Système d’électro-érosion fait maison.

[ducran lapoigne]

Salut seb

je termine les essais avec le générateur d' impulsions avec les mêmes résultats que toi ....

pratiquement plus d' étincelle après les mos

pourtant j' ai 80 v a vide , si je court circuite avec mon fluke en ampèremètre, il indique de 0 a 5A selon le réglage du hacheur

++
Antoine

 

[seb89]

Bonjour Antoine,
Nous v'la bien !!!

Petite question: Avec tes 3 gros transformateurs, tu n'as pas plus de 80 V à vide?
Je constate que sur les schémas qui traînent sur le Net, la tension redressée et filtrée, dépasse souvent largement les 100 volts.

Quelle est la valeur de ta résistance de limitation?
A bientôt.
Serge.

 

[ducran lapoigne]

je n' ai pas encore testé avec les 3 transfos
la résistance série fait 15 ohms
sur le web on tombe sur des réalisations avec seulement 2 transfos 26v ->52 x 1.414 = 73v dc
mes IRF640 viennent de chine ???? Il semble bien que c' est eux qui limitent
je vais m' en procurer chez gotronic pour lever le doute

(bien que un test de la platine a été fait en 12 v avec une ampoule de phare de voiture comme charge et cela a l' air OK)


++
Antoine

 

[seb89]

Bonsoir à tous,

Enfin, un message d'espoir...
Après avoir apporté quelques modifications basiques, L' alimentation à impulsions, commencent à donner des résultats, que je qualifierais d'encourageants!!!

Bien que pas très stable, le processus d'électro-érosion a repris...
J'ai commencé par relier les radiateurs de la résistance de puissance et des MOSFET à la terre.
Ensuite, j'ai remplacé les fils de liaison de l'électrode et de la pièce par des fils plus courts et surtout de plus grosse section.(2,5 mm² au lieu de 1mm²)
Enfin, j'ai réglé la résistance de puissance à 2,5Ω.

Le résultat est que pour l'instant, l'érosion est bien moins rapide qu'avec l'ancien système, par contre l'état de surface semble bien plus régulier (Cratères de même taille.) et facilement réglable en modifiant le rapport cyclique.
L'asservissement n'arrive pas à garder l'électrode au bon niveau, c'est-à-dire que l'électrode n’arrête pas de monter et de descendre, mais pour l'instant ce n'est pas le plus important!
J'ai toujours autant de parasites, mais je n'ai pas encore modifié le CI.
Je vais prendre des photos des états de surface obtenus, en fonction de la fréquence et du rapport cyclique.
A bientôt.
Serge.

 

[lion10]

Bonsoir

Pour le circuit driver de mosfet, avez vous vérifié s'il est normalement chargé avec les 5 mosfet. Si il est est très chargé cela augmente le temps de commutation des mosfet.
Vous pourriez gagner si tel est le cas en augmentant la tension d'alimentation du driver, après il peut y avoir un problème de dissipation dans ce driver à considérer.

Si l'étincelle n'éclate pas n'est pas (système pas stable ?) est ce :
-parce que vous ne fournissez pas assez de puissance en amont ?
-parce que l'électronique n'est pas assez rapide pour la formation de l'étincelle ?
-parce que l'environnement limite le courant max ?

Ce serait peut être interessant de faire des essais avec une configuration avec moins de mosfet et un courant moindre similaire à votre première maquette, voir si le système est plus stable.

Pour le cuivre dans l'état comme cela a été dit je vois le fil de masse qui fait une boucle, les capacités de découplage du driver que j'aurai mise plus proche avec ensuite une connexion la plus courte possible vers les 2 paires de broches d'alimentation.
Pour une prochaine version a défaut de double face , peut être voir si un circuit avec beaucoup plus de masse ne serait pas possible ? (gravure anglaise). Revoir aussi dans une version future la piste entre le driver et l'entrée des mosfet.
Il y a aussi des précautions à prendre contre le latchup, diode zener, routage de piste de masse courte peu résistive. (cf note application du diver sur microchip.com)

cdlt lion10

 

[seb89]

Bonsoir lion10,

Un grand merci, pour toutes ces pistes, et je ne parle pas que du CI.
Pour le driver, j'ai lu et relu la datasheet, mais l'anglais fait que je n'ai sans doute pas compris toutes les informations concernant la mise en œuvre de ce composant.
D'autre part, j'ai téléchargé les notes d'application du driver.(Merci du conseil.)

