FR2962451A1

FR2962451A1 - Procede, dispositif et systeme pour traitement electrochimique souple

Info

Publication number: FR2962451A1
Application number: FR1156168A
Authority: FR
Inventors: Yuefeng Luo; William Edward Adis; Larry Scott Duclos
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-01-13
Also published as: RU2572923C2; DE102011051660A1; US8597489B2; US20120006691A1; JP5989975B2; RU2011127685A; JP2012016813A

Abstract

Un procédé d'usinage électrochimique selon la technique antérieure nécessite des cathodes servant d'outils à forme fixe, ce qui fait du réoutillage une opération longue et coûteuse. Des cathodes formant outils souples (400) comprennent des cathodes à déformabilité élastique aptes à se déformer dans deux ou trois dimensions et aptes à s'adapter au contour de la pièce à usiner pendant que la pièce à usiner se déplace par rapport à la cathode formant outil souple (400). Ainsi, la cathode formant outil souple peut exécuter un parcours. Certaines cathodes formant outils souples peuvent également être utilisées pour des configurations spéciales telles que des coins et des arêtes. Les cathodes formant outils souples (400) peuvent servir à polir, finir ou façonner la pièce à usiner à l'aide de processus électrochimiques.

Description

B 11-2964FR 1 Procédé, dispositif et système pour traitement électrochimique souple

Un ou plusieurs aspects de la présente invention portent sur un procédé, un dispositif et un système pour traitement électrochimique souple. Traditionnellement, des procédés d'usinage tels que le tournage, la rectification, le perçage et le fraisage font intervenir des forces mécaniques. Dans ces procédés, un outil dur est employé pour usiner la pièce et, ainsi, l'outil doit être plus dur que la pièce. Cependant, dans certaines applications, il est souhaitable que la pièce à usiner elle-même soit en matières dures. Par exemple, les aubes mobiles de moteurs à turbine font l'objet d'exigences strictes incluant la dureté, car elles sont exposées à des conditions d'utilisation rudes.

Lorsque la pièce à usiner elle-même est dure, l'usinage mécanique classique n'est ordinairement pas réalisable. L'usinage électrochimique (ECM) est couramment utilisé comme méthode de substitution pour usiner des pièces dures. En ECM, une pièce dure électriquement conductrice est usinée à l'aide d'un outil qui est lui aussi électriquement conducteur. Pendant un ECM, l'outil servant de cathode est disposé par rapport à la pièce servant d'anode de façon qu'un intervalle soit défini entre eux, et l'intervalle est rempli avec un flux d'électrolyte tel qu'une solution aqueuse de nitrate de sodium. Un courant continu de forte densité avec une basse tension est appliqué entre l'outil cathodique et la pièce anodique pour provoquer une dissolution électrolytique de la pièce. L'action de dissolution a lieu dans une cellule électrolytique formée par l'outil cathodique et la pièce anodique séparés par le flux d'électrolyte. Les boues enlevées ou déposées, une forme d'hydroxyde métallique, sont évacuées de l'intervalle avec le flux d'électrolyte. La pièce anodique prend généralement un contour qui coïncide avec le contour de l'outil cathodique. Les boues déposées peuvent être séparées de l'électrolyte par filtration et l'électrolyte épuré peut être réutilisé.

En ECM, l'outil ne s'use pas. En outre, la vitesse d'usinage est indépendante de la dureté de la pièce. Ainsi, des métaux doux tels que le cuivre et le laiton peuvent être employés comme outil pour façonner des pièces en métaux durs ou tenaces tels que l'acier au carbone, l'Inconel, le titane, l'Hastelloy et le Kovar ou des alliages de ceux-ci, et la cathode constituée par l'outil peut être utilisée de façon répétée. Cela constitue un avantage car des formes, même complexes, peuvent être réalisées relativement facilement sur des métaux doux et servir à façonner des pièces en métaux et alliages durs.

