Brevet FR2843550A1 — publié le 20040220

Procédé de fabrication utilisant des électrodes. L'invention concerne un procédé de fabrication utilisant au moins une électrode, tel que l'électroérosion ou la soudure par point. Les procédés de fabrication utilisant comme 5 outil des électrodes sont caractérisés par l'usure assez rapide desdites électrodes. Dans le procédé d'électroérosion, un étincelage est provoqué entre une pièce et une électrode dans le but d'éroder la pièce et de former une empreinte ayant la forme de 10 l'électrode en négatif. Avant la réalisation de la pièce, il est donc nécessaire de réaliser l'électrode avec sa forme. La matière de l'électrode doit être bonne conductrice d'électricité et de chaleur et avoir un point de fusion élevé. On utilise en général 15 le cuivre. Cependant, ces électrodes ont une usure très rapide, ce qui demande un renouvellement fréquent des électrodes, et ainsi limite l'utilisation de l'électroérosion à des productions unitaires ou de très petites séries. On peut faciliter le renouvellement des électrodes en réalisant par exemple des électrodes d'électroérosion par extrusion, filage ou étirage. Ces électrodes permettent d'obtenir des formes à profil constant. Les électrodes usées sont remplacées 25 par de nouvelles avant que la géométrie de l'empreinte réalisée ne réponde plus aux spécifications. Un autre procédé suggère de réaliser une métallisation de l'électrode pour remplacer le métal érodé. Cette métallisation est obtenue par exemple en projetant du cuivre en fusion à l'aide d'un pistolet sur la surface à revêtir. Cependant, le revêtement 5 obtenu est très poreux et s'use de manière très importante. De plus, il est difficile d'obtenir un revêtement dont l'épaisseur comble uniquement l'usure de l'électrode. Il a également été proposé de fabriquer des 10 électrodes par galvanoplastie. Un modèle maître est revêtu par électrolyse avec de fortes épaisseurs de métal, puis la coque formée par dépôt est retirée du modèle maître et constitue l'électrode. La maîtrise de cette technique est assez délicate. De plus, pour 15 le retrait de la coque, il est nécessaire de prévoir une dépouille importante, ce qui contraint les formes qu'il est possible d'obtenir. Dans le procédé de soudure par point, des tôles métalliques sont soudées entre elles en pinçant les 20 tôles entre deux électrodes et en faisant passer un fort courant entre les électrodes. Par exemple, dans l'industrie automobile, des tôles formées par emboutissage sont assemblées entre elles pour former la carrosserie. Cet assemblage nécessite de 25 nombreuses soudures par point, et l'usure des électrodes oblige à de nombreux changements de celles-ci. Pour limiter la fréquence des changements, il est possible de rectifier la face active de l'électrode, qui est en général plane, mais le 30 changement de l'électrode doit intervenir inévitablement. C'est donc un objectif de l'invention de proposer un procédé de fabrication utilisant comme outil au moins une électrode dans lequel l'obtention de la géométrie de l'électrode soit rapide, peu coteux en matière et en opérations de fabrication. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de fabrication utilisant comme outil au moins une électrode, dans lequel: a) on effectue des opérations de fabrication pendant lesquelles l'électrode s'use, caractérisé en ce que l'électrode comporte un corps dans une première matière, le corps étant recouvert par une couche d'une deuxième matière conductrice, et après l'étape a): b) on procède à une attaque sélective pour supprimer 15 la couche de la deuxième matière, sans attaquer la première matière de l'électrode, pour redonner à l'électrode une géométrie brute, c) on effectue sur l'électrode un dépôt de la deuxième matière pour former à nouveau la couche 20 et obtenir une géométrie finie de l'électrode correspondant à une géométrie optimale pour la fabrication, puis on recommence un nouveau cycle à partir de l'étape a). Grâce à l'invention, la géométrie finie de l'électrode est régénérée à chaque cycle. L'électrode est prévue avec une géométrie brute de telle sorte qu'après le dépôt, l'électrode ait la géométrie finie correspondant à celle qui est souhaitée pour 30 l'opération de fabrication. Les matières sont choisies pour que l'attaque soit sélective, c'est-à- dire que la deuxième matière soit totalement enlevée sans que la première matière ne soit érodée. Les formes de l'électrode ne sont pas limitées par les contraintes d'obtention de l'électrode, par 5 exemple le profil constant pour l'obtention par extrusion, filage ou étirage, ou la dépouille importante pour le dépôt par galvanoplastie. De plus, la géométrie de l'électrode est sans cesse renouvelée, permettant une utilisation prolongée de 10 l'électrode, même si