Lorsque je dis, que le système n'est pas stable, je pense que cela provient de l'asservissement, car le moteur fait monter et descendre l'électrode, ce qui provoque l'arrêt des étincelles puis la reprise, etc...
A moins que, cela soit l'inverse!!!

Je pense également, que mon système manque de puissance.
Le transformateur ne fait que 400VA pour 65 volts, soit environ 6 A et j'ai 97 volts à vide une fois redressé et filtré.

Pour le routage du CI, je ne savais pas (avant que Gaston48 en parle), que la façon de concevoir la masse avait autant d'importance.
Ce qui est sûr, c'est que pour le prochain CI, je ferais particulièrement attention à ce point.

A plus.
Serge.

 

[lion10]

Bonjour

Pouvez vous redonnez le n° de message en ce qui concerne l'électronique de l'asservissement.
Une photo du système pas forcément la mécanique , mais pour voir les liaisons électriques câbles etc, une vue d'ensemble serait bien ou le n° de message.
Votre asservissement est-il d'après vous moins stable, perturbé comme votre oscilloscope avec votre nouvelle alimentation pulsée ou fonctionne -t-il de la même façon ? En d'autre terme votre nouveau système global est-il plus sensible à des défauts initiaux de votre asservissement de votre moteur ?
cdlt lion10

 

[seb89]

Bonsoir lion10,
Désolé, je n'ai pas pu vous répondre plus rapidement, car j'étais un peu occupé.
Le schéma initial de l'asservissement est page2, message#29.
j'ai juste changé les résistances du pont diviseur par des 10K, rajouté un condensateur pour lisser la tension à mesurer et un condensateur de filtrage.
Voici le schéma actuel:

Il est évident, que le montage est aussi perturbé par le générateur d'impulsions, mais ce n'est qu'un montage provisoire et son efficacité me suffit pour évaluer le fonctionnement du système dans un premier temps.

Voici également une photo de l'environnement de travail, tout du moins avec l'ancien système:

Je pourrai, si vous le désiré, prendre une photo de mon nouveau système, mais c'est à peu près le même bazar.

Ce soir, en faisant de nouveaux essais, de manière un peu précipitée, je n'ai pas fait attention et j'ai cramé mon pont de diodes.
Le rapport cyclique était à 100%, la résistance à 2,5 ohms et l'électrode en contact avec la pièce et j'ai laissé l'alimentation en marche...
Le transformateur s'est mis à grogner!!!
Trop tard, le pont de diodes a rendu l'âme.
Si tu lis ce message Antoine, peux-tu me dire quelle est la référence de ton pont de diodes, le mien était un KBPC 5002.
A bientôt, pour la suite des aventures.
Serge.

 

[ducran lapoigne]

salut seb, je viens de regarder, c' est un motorola MDA3508 (800V 35 A) récupéré dans une armoire a la casse
le tien est meilleur (200V 50A) peut être un refroidisseur serait le bienvenu

je descend tester le condensateur non polarisé après la résistance série

Antoine

 

[seb89]

Salut Antoine,
Merci pour l'info, j'avais pourtant vissé un petit radiateur dessus, mais j'ai laissé trop longtemps le montage en court-circuit par inadvertance, même le condensateur de filtrage a bien chauffé!
Il me reste le même pont de diodes, mais en boîtier plastique, je pense pouvoir reprendre les essais.

Ne prend pas, un condensateur de trop grosse capacité pour commencer, car la décharge se fait à travers les MOS, je ne voudrais pas être responsable de leur décès prématuré!

Serge.

