Les électrodes en graphite ultra-haute puissance, remplaçant les électrodes en cuivre par des électrodes en graphite pour la fabrication de moules, raccourcissent considérablement le cycle de fabrication, améliorent la productivité et réduisent les coûts de fabrication. Ces dernières années, avec l'introduction de moules de précision et de haute performance (avec des cycles de moulage de plus en plus courts), les exigences en matière de production de moules n'ont cessé de croître. En raison de leurs nombreuses limitations, les électrodes en cuivre ne répondent plus aux exigences de développement de l'industrie du moulage. Le graphite, utilisé comme matériau d'électrode pour l'électroérosion, est largement utilisé dans l'industrie du moulage grâce à ses avantages tels qu'une usinabilité élevée, une légèreté, un formage rapide, un taux d'expansion extrêmement faible, de faibles pertes et un dressage facile. Il est inévitable qu'il remplace les électrodes en cuivre.
1. Caractéristiques des matériaux d'électrodes en graphite
L'usinage CNC se caractérise par une vitesse d'usinage élevée, une usinabilité élevée et un dressage aisé. La vitesse d'usinage des machines en graphite est 3 à 5 fois supérieure à celle des électrodes en cuivre, et leur précision est particulièrement remarquable. De plus, leur résistance est très élevée. Les électrodes ultra-hautes (50 à 90 mm) et ultra-fines (0,2 à 0,5 mm) sont peu sujettes à la déformation pendant l'usinage. De plus, les produits doivent souvent présenter une excellente texture. Il est donc nécessaire de fabriquer des électrodes mâles intégrales autant que possible. Cependant, la production d'électrodes mâles intégrales présente des problèmes de dégagement dans les angles. Grâce à la facilité de découpe du graphite, ce problème peut être facilement résolu et le nombre d'électrodes peut être considérablement réduit, ce qui n'est pas possible avec les électrodes en cuivre.
2. Formage par électroérosion rapide, faible dilatation thermique et faibles pertes : Grâce à sa meilleure conductivité électrique que celle du cuivre, le graphite présente un taux de décharge 3 à 5 fois supérieur à celui du cuivre. De plus, il supporte un courant relativement important pendant la décharge, ce qui est plus avantageux pour l'usinage par électroérosion grossier. À volume égal, le graphite pèse 1/5 fois plus que le cuivre, ce qui réduit considérablement la charge de l'électroérosion. Il présente de grands avantages pour la fabrication d'électrodes de grande taille et d'électrodes mâles intégrées. La température de sublimation du graphite est de 4 200 °C, soit 3 à 4 fois celle du cuivre (la température de sublimation du cuivre est de 1 100 °C). À haute température, la température de sublimation varie.
Électrode en graphite ultra-haute puissance
De forme extrêmement compacte (1/3 à 1/5 du cuivre dans les mêmes conditions électriques), il ne se ramollit pas. L'énergie de décharge est transférée à la pièce efficacement et avec une faible consommation. La résistance du graphite augmentant à haute température, il réduit efficacement les pertes par décharge (les pertes du graphite sont 4 fois inférieures à celles du cuivre), garantissant ainsi la qualité de l'usinage.
3. Légèreté et faible coût : Dans le coût de production d'un ensemble de moules, le temps d'usinage CNC, le temps d'électroérosion et l'usure des électrodes représentent la majeure partie du coût total, tous ces éléments étant déterminés par le matériau de l'électrode. Comparées au cuivre, les vitesses d'usinage et d'électroérosion du graphite sont 3 à 5 fois supérieures à celles du cuivre. Par ailleurs, l'usure minimale et la fabrication d'une électrode en graphite intégrée permettent de réduire le nombre d'électrodes, diminuant ainsi la consommation de matière et le temps d'usinage. Tous ces éléments contribuent à réduire considérablement le coût de production des moules.
2. Exigences et caractéristiques du traitement mécanique et électrique des électrodes en graphite
1. Production d'électrodes : La production d'électrodes en graphite professionnelles utilise principalement des machines-outils à grande vitesse. Ces machines doivent présenter une bonne stabilité, avec des mouvements triaxiaux uniformes et stables, sans vibrations. De plus, la précision de rotation des composants, comme l'arbre principal, doit être optimale. L'électrode peut également être usinée sur des machines-outils classiques, mais le processus d'écriture de la trajectoire de l'outil est différent de celui des électrodes en cuivre.