celle-ci a une géométrie complexe. Le procédé selon l'invention est donc apte à être utilisé pour une production de moyennes ou grandes séries. Les opérations b) et c) peuvent avantageusement 15 être menées en temps masqué pendant les opérations de déchargement et rechargement de pièces à fabriquer, sans attendre nécessairement les limites d'usure de l'électrode. L'attaque lors de l'étape b) est par exemple 20 une attaque chimique. On connaît par exemple des bains de décuivrage, prévus pour l'outillage utilisé dans les installations de dépôt électrolytique, qui permettent cette attaque sélective. De tels bains sont par exemple un démétallisant 4550 fourni par la 25 société ATOTECH, de l'acide nitrique à 50 %, ou un produit EUROSTRIP fourni par la société FRAPPAZ. Dans une première application, les opérations de fabrication sont des opérations de soudure par point. Le procédé selon l'invention permet d'éliminer 30 les opérations de rectification d'électrode, voire de changement automatique de celle-ci, puisque l'augmentation de la durée de vie des électrodes permet d'en envisager un simple changement manuel. Dans une deuxième application, les opérations de fabrication sont des opérations d'électroérosion. 5 La régénération de l'électrode permet d'envisager l'électroérosion pour des productions importantes, en amortissant le cot initial de la fabrication de l'électrode sur de nombreuses pièces. De préférence, la deuxième matière est du 10 cuivre. Cette matière est très bonne conductrice, et a une température de fusion assez élevée. De manière préférentielle, le dépôt est électrolytique. Ce type de dépôt est simple à mettre en oeuvre et permet d'obtenir des épaisseurs 15 régulières de dépôt, avec une vitesse de dépôt très rapide. Par exemple, un dépôt d'une épaisseur de quelques dizaines de micromètres peut être obtenu en quelques dizaines de secondes. Le procédé de dépôt pourra par exemple être celui décrit dans le document 20 FR 2 501 730, qui permet d'obtenir un revêtement uniforme, quelle que soit la forme de l'électrode à revêtir. Dans ce procédé, une électrode de dépôt, animée de vibrations mécaniques, parcourt avec un faible écart la surface à revêtir, et est alimentée 25 par un courant à impulsions. De manière avantageuse, l'attaque et le dépôt ne sont effectués que sur une partie active de l'électrode. Ceci est possible en recouvrant de manière étanche les parties à préserver de l'attaque 30 et du dépôt. Ainsi, seule la partie active non recouverte est attaquée et reçoit le dépôt. La surface à traiter est ainsi limitée au strict nécessaire, ce qui permet d'optimiser le temps de traitement et la capacité des moyens à mettre en oeuvre. De manière particulière, les opérations a) à c) sont effectuées sans démontage de l'électrode. Les électrodes sont déplacées vers le lieu de réalisation de l'attaque et du dépôt directement par les moyens de déplacement de l'électrode, ce qui évite des 10 opérations de montage et de démontage des électrodes, et donc ne nécessite pas de moyens particuliers pour ces opérations. Selon un mode de réalisation particulier, la première matière est de l'acier inoxydable. Cette 15 matière est apte à recevoir un dépôt de cuivre et résiste à de nombreux produits d'attaque chimique. Selon un autre mode de réalisation, la première matière est une matière synthétique. Les matières synthétiques résistent bien aux attaques chimiques, 20 et sont faciles à travailler. Le dépôt électrolytique de cuivre sur une matière synthétique, tel l'ABS (acrylnitrile-butadiènestyrène), est par exemple décrit dans le document WO 00/29646. L'invention a aussi pour objet un dispositif de 25 fabrication pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication décrit précédemment, comportant une station de fabrication, utilisant comme outil au moins une électrode ayant une géométrie brute dans une première matière, caractérisé en ce qu'il 30 comporte en outre une station de dépôt dans laquelle des moyens de dépôt permettent le dépôt d'une deuxième matière conductrice sur l'électrode pour obtenir une géométrie finie, une station d'attaque dans laquelle des moyens d'attaque permettent l'attaque de la deuxième matière sans attaquer la première matière, et des moyens de transfert de l'électrode d'une station à l'autre. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi 10 lesquels: - la figure 1 est une vue de face schématique d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 2 est une vue d'une électrode pour le 15 dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre par un dispositif tel que représenté sur la figure 1. 