 

[Charly 57]

Bonsoir

Puis je proposer une méthode pour vous aider à progresser ?
Si oui, lire ce qui suit:
J'ai compris que votre soucis actuel était de faire des arcs.
J'ai aussi compris que l'avance en profondeur gênait les mesures et donc les conclusions.
Je vous propose de dissocier les deux le temps de mettre au point le générateur d'arc, en faisant un déplacement latéral au lieu de chercher l'avance en profondeur. En faisant un cordon d'arcs sur une surface plane, "l'entrefer" serait constant et donc n'influerait plus sur les autres paramètres.
Avec une électrode fixe, et en faisant déplacer le métal cible avec l'avance de broche ( vitesse fixe) + un petit guidage, "vu de mon ordi" çà semble faisable ....

enfin, c'est vous qui voyez ...

 

[seb89]

Bonsoir Charly 57,

Comme je l'ai déjà dit, toutes les propositions m'intéressent, et je t'en remercie, car cela me permet effectivement de progresser.
Juste une petite précision, ce ne sont pas des arcs, mais bien des étincelles que je cherchent à obtenir.
Au sujet du problème de la formation d'arcs, voire le document mit en ligne par Jean-Yves. (Page 4, Message #50)

J'ai aussi compris que l'avance en profondeur gênait les mesures et donc les conclusions.

Oui et non, ce sont surtout les pics de tensions (parasites) qui m’empêchent de faire des relevés avec mon oscilloscope sur PC.
Quant au déplacement latéral de la pièce, je ne suis pas capable de faire un tel système.
Il faut dire, que l'entrefer est vraiment très faible, quelques micromètres je crois!!!
Par contre, je procède un peu comme vous le dites, c'est-à-dire que je descends l'électrode jusqu'à obtenir des étincelles, je coupe l'alimentation du moteur, puis j'ai quelques secondes pour procéder à d'éventuelles mesures.

Pour agrémenter ce message, je vous mets une photo des différents états de surface obtenus avec le générateur d'impulsions.

On peut voir, que les états de surface dépendent de la fréquence et du rapport cyclique utilisés, bien que je n'aie pas encore fait de relevés.

A bientôt.
Serge.

 

[seb89]

Bonsoir à tous,
Après de nombreux essais du système à impulsions, j'en suis arrivé à la conclusion que mon alimentation n'est pas assez puissante.
Pour percer un trou de 6 mm de diamètre dans une tôle d'inox de 1 mm, il a fallu 30 minutes!!!
Avec le système à condensateur, j'étais arrivé à 90 secondes...
Les MOSFET restent froids, mais le pont de diodes chauffe beaucoup.
Avec une fréquence supérieure à 20 KHz et en réglant le rapport cyclique à environ 30%, l'état de surface est très fin.
Malheureusement, un autre problème apparaît:
Plus l'état de surface est "fin", plus la tache noire au centre est grosse. (voir la photo précédente)
Dans un premier temps, je pensais que cela provenait de micro courts-circuits, mais à la réflexion, je pense qu'il s'agit en fait d'un mauvais nettoyage par le diélectrique.
L'espace entre la pièce et l'électrode est si faible, que le jet de diélectrique ne doit pas avoir assez de pression pour nettoyer efficacement l'interstice.
Cela n'est pas un gros problème, mais devra être résolu plus tard...

J'ai à nouveau fait des essais en rajoutant un condensateur de 10µF, (Désolé gaston48) et le système a retrouvé, toute son efficacité, et le pont de diodes ne chauffe plus.
De plus l'état de surface est relativement fin lorsque j'utilise des fréquences supérieures à 100 KHz, tout en ayant une érosion rapide.
Je pense encore l'améliorer en contrôlant la charge du condensateur, mais cela fera l'objet d'une troisième version...
A la prochaine.
Serge.

 

[lion10]

Bonjour
Pour la capacité de 10uF je ne vois pas trop de laquelle il s'agit. Serait celle placée après la résistance de puissance faisant en quelque sorte un "pi" avec les grosses capacités entre le pont et l'entrée de la résistance de puissance ?

