En tant que lecteur Hackaday, vous pouvez supposer que vous avez une meilleure compréhension de l’électricité que la moyenne. Il y a aussi d’excellentes chances que vous connaissiez l’usinage et que vous ayez même un tour ou un ancien moulin dans l’atelier. Mais combiner les deux, et en fait usiner un morceau de métal avec de l’électricité, n’est pas quelque chose dont de nombreux joueurs à domicile peuvent se vanter d’avoir une expérience de première main.
Bien sûr, cela ne veut pas dire qu’il n’y a pas d’intérêt. Pour aider à répondre aux questions brûlantes (ou du moins, étincelantes) de la communauté, le PDG et fondateur de Voxel Innovations, Daniel Herrington, s’est arrêté au Hack Chat de cette semaine pour parler de la pointe de l’usinage par décharge électrique (EDM) et du domaine étroitement lié. de l’usinage électrochimique (ECM). Alors que son entreprise utilise la technologie pour produire des composants à des échelles incroyables, Daniel a commencé à bricoler dans le garage comme beaucoup d’entre nous, ce qui lui a permis de fournir une perspective à la fois professionnelle et amateur sur les technologies.
Naturellement, la première grande question à aborder était la différence entre EDM et ECM. En termes simples, l’usinage par décharge électrique utilise une haute tension pour littéralement éjecter le matériau de la pièce. La finition qui en résulte est généralement rugueuse et la progression dans le matériau a tendance à être lente, mais elle est relativement simple à mettre en œuvre.
En revanche, l’usinage électrochimique pourrait être considéré comme une sorte de processus de galvanoplastie inverse, car le matériau retiré de la pièce est dissous et transféré à la cathode – bien qu’en pratique, le flux d’électrolyte sous pression l’empêche de plaquer l’outil chargé négativement. L’ECM est un processus plus rapide que l’EDM et permet une finition de surface exceptionnellement lisse, mais est considérablement plus difficile d’un point de vue technique.
Alors pourquoi utiliser l’électricité pour usiner le métal au lieu des outils traditionnels ? L’ECM et l’EDM ont tous deux un avantage unique : l’outil ne touche jamais réellement la pièce sur laquelle on travaille. Cela impose évidemment moins de contraintes sur le matériau que la coupe, mais signifie également que la machine elle-même n’a pas besoin d’être aussi rigide mécaniquement, que les moteurs n’ont pas besoin d’être aussi puissants, etc. La nature sans contact de l’ECM/EDM est particulièrement convaincant pour les amateurs, car cela signifie qu’une imprimante 3D bon marché peut être réutilisée pour déplacer l’outil sur la pièce.
Malheureusement, le piratage d’une imprimante 3D pour déplacer l’outil est peut-être le seul aspect de l’ECM ou de l’EDM qui pourrait vraiment être qualifié de « facile » d’un point de vue amateur. Comme l’explique Daniel, l’un des plus gros problèmes est celui de l’outillage. Si vous faites de l’EDM, votre électrode sera faite de quelque chose comme du graphite ou du laiton, ce qui n’est pas très cher et est assez facile à travailler. Malheureusement, l’électrode est consommée pendant le processus, vous devrez donc en fabriquer beaucoup. En ce qui concerne l’ECM, la bonne nouvelle est que la cathode ne s’use pas lors de l’usinage comme dans l’EDM. D’un autre côté, il doit être fait de quelque chose comme de l’acier inoxydable pour survivre aux processus chimiques en jeu. La production d’outils pour des formes complexes peut donc devenir très coûteuse et n’a de sens dans les applications commerciales que si vous pouvez amortir le coût sur de nombreuses pièces.
Bien sûr, si nous parlons d’un projet personnel, vous n’êtes peut-être pas préoccupé par le temps et les efforts nécessaires à la création de l’outil ECM. Dans ce cas, votre plus gros problème sera l’électrolyte. Il existe différents mélanges spécifiques utilisés, mais en général, vous allez faire fonctionner votre outil dans de l’eau salée. En fait, Daniel dit que Voxel utilise généralement du nitrate de sodium, qui est couramment utilisé pour conserver les aliments. Il n’y a rien de dangereux en soi à cela, mais en pratique, le liquide corrosif éclabousse partout lorsque l’outil se déplace. Si cela ne suffisait pas, l’électrolyse décompose l’eau salée en hydrogène et en oxygène – une combinaison potentiellement explosive. En prime, si vous essayez de le faire avec du sel de table standard, vous produirez également du chlore gazeux toxique.
Plusieurs participants au chat ont raconté leurs propres histoires sur la tentative de se disputer avec ECM sur le bureau, et cela ne semble pas joli. Peu importe comment vous essayez de sceller la zone de travail, l’eau salée pénètre partout, rouille les rails linéaires et court-circuite l’électronique. Pendant tout ce temps, vous devez vous assurer que tous les gaz générés sont correctement ventilés. Mais si vous êtes prêt à faire l’effort, les résultats peuvent être extrêmement impressionnants.
La version courte de tout cela est qu’il est difficile, voire un peu dangereux, d’utiliser l’EDM ou l’ECM dans le magasin à domicile, mais certainement pas impossible. Qu’il soit logique ou non de passer du temps à rechercher la capacité d’usiner du métal avec de l’électricité plutôt que de simplement récupérer un vieux Bridgeport de Craigslist est bien sûr une autre histoire. Même dans le monde commercial, Daniel dit que la technologie n’a vraiment de sens que lorsque vous cherchez à produire des milliers, voire des millions de pièces. Bien sûr, remontez le temps d’environ 20 ans en arrière, et qui aurait pu imaginer que les hackers et les makers auraient des imprimantes 3D et des découpeuses laser personnelles ? Peut-être que dans les décennies à venir, les plates-formes EDM / ECM seront un spectacle courant dans le hackerspace comme un Ender 3 l’est aujourd’hui.
Un merci spécial à Daniel Herrington pour avoir partagé ses connaissances sur cette technologie fascinante avec la communauté Hackaday. Nous avons également été ravis de voir d’autres participer à leurs propres réussites et projets – bien qu’il n’y ait qu’un seul hôte officiel, cela ne signifie pas que d’autres ne peuvent pas partager leur expérience pertinente avec le groupe. C’était un excellent moyen de lancer une nouvelle année de Hack Chats, et nous sommes ravis de parler avec une toute nouvelle liste d’hôtes en 2023. Si vous souhaitez héberger votre propre chat, il vous suffit de remplir le formulaire de candidature. formulaire et dites-nous de quoi vous aimeriez parler.
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