20 Ledit dispositif est une machine à électroérosion complétée par des stations spécifiques. La machine 1 comporte un bâti 2, une tête 3 et un porte-électrode 4. La tête 3 est fixe par rapport au bâti. Le porte-électrode 4 est mobile selon une 25 direction d'enfoncement verticale. La machine 1 comporte également une table 5 comportant une station de dépôt 51, une station de fabrication 52 et une station d'attaque 53. La table 5 est mobile selon un plan horizontal pour placer l'une des stations en 30 visà-vis du porte-électrode 4. Une électrode 6 adaptée pour réaliser une empreinte sur une pièce, non représentée, est montée sur le porte-électrode 4. La pièce est montée sur la station de fabrication 52. Un exemple d'électrode est s montré sur les figures 2 et 3. L'électrode 6 comporte un corps cylindrique 61 dans lequel un évidement 62 a été pratiqué pour former une surface brute 63 ayant une géométrie brute. Lors de la première utilisation de l'électrode 10 6 sur la machine 1, la station de dépôt 51 est placée en face du porte-électrode 4 et l'électrode 6 est mise en position pour qu'elle puisse recevoir un dépôt de cuivre, uniquement sur la surface brute 63, de telle sorte qu'une couche 64 ayant une géométrie 15 finie 65 est formée. Après le dépôt de la couche 64, la station de fabrication 52 est présentée en face du porteélectrode 4 et les opérations de fabrication commencent de manière classique. Lorsque la couche 64 20 est usée de telle sorte que sa géométrie soit devenue une géométrie usée et ne permette plus d'obtenir une bonne géométrie de l'empreinte à réaliser sur la pièce, les opérations de fabrication sont arrêtées et la station d'attaque 53 est présentée devant le 25 porte-électrode 4. L'électrode 6 est plongée dans un bain chimique qui dissout le cuivre de la couche 64 sans éroder la matière du corps cylindrique 61. Quand la couche 64 a complètement disparu, un nouveau cycle est repris à partir du dépôt d'une nouvelle couche 30 64. Selon son importance, l'empreinte est réalisée sur la pièce avec un seul dépôt de couche 64, avec plusieurs dépôts, ou le dépôt d'une couche 64 permet de réaliser plusieurs pièces. La fréquence des opérations d'attaque et de dépôt est déterminée par exemple de manière expérimentale et intégrée dans une gamme de fabrication. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits uniquement à titre d'exemple. On pourra effectuer les opérations de préparation des électrodes après le démontage des électrodes. On 10 pourra utiliser des dépôts de type chimique ou par projection. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication utilisant comme outil au moins une électrode (6) , dans lequel: a) on effectue des opérations de fabrication pendant lesquelles l'électrode (6) s'use, caractérisé en ce que l'électrode (6) comporte un corps (61) dans une première matière, le corps étant recouvert par une couche (64) d'une deuxième matière conductrice, et après l'étape a): b) on procède à une attaque sélective pour supprimer 10 la couche (64) de la deuxième matière, sans attaquer la première matière de l'électrode, pour redonner à l'électrode une géométrie brute (63), c) on effectue sur l'électrode un dépôt de la deuxième matière pour former à nouveau la couche 15 (64) et obtenir une géométrie finie (65) de l'électrode correspondant à une géométrie optimale pour la fabrication, puis on recommence un nouveau cycle à partir de l'étape a). 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations de fabrication sont des opérations de soudure par point. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations de fabrication sont des opérations d'électroérosion. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième matière est du cuivre. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt est électrolytique. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'attaque et le dépôt ne sont effectués que sur une partie active de l'électrode. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations a) à c) sont effectuées sans démontage de l'électrode (6). 8. Procédé de fabrication selon la 15 revendication 1, caractérisé en ce que la première matière est de l'acier inoxydable. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première matière est une matière synthétique. 10. Dispositif de fabrication pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 8, comportant une station de fabrication (52), utilisant comme outil au moins une électrode (6) ayant une géométrie brute dans une 25 première matière, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une station de dépôt (51) dans laquelle des moyens de dépôt permettent le dépôt d'une deuxième matière conductrice sur l'électrode (6) pour obtenir une géométrie finie, une station d'attaque (53) dans 30 laquelle des moyens d'attaque permettent l'attaque de la deuxième matière sans attaquer la première matière, et des moyens de transfert (5) de l'électrode d'une station à l'autre.