Certes l'ECM a ses inconvénients. Un outil spécialisé doit être construit pour chaque forme voulue en ECM classique. Dans une industrie comme la production d'électricité, même un petit gain de rendement de l'ordre de 1% représente de grandes économies dans les coûts d'exploitation. Ainsi, les fabricants de turbines sont constamment en train de reprendre la conception des aubes des turbines et d'autres pièces de turbines pour parvenir peu à peu à améliorer le rendement. Utiliser l'ECM classique dans de telles circonstances nécessite la production régulière de nouveaux outils, ce qui peut être très coûteux. Ainsi, il serait souhaitable de proposer des procédés, dispositifs et systèmes de traitement électrochimique aptes à s'adapter avec souplesse à des pièces de différentes formes afin de réduire les coûts et le temps associés à l'ECM classique. Un aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un outil électrochimique souple pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. L'outil électrochimique souple peut comprendre une bande de tôle métallique déformable par élasticité dans deux dimensions (2D), un coulisseau porte-outil, et une pluralité de connecteurs de support reliés au coulisseau porte-outil au niveau d'extrémités supérieures de ceux-ci et reliés à la cathode en forme de bande au niveau d'extrémités inférieures de ceux-ci le long de la cathode en forme de bande. La pluralité de connecteurs de support peut comprendre au moins un connecteur de support fixe dans la position latérale et fixe par rapport au coulisseau porte-outil. Chaque connecteur de support peut être conçu pour avoir une course variable à mesure que la cathode en forme de bande se déforme par élasticité. Par ailleurs, chaque connecteur de support peut comporter un coupleur rotatif conçu pour accoupler l'extrémité inférieure du connecteur de support et conçu pour tourner à mesure que la cathode en forme de bande se déforme par élasticité. Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un procédé pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. Dans le procédé, un outil électrochimique souple peut être placé de telle sorte qu'une cathode souple de la cathode de l'outil électrochimique souple vienne contre une partie de la surface de la pièce à usiner plongée dans une cuve de travail remplie d'électrolyte. Une fois réalisé le contact avec la pièce à usiner, il est possible de commencer à faire passer de l'électricité et à faire circuler de l'électrolyte pour entamer le processus d'usinage électrochimique. Ensuite, la cathode souple peut être amenée à suivre un parcours vers une première ou une seconde extrémité de la pièce à usiner. Le parcours peut impliquer le maintien de la mise sous tension et de la circulation de l'électrolyte pendant que la cathode souple est déplacée par rapport à la pièce à usiner.

Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un système pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. Le système peut comprendre une cuve de travail, un outil électrochimique souple avec une cathode souple, un coulisseau porte-outil, une pluralité de moyens de serrage et une unité de commande. La cuve de travail peut être remplie d'électrolyte. La cathode souple peut être apte à s'adapter en continu à un contour de surface d'une pièce à usiner. Le coulisseau porte-outil peut être conçu pour déplacer la cathode de l'outil. La pluralité de moyens de serrage peut être conçue pour immobiliser la pièce à usiner dans la cuve de travail. L'unité de commande peut être conçue pour placer la cathode de l'outil de façon que la cathode de l'outil vienne au contact d'une partie de la surface de la pièce à usiner plongée dans la cuve de travail remplie d'électrolyte. La cathode de l'outil peut également contenir des conduits d'électrolyte pour fournir l'électrolyte à la cellule électrolytique sans immersion de la pièce à usiner. L'unité de commande peut également être conçue pour enclencher la mise sous tension et la circulation d'électrolyte après la réalisation du contact avec la pièce à usiner de façon à lancer le processus électrochimique souple. L'unité de commande peut en outre être conçue pour amener la cathode de l'outil suivre un parcours vers une première ou une seconde extrémité de la pièce à usiner. Le parcours peut comporter le maintien de la mise sous tension et de la circulation d'électrolyte pendant que la cathode de l'outil est déplacée par rapport à la pièce à usiner.

Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un outil électrochimique souple d'usinage de coins afin d'exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. L'outil électrochimique souple d'usinage de coins peut comporter une cathode, un coulisseau porte-outil et un élastomère intercalé entre la cathode et le coulisseau porte-outil pour assurer un renforcement adaptatif de façon que la cathode s'adapte à une forme d'un coin de la pièce à usiner. Le coin de la pièce à usiner peut être formé par deux surfaces latérales qui s'étendent sensiblement dans des directions rectilignes depuis un point du coin formant une surface concave avec un angle 0 du coin. La cathode peut être pré-coudée suivant un angle a pour des angles de coins supérieurs à A. La différence donne la compression nécessaire de la cathode de l'outil d'usinage de coins pour le coin de la pièce à usiner. Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un outil électrochimique souple d'usinage d'arêtes pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. L'outil électrochimique souple d'usinage d'arêtes peut comporter une cathode en forme de bande, un coulisseau porte-outil et un élastomère intercalé entre la cathode et le coulisseau porte-outil pour assurer un renforcement adaptatif de façon que la cathode s'adapte à une forme d'une arête de la pièce à usiner. Une arête de la pièce à usiner peut être formée par deux surfaces latérales qui s'étendent sensiblement dans des directions rectilignes depuis un point 1060 de l'arête en formant une surface convexe avec un angle (p de l'arête. La cathode en forme de bande peut être pré-coudée suivant un angle (3 pour des angles d'arêtes inférieurs à (p. La différence donne la compression nécessaire de la cathode d'usinage d'arêtes pour l'arête de la pièce à usiner.

Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un outil électrochimique souple pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. L'outil électrochimique souple peut comporter une cathode en forme de feuille, un coulisseau porte-outil et une pluralité de connecteurs de support. La cathode en forme de feuille peut être conçue pour se déformer par élasticité dans trois dimensions (3D). La pluralité de connecteurs de support peuvent être reliés au coulisseau porte-outil, au niveau d'extrémités supérieures de ceux-ci et peuvent être reliés à la cathode en forme de feuille, au niveau d'extrémités inférieures de ceux-ci, sur une surface supérieure de la cathode en forme de feuille. Chaque connecteur de support peut être conçu pour une course variant à mesure que la cathode en forme de feuille se déforme par élasticité. Chaque connecteur de support peut également comporter un coupleur inférieur conçu pour accoupler l'extrémité inférieure du connecteur de support avec la cathode souple en forme de feuille à mesure que la cathode en forme de feuille se déforme par élasticité. Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un outil électrochimique souple pour exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner. L'outil électrochimique souple peut comporter une cathode en forme de feuille, un coulisseau porte-outil, un renforcement en élastomère et au moins un capteur. La cathode en forme de feuille peut se déformer par élasticité en 3D. Le coulisseau porte-outil peut être conçu pour déplacer l'outil électrochimique souple afin d'appliquer une force de compression. Le renforcement en élastomère peut être conçu pour assurer un renforcement élastique de la cathode en forme de feuille. Le capteur peut être conçu pour mesurer une hauteur de surface d'une pièce à usiner lorsque l'outil électrochimique souple est au contact d'une pièce à usiner. La cathode en forme de feuille peut s'adapter en continu à un contour de la pièce à usiner lorsque la cathode de l'outil est déplacée tout en étant au contact de la pièce à usiner. Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un procédé pour exécuter un processus de finissage électrochimique souple. Dans le procédé, un outil électrochimique souple peut être placé de façon qu'une cathode souple de l'outil électrochimique souple vienne contre une partie de la surface d'une pièce à usiner plongée dans une cuve de travail remplie d'électrolyte ou aspergée avec de l'électrolyte à partir de la cathode de l'outil.