Pour votre problème de diélectrique qui n'aurait pas assez de pression, mais vous soulignez l'espace restreint pour qu'il passe faire le nettoyage du diélectrique mélangé avec la matière pulvérisée par l'électro érosion; la solution ne serait elle pas de générer régulièrement des remontées plus hautes de la tête d'érosion pour faire un grand nettoyage. Bien entendu vous ne pouvez les faire à chaque étincelle mais entre plusieurs rafales d'étincelle c'est théoriquement faisable, mais il faut qu'en pratique que cela ne ralentisse pas trop votre procédé.
cdllt lion10

 

[seb89]

Bonsoir lion10,
Je rajoute un condensateur sur le générateur d'impulsions, afin de faire de nouveaux essais comparatifs entre l'ancien système à condensateurs et le nouveau système à impulsions.

C'est vrai que le sujet part un peu dans tous les sens donc, je vous remets les schémas.

*Le premier système, à décharge de condensateurs, très efficace, (surtout avec 80 volts!) mais donne un état de surface, grossier et irrégulier:

*Le second système, qui est un générateur d'impulsions, très peu efficace, semble nécessiter une alimentation très puissante pour commencer à fonctionner. (Ce qui n'est pas le cas de mon alimentation.)
Il permet cependant, d'obtenir des états de surface très fins.

*Enfin, le troisième montage, où j'ai juste rajouté un condensateur qui se décharge au rythme des commutations des MOSFET. (Entouré en violet)
Ce simple condensateur permet de retrouver l'efficacité du premier montage, tout en ayant la possibilité de régler la finesse de l'état de surface. (Les essais en cours et à venir devraient me permettre de valider cela.)

Concernant le nettoyage, la remontée cyclique de l'électrode, semble être une bonne méthode, cela fera sûrement partie d'une des prochaines améliorations du système...

Merci et à bientôt.
Serge.

 

[lion10]

Bonsoir

Ok c'est donc ce que j'avais cru comprendre avec la forme en "pi". Vous revoila dans une configuration fonctionnelle.

En voyant le schéma modifié on pourrait penser que 10uF c'est négligeable par rapport au 4400uf. Mais il faut vraisemblablement considérer le régime transitoire, cette capacité de 10 uF est en direct sans la résistance de puissance. En somme sans la constante de temps puisqu'en direct elle donne l'énergie du début rapidement. C'est peut être une condition indispensable pour qu'après franchissement du potentiel disruptif le diélectrique formé par la fine couche d'eau claque durablement pour l'étincelle et la destruction de la matière sur la pièce en métal.

Je ne sais plus si vous avez essayé cette alimentation pulsée sans la résistance de puissance et sans cette capacité de 10 uf cela marchait peut être.
Sinon il faut sans doute aussi considérer et incriminer le vrai modèle de ces grosses capacités avec une partie selfique et une partié résistive qui forcément n'est plus négligeable avec un fort courant et des impératifs de transitoires rapides pour le claquage du diélectrique. Et là dans cette hypothèse c'est comme s'il était plus rapide de vider la petite capacité que les grosses. Mais toutes doivent se complémenter dans ce régime transitoire.

Pour en revenir à votre problème d'alimentation, votre système pulsé forcément en envoyant des rafales est plus exigeant en terme de puissance moyenne. Mais lorsque vous évoquez l'amélioration avec la capacité de 10 uF, dans l'hypothèse exposée ci dessus , il serait peut être interessant de faire (s'il n'a pas été déja fait) un essai à puissance identique mais en remplaçant les grosses capacités par plusieurs condensateurs de plus faibles valeurs mais globalement équivalent. Vous gagnerez peut être en efficacité pour l'électro érosion dans un premier temps en vous affranchissant de la problématique de trouver et d'assembler une alimentation de plus forte puissance.

Avant cette capacité de 10uF le pont de diode chauffait sans doute parce qu'un courant était établi sans claquage qui je pense met automatiquement fin au courant dans votre système puisque une fois les grosses capacités déchargées et le métal dissout, d'une part la distance augmente le diélectrique redevient isolant ou il ne peut plus passer de courant puisqu'il n'y a plus d'énergie à décharger.