2. Les électrodes en graphite pour l'usinage par électroérosion sont des électrodes en carbone. Grâce à sa bonne conductivité électrique, le graphite permet un gain de temps considérable lors de l'usinage par électroérosion, ce qui explique également son utilisation comme électrode.
3. Caractéristiques d'usinage des électrodes en graphite : Le graphite industriel est dur et cassant, ce qui entraîne une usure relativement importante des outils lors de l'usinage CNC. Il est généralement recommandé d'utiliser des outils revêtus d'alliage dur ou de diamant. Pour l'ébauche du graphite, l'outil peut être directement placé sur la pièce. Cependant, pour l'usinage de finition, afin d'éviter l'écaillage et les fissures, un outil léger et une méthode de déplacement rapide sont souvent utilisés.
En règle générale, le graphite se brise rarement lorsque la profondeur de coupe est inférieure à 0,2 mm, et une meilleure qualité de surface des parois latérales peut également être obtenue. La poussière générée lors de l'usinage CNC des électrodes en graphite est relativement importante et peut envahir les rails de guidage, les vis-mères et les broches de la machine-outil, etc. La machine-outil d'usinage du graphite doit donc être équipée de dispositifs adaptés pour gérer la poussière de graphite, et son étanchéité doit également être excellente, car le graphite est toxique. La poudre de graphite est une substance très sensible aux réactions chimiques. Sa résistivité varie selon l'environnement, ce qui entraîne des variations de sa valeur de résistance. Cependant, une constante demeure : la poudre de graphite est l'un des excellents matériaux conducteurs non métalliques. Tant qu'elle est maintenue dans un objet isolant sans interruption, comme un fil fin, elle reste électrifiée. Mais quelle est la valeur de la résistance ? Il n'existe pas de valeur précise pour cette valeur, car la finesse de la poudre de graphite varie, et sa valeur de résistance varie également selon les matériaux et les environnements.
Vous ne savez peut-être pas que la poudre de graphite de haute pureté a également des utilisations conductrices :
En général, le caoutchouc est isolant. Pour une conductivité électrique optimale, il est nécessaire d'ajouter des substances conductrices. La poudre de graphite présente d'excellentes propriétés de conductivité électrique et de démoulage lubrifiant. Le graphite est transformé en poudre de graphite, qui possède d'excellentes propriétés lubrifiantes et conductrices. Plus la poudre de graphite est pure, meilleure est sa conductivité. De nombreuses usines de produits en caoutchouc spéciaux ont besoin de caoutchouc conducteur. Peut-on alors ajouter de la poudre de graphite au caoutchouc pour conduire l'électricité ? La réponse est oui, mais une question se pose : quelle est la proportion de poudre de graphite dans le caoutchouc ? Certaines entreprises utilisent une proportion ne dépassant pas 30 %, utilisée pour les produits en caoutchouc résistant à l'usure, tels que les pneus de voiture. D'autres usines de caoutchouc spécial utilisent une proportion de 100 %. Seuls ces produits sont conducteurs d'électricité. Le principe de base de la conductivité est que le conducteur ne peut être interrompu, comme un fil. S'il est interrompu au milieu, il ne sera pas électrifié. La poudre de graphite conductrice contenue dans le caoutchouc conducteur est le conducteur. Si la poudre de graphite est bloquée par du caoutchouc isolant, elle ne conduit plus l'électricité. Par conséquent, si la proportion de poudre de graphite est trop faible, l’effet conducteur risque d’être médiocre.
La poudre de graphite est une substance très sensible aux réactions chimiques. Sa résistivité varie selon l'environnement, ce qui entraîne des variations de sa valeur de résistance. Cependant, une constante demeure : la poudre de graphite de haute pureté est l'un des meilleurs matériaux conducteurs non métalliques. Tant qu'elle est maintenue sans interruption dans un objet isolant, comme un fil fin, elle reste électrifiée. Mais quelle est la valeur de la résistance ? Il n'existe pas de valeur précise pour cette valeur, car la finesse de la poudre de graphite varie, et sa valeur de résistance varie également selon les matériaux et les environnements.
Date de publication : 9 mai 2025