Après la réalisation du contact avec la pièce à usiner, la mise sous tension et la circulation d'électrolyte peuvent être enclenchées pour lancer le processus de finissage électrochimique souple. La pièce à usiner peut subir un finissage électrochimique souple lorsque l'outil électrochimique souple se rapproche d'une première ou d'une seconde extrémité de la pièce à usiner. Le processus de finissage électrochimique souple peut comporter le finissage de la pièce à usiner de façon à corriger des erreurs à la surface de la pièce à usiner, les erreurs de surface se définissant comme des écarts de hauteur de surface d'une partie de surface qui dépassent une limite de tolérance prédéterminée pour la partie de surface. Le processus de finissage électrochimique souple peut être exécuté pendant que la cathode de l'outil est au contact de la pièce à usiner et se déplace par rapport à la pièce à usiner. Un autre aspect nullement limitatif de la présente invention porte sur un système pour exécuter un processus de finissage électrochimique souple sur une pièce à usiner. Le système peut comporter une cuve de travail, un outil électrochimique souple comportant une cathode souple, un coulisseau porte-outil, une pluralité de moyens de serrage et une unité de commande. La cuve de travail peut être remplie d'électrolyte ou la pièce peut être aspergée avec de l'électrolyte à partir de la cathode de l'outil. L'outil électrochimique souple peut comporter une cathode en forme de bande et l'outil électrochimique souple peut être apte à s'adapter en continu à un contour de surface d'une pièce à usiner. Le coulisseau porte-outil peut être conçu pour déplacer l'outil électrochimique souple. La pluralité de moyens de serrage peuvent être conçus pour immobiliser la pièce à usiner dans la cuve de travail. L'unité de commande peut être conçue pour placer l'outil électrochimique souple de façon que la cathode souple vienne au contact d'une partie de la surface de la pièce à usiner plongée dans la cuve de travail remplie d'électrolyte ou aspergée d'électrolyte depuis l'outil électrochimique souple. L'unité de commande peut également être conçue pour enclencher la mise sous tension et la circulation d'électrolyte après la réalisation du contact avec la pièce à usiner afin de lancer le processus de finissage électrochimique souple. L'unité de commande peut en outre être conçue pour le finissage d'une première ou d'une seconde extrémité de la pièce à usiner. Le processus de finissage du processus électrochimique souple peut comporter le finissage de la pièce à usiner afin de corriger des erreurs à la surface de la pièce à usiner, les erreurs de surface se définissant comme des écarts de hauteur de surface d'une partie de la surface dépassant une limite de tolérance prédéterminée pour la partie de surface. La pièce à usiner peut subir un finissage électrochimique souple pendant que l'outil électrochimique souple est au contact de la pièce à usiner et se déplace par rapport à la pièce à usiner. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux dessins identifiés ci-dessous. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un système d'usinage électrochimique selon la technique antérieure ; - la figure 2 représente un exemple de cathode d'outil selon la présente demande ; - la figure 3 représente la cathode d'outil selon la présente demande, appliquée à une pièce à usiner ; - les figures 4a et 4b représentent un outil électrochimique souple 2D selon une forme de réalisation de la présente invention, dans des états comprimé et non comprimé ; - la figure 5 représente une structure d'une cathode souple en forme de bande selon une forme de réalisation de la présente invention - la figure 6 représente un outil électrochimique souple 2D selon une autre forme de réalisation de la présente invention ; - la figure 7 représente un système pour exécuter un processus électrochimique souple selon une forme de réalisation de la présente invention - la figure 8 représente un organigramme d'un procédé pour exécuter un processus de polissage électrochimique souple selon un aspect de la présente invention ; - les figures 9a et 9b représentent un outil électrochimique souple d'usinage de coins selon une autre forme de réalisation de la présente invention ; - les figures l0a et l0b représentent un outil électrochimique souple d'usinage d'arêtes selon une autre forme de réalisation de la présente invention ; - les figures 1 la et llb représentent un outil électrochimique souple 3D selon une forme de réalisation de la présente invention ; - les figures 12a et 12b représentent un outil électrochimique souple 3D selon une autre forme de réalisation de la présente invention - les figures 13a et 13b représentent un outil électrochimique souple à capteurs selon une autre forme de réalisation de la présente invention - la figure 14 représente un organigramme d'un procédé pour exécuter un processus de finissage électrochimique souple selon un aspect de la présente invention ; et - la figure 15 représente un organigramme d'un exemple de processus de finissage électrochimique souple exécuté pendant un parcours de pièce selon un aspect de la présente invention.