Il faudrait savoir précisément quelles sont les allures des courbes théoriques en tension et en courant avant et après l'instant de claquage, le chronogramme précis en fonction du temps dans un diélectrique liquide. Il y a sans doute un temps maximum pour envoyer l'énergie et générer une étincelle.

cdlt lion10

 

[seb89]

Bonsoir lion10,
Merci de votre participation, qui m'est très utile et agréable.
Je crois que vous avez parfaitement résumé la situation.
C'est le message #230, page 16 de "Rocher" et les mesures que j'ai pu faire sur l'ancien système à condensateurs, (Page 19, message #283) qui m'ont permis de comprendre un peu mieux ce qui se passait.

Il faudrait savoir précisément quelles sont les allures des courbes théoriques en tension et en courant avant et après l'instant de claquage, le chronogramme précis en fonction du temps dans un diélectrique liquide. Il y a sans doute un temps maximum pour envoyer l'énergie et générer une étincelle.

Justement, ces courbes sont connues (voir le message #50, page 4 de Jean Yves) mais, malheureusement, je n'arrive toujours pas à faire des relevés sur le générateur d'impulsions avec mon oscilloscope sur PC.
Enfin, je progresse, car je crois en connaître la cause...

A plus.
Serge.

 

[seb89]

Zut, j'ai oublié une réponse:

Je ne sais plus si vous avez essayé cette alimentation pulsée sans la résistance de puissance et sans cette capacité de 10 uf cela marchait peut être.

Non, je n'ai pas essayé sans la résistance de puissance, mais il est certain que cela fonctionnerait un peu mieux.
J'ai fait des essais avec cette résistance au minimum, soit 2,5 ohms, c'était d’ailleurs un peu mieux, mais je n'ai pas trop insisté, car le courant de court-circuit était de 34 A et le pont de diodes et le transformateur n'appréciaient pas trop!!!

A plus.
Serge.

 

[seb89]

Bonsoir à tous,

Suite à la lecture de ce sujet: https://www.usinages.com/threads/realisation-d-un-poincon.89745/
l'idée de tenter la réalisation d'un poinçon à l'aide de ma machine m'est venue.
J'ai donc gravé dans un morceau de graphite (charbon de moteur) une forme simple avec ma X2.
Ensuite, j'ai récupéré une queue de fraise cassée de 8 mm de diamètre, puis passer le tout dans l'électro-érodeuse. Deux minutes plus tard, voici le résultat:

Bon ne rigolez pas, je voulais écrire SE, et j'ai donc gravé l'électrode en miroir.
Résultat j'ai un magnifique logo 2E.

Après tout, ce n'est qu'un essai, et le résultat n'est pas trop moche.

Il faudrait également que je vous parle des améliorations apportées à la machine, mais je manque un peu de courage...

A plus.
Serge.

 

[nopxor]

Bonsoir Serge,

Bravo pour ton poinçon
C'est toujours un plaisir de te lire.

 

[bipbip30]

bonsoir seb89, résultat plus qu'encourageant

 

[patduf33]

Super Seb, ça faisais un moment que l'on attendais de tes nouvelles
Il est très bien ton poinçon
Pat

 

[seb89]

Bonsoir à tous,
Un grand merci à nopxor, bipbip30 et patduf33 pour vos appréciations, ainsi qu'à tous ceux qui lisent ce sujet.
C'est très motivant.
Des nouvelles, il y en a pas mal!
J'ai refait complètement, le système d'asservissement du moteur de descente de l'électrode et le générateur d'impulsions, mais j'ai encore de nouvelles idées...
Même si les résultats ne sont pas à la hauteur de mes espérances, le système fonctionne plutôt bien.
Je vous en parlerai prochainement, si cela vous intéresse...
A bientôt.
Serge.

 

[Fran]

salut

si cela vous intéresse...

oh! que oui

 

[JeanYves]

Bjr ,

Tres bien !
Ca montre aussi un des interets de l'electro erosion , de pouvoir travailler des metaux trempés .

 

[seb89]

Bonjour à tous,

C'est vrai que le gros avantage de l'électro-érosion est de pouvoir percer, découper, graver des matériaux très durs et ce, même pour un petit bricoleur.
Enfin, à condition de réaliser ce genre de machine.

