépaisseur d'ébauche doit être locale plutôt que globale. Un surplus de matière près d'une fente EDM peut protéger le bord final, tandis que l'excès de matière sur des parois sans rapport peut seulement augmenter le temps de construction, le retrait du support et la manipulation.
Preuves d'inspection pour les caractéristiques de FA contrôlées par EDM
Pour un devis fiable des tolérances d'usinage EDM sur des pièces métalliques imprimées, envoyez le fichier STEP, le dessin 2D, le grade du matériau, le procédé de FA si connu, l'état du traitement thermique, la quantité, le schéma de datum, les caractéristiques contrôlées par EDM, la finition de surface requise, les limites d'accès et les enregistrements d'inspection. Identifiez si la pièce est un prototype, une première pièce ou un lot répété. Marquez les fentes, les trous, les angles vifs, les parois minces, les caractéristiques d'étanchéité et les zones où l'EDM est facultative.
Les preuves d'inspection doivent correspondre à la caractéristique. Une fente peut nécessiter une largeur et une position. Un angle vif peut nécessiter une preuve optique ou de profil. Une caractéristique mince peut nécessiter une épaisseur ou un profil local. Une caractéristique interne peut nécessiter une tomodensitométrie (CT) ou une méthode définie par l'acheteur si l'accès normal est bloqué. Définir ces enregistrements avant l'émission du bon de commande aide Neway à estimer l'opération qui contrôle réellement l'acceptation.
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