Chaîne porte-câbles pour électro-érosion et découpe au fil : huile, eau, boues

Pourquoi l'électro-érosion est une spécification à part

Une chaîne porte-câbles sur une fraiseuse voit des copeaux et des projections de lubrifiant. Sur une machine d'électro-érosion ou de découpe au fil, elle est dans le fluide de travail. Sur une machine à fil noyée, le bras de guidage inférieur, les buses de chasse et souvent toute la chaîne fonctionnent sous eau déminéralisée pendant tout le poste ; sur une enfonceuse, la chaîne vit dans un brouillard d'huile diélectrique et de boues métalliques. Cela change le matériau des maillons, celui des axes, le mode de drainage et le mode de blindage des câbles.

La plupart des défaillances de chaîne en électro-érosion ne sont pas mécaniques mais chimiques et électriques : un maillon qui gonfle dans l'huile, un axe qui se corrode dans l'eau déminéralisée, une articulation colmatée par une boue conductrice, ou un blindage qui s'ouvre parce que le câble a été choisi pour sa souplesse et non pour le diélectrique.

Eau et huile : deux chaînes différentes

La découpe au fil et l'enfoncement sont souvent traités ensemble mais spécifiés de façon totalement différente.

N'acceptez pas une spécification unique pour les deux types de machine. Une chaîne bonne dans l'huile peut se corroder dans l'eau, et une chaîne prévue pour l'eau avec lumières de drainage laisse le brouillard d'huile entrer directement dans le faisceau.

Ce que le diélectrique fait aux plastiques et aux axes

Deux mécanismes dominent, et tous deux sont assez lents pour échapper à la mise en service.

Le gonflement. Les diélectriques à base de pétrole pénètrent le polyamide et le polycarbonate. Un maillon de 40 mm peut prendre 0,5 à 1 mm en un an d'exposition à l'huile, assez pour modifier le jeu de fonctionnement, raidir la chaîne et augmenter l'effort de traction sur l'axe. Le polyamide renforcé fibre de verre résiste mieux que le non chargé, le PPS mieux encore, à un coût supérieur.

La corrosion. L'eau déminéralisée est agressive car dépourvue d'ions dissous : elle les prend à tout ce qu'elle touche. Les axes en acier ordinaire, les clips à ressort et les supports zingués se corrodent. Spécifiez des axes inox, ou un axe à revêtement dur continu sur la surface d'appui, et des supports inox partout où l'eau peut atteindre.

• Demandez le diélectrique précis sur lequel le fournisseur a testé, pas une mention générique « résistant à l'huile ».
• Demandez le taux de gonflement après 500 heures d'immersion, en pourcentage.
• Vérifiez qu'aucune pièce de la chaîne ni de ses accessoires n'est zinguée si la machine tourne à l'eau.
• Faites confirmer le matériau des axes par écrit ; « inox » sans nuance n'est pas une spécification.

Les boues : un abrasif qui ne devrait pas être là

La boue d'électro-érosion est du métal érodé et du matériau d'électrode en suspension dans le diélectrique. Elle est plus fine que n'importe quel copeau, conductrice, et se dépose là où le débit est lent. Dans une chaîne, elle s'installe dans le jeu des articulations et entre le câble et la paroi de la cavité.

Trois conséquences. L'articulation s'use plus vite car la boue est abrasive. La chaîne devient conductrice d'un maillon à l'autre, ce qui compte sur une machine qui cherche à isoler la pièce. Et la gaine du câble frotte contre une couche compactée de particules au lieu de plastique lisse.

• Rincez les articulations au diélectrique propre à chaque entretien, pas à l'eau ni au solvant.
• Choisissez une géométrie d'articulation auto-nettoyante : jeu défini et axe lisse, pas un labyrinthe qui piège.
• Gardez la chaîne hors de la fosse à boues. Montez-la aussi haut que la géométrie le permet.
• Sur machine noyée, vérifiez que le débit de chasse atteint la chaîne ; une zone morte dans la cuve est l'endroit où la boue s'accumule.

Choix du câble quand la chaîne baigne dans le diélectrique

Le câble doit résister au fluide et à la flexion. Un câble souple standard à gaine PVC est le mauvais choix pour les deux raisons.