Comme je le disais précédemment, j'ai refait l'électronique de commande du moteur.
Le schéma m'a été généreusement donné par Antoine (ducran lapoigne) que je remercie.

Le principe est basé sur un classique comparateur (LM339), mais ce qui m'a séduit dans ce montage est l'utilisation d'un circuit intégré spécialisé, le SN754410 qui est un driver pour moteur DC ou PàP bipolaire.
L’intérêt de ce circuit intégré, contrairement à mon précédent montage (Pont en H avec des MOS),
c'est que même après une heure de fonctionnement, il est à peine tiède.
De plus, le réglage de la tension de consigne est plus efficace et l'érosion semble donc beaucoup plus stable. Cela se voit par l'intensité qui varie peu durant le processus.
Voici une photo du montage, qui montre sa simplicité.
Le circuit intégré spécialisé est sous l'espèce de radiateur que j'ai plaqué dessus.

Voilà pour l'instant, n'hésitez pas, si vous avez des questions.

Serge.

 

[seb89]

Bonjour à tous,

Bien qu'il ne réponde pas à mes attentes, je vais vous décrire le générateur d'impulsions version 3, que j'ai réalisé.

L'idée de départ était de contrôler la décharge du condensateur afin d'agir sur l'état de surface, sans avoir à commuter plusieurs condensateurs.
Eh bien, cela ne fonctionne pas, je pense que quelle que soit la durée de décharge, le condensateur délivre instantanément la même énergie au moment de la formation de l'étincelle. (à confirmer par les pros en électronique...)
Cependant, l'érosion reste très efficace et j'ai même retrouvé les débits de matière obtenus avec le montage à décharges capacitives.
Voici un petit schéma représentant le principe de fonctionnement.

J'ai déjà en tête le principe pour la version 4, en espérant que ce sera la dernière, mais je suis ouvert à toutes les idées que vous pourriez me soumettre.
Pour finir, une petite photo de la zone d'expérimentation.

A plus.
Serge.

 

[seb89]

Bonjour et bon dimanche à tous.

En attendant la version 4 de mon générateur d'impulsions, voici la description d'un nouvel essai réalisé avec la version 3.
L'objectif à atteindre est de réaliser une sphère d'environ 12 mm de diamètre, un peu comme l'expérimentation décrite page 9, message #125.

Voici une photo montrant la pièce initiale en acier courant:

Cette fois, l'électrode est en cuivre et, bien plus simple à confectionner que les électrodes utilisées lors de la réalisation de la sphère précédente.
Il s'agit d'un simple tube de cuivre, fendu dans sa longueur.

L'électrode est fixe et c'est la pièce qui tourne.
L'eau est injectée à l'intérieur de l'électrode:

Après deux bonnes heures d'érosion, et quatre nettoyages du filtre, voici le résultat:

La sphère est légèrement ovoïde et ne fait que 11,2 mm de diamètre, car l'électrode était mal centrée par rapport à la pièce.
L'usure de l'électrode est importante: environ 60 mm.
Mais ce qui est remarquable, c'est la quantité impressionnante de boue produite.
Malgré le nettoyage à quatre reprises du filtre, voici la quantité de boue restante au fond du bac à la fin de l'expérience:

Il faut que je pense sérieusement à améliorer le système de filtration, filtre plus grand et pompe plus performante.

A plus.
Serge.

 

[nopxor]

Bonjour Serge,

Une belle sphère !
Pas mal de boues produites, certes, mais pas mal d'érosion effectuée aussi.
Tu commences à avoir une sacré électronique pour la commande.

 

[seb89]

Bonjour nopxor,

Non non, l'électronique n'est pas vraiment compliquée (j'en serais incapable !), juste un monostable (CD4538) derrière le 555 afin d'avoir des impulsions plus courtes et réglables, qui étaient censées contrôler la décharge du condensateur.
Mais dans la pratique, cela ne contrôle rien du tout, voilà pourquoi je réfléchis à une version 4 qui me permettrait, je l'espère, de me passer de la commutation de plusieurs condensateurs pour agir sur l'état de surface.
A bientôt.
Serge.