Les câbles de signal méritent un soin particulier sur une machine à fil. La tension d'entrefer et le courant de décharge sont les signaux les plus bruités de la machine, et le codeur de déplacement du fil le plus sensible. Écartez le câble codeur des câbles de puissance dans la même chaîne et utilisez une cloison verticale plutôt que de les lier ensemble.

Drainage et maîtrise des projections

Une chaîne noyée ressort de la cuve pleine de fluide. À la course de retour, elle le porte vers le haut et le laisse tomber sur la table, les guidages et le sol. Deux détails règlent cela.

• Spécifiez des maillons à lumières de drainage ou à fond ouvert si la chaîne est immergée ; un maillon fermé retient un verre de diélectrique à chaque inversion.
• Montez le point fixe avec une légère pente vers la cuve, pour que la chaîne s'égoutte là et non sur la machine.
• Prévoyez un bac de récupération sous l'extrémité mobile si la machine ne tolère pas de fluide sur la table.
• Sur les machines à projections seules, un écran tôle au-dessus de la chaîne écarte le brouillard des articulations sans rendre la chaîne étanche.

Si la chaîne doit être totalement étanche au fluide, choisissez une série à articulations jointives et acceptez l'effort de traction plus élevé. Une chaîne étanche non qualifiée pour l'immersion continue se remplira quand même, et ne pourra alors plus se vider.

Montage sur le coulisseau Z et autour du trajet du fil

Sur une machine à fil, l'axe Z est court et rapide, et l'espace autour du fil est encombré par les lignes de chasse, le mécanisme de tension et le bras de guidage inférieur. Trois points pratiques.

• Gardez la chaîne hors du trajet du fil. Une chaîne qui croise le fil finira par accrocher un fil cassé et se bloquer.
• Sur une course Z courte, une chaîne verticale fixée aux deux extrémités avec une petite boucle est souvent préférable à un trajet horizontal : elle s'égoutte et prend moins de place sur la table.
• Passez les flexibles de chasse à l'extérieur de la courbure et utilisez une cloison ; un flexible qui traverse le faisceau use les deux.
• Laissez du mou au raccord du coulisseau pour la course de maintenance ; les techniciens doivent déplacer la tête à la main avec la chaîne connectée.

Inspection sur machine d'électro-érosion

L'intervalle doit être plus court que sur un centre d'usinage, car les modes de défaillance sont lents et cachés. Vérifiez cinq points toutes les 500 heures.

• Raideur d'articulation. Faites coulisser la chaîne à la main sur toute sa course. Une articulation gonflée ou chargée de boue se sent dure à l'inversion.
• Corrosion des axes. Cherchez une fleur de rouille ou un produit blanc aux extrémités d'axe, surtout sur le brin inférieur.
• Conductivité. Machine isolée, mesurez la résistance entre deux maillons distants d'un mètre. Une valeur qui baisse dans le temps indique que la boue ponte les articulations.
• Gonflement de gaine. Mesurez le diamètre du câble au serrage et à mi-portée. Plus de 5 % de croissance indique une absorption de diélectrique.
• Drainage. Après un poste, cherchez du fluide stagnant dans les maillons inférieurs. Du fluide stagnant signifie un drainage bouché.

Liste de vérification pour l'électro-érosion

1. Type de machine : fil noyé, fil avec projections, enfoncement, petits trous, ou combinaison.
2. Diélectrique : eau déminéralisée, pétrole, synthétique, avec concentration ou conductivité si pertinent.
3. Chaîne immergée en continu, seulement arrosée, ou exposée au brouillard seul.
4. Course d'axe, cadence de cycles et durée de vie de conception exigée en cycles.
5. Liste complète des câbles avec matériau de gaine, diamètres et rayons, plus l'écart requis entre codeur et puissance.
6. Exigence de drainage, et si du fluide sur la table est acceptable.
7. Plage de température ambiante et du fluide, qui décide entre matériaux standard et haute température.

Avec ces sept réponses, le matériau des maillons, celui des axes, la géométrie d'articulation, le drainage et la spécification des câbles en découlent, et la chaîne livrée sera construite pour le fluide où elle vit réellement, non pour la catégorie de machine à laquelle elle appartient.