Comme décrit ici, les processus électrochimiques souples selon des formes de réalisation de la présente demande peuvent constituer une manière relativement très rapide de finir, polir et/ou façonner des pièces à usiner. Selon un ou plusieurs aspects nullement limitatifs sont proposés des outils électrochimiques souples capables de s'adapter au contour général des différentes pièces à usiner. Sur la figure 1 est représenté un système d'ECM selon la technique antérieure. Le système d'ECM 100 comprend une source d'électricité 102, un outil 104 et une pièce à usiner 106 servant respectivement de cathode et d'anode d'une cellule électrolytique, une pompe 108 à électrolyte et une cuve 110 à électrolyte. La forme de l'outil 104 est fixe. En fonctionnement, l'outil 104 et la pièce à usiner 106 sont placés de façon qu'un intervalle relativement étroit 112 entre électrodes soit défini par l'espace entre ceux-ci. La source d'électricité 102 sert à appliquer une tension à la pièce à usiner 106 et à l'outil 104. Le système 100 comprend un circuit d'électrolyte afin d'envoyer par pompage un courant continu d'électrolyte sous pression dans l'intervalle 112, l'électrolyte étant pompé dans une cuve 110 à électrolyte par la pompe 108 et fourni à des conduits creux 114 d'électrolyte formés dans l'outil 104. Les conduits 114 dirigent l'électrolyte vers la pièce à usiner 106. A partir du conduit 114, l'électrolyte sort de la cathode 104 de l'outil et passe par l'intervalle 112 à un débit et une pression relativement élevés.

La pièce à usiner 106 est façonnée par enlèvement de métal de la pièce par dissolution électrochimique de la pièce à usiner 106 à polarisation anodique. Pendant l'opération d'ECM, l'électrolyte passant par l'intervalle 112 évacue de la pièce à usiner 106 la matière dissoute par voie électrochimique, ce qui réduit le risque d'erreurs de forme de la pièce à usiner 106. La vitesse d'enlèvement de métal est globalement inversement proportionnelle à la séparation entre la cathode et l'anode. A mesure que l'outil 104 est rapproché de la pièce à usiner 106, la séparation, c'est-à-dire l'intervalle 112, entre l'outil cathodique 104 et la pièce à usiner anodique 106 le long de l'outil 104 et de la pièce à usiner 106, tend vers une valeur stable, et la pièce à usiner 106 prend globalement le contour de la cathode 104 de l'outil. Comme indiqué, en ECM selon la technique antérieure, l'outil 104 a une forme exclusive servant à fabriquer la pièce à usiner 106 correspondante. I1 peut être coûteux de fabriquer de nombreux outils 104, chacun ayant sa forme exclusive et les conduits d'électrolyte nécessaires 114 ménagés dans celui-ci. Lorsqu'on utilise un outil 104 pour fabriquer un nombre relativement faible de pièces à usiner correspondantes 106, le problème du coût risque de s'amplifier.

Dans la demande évoquée plus haut est décrit un outil cathodique permettant un niveau élevé d'interchangeabilité. La figure 2 représente un exemple d'outil correspondant 300 utilisable pour diverses formes de pièces à usiner grâce à sa souplesse, ce qui diffère de l'outil selon la technique antérieure. L'outil 300 représenté sur la figure 2 comprend une cathode 302, des patins d'espacement 304, un renforcement en élastomère 306, des bandes conductrices 308 et un conduit 310 d'électrolyte. Un coulisseau porte-outil 312 peut déplacer ou placer l'outil cathodique 300 de manière à venir d'une manière voulue au contact d'une pièce à usiner.

La cathode 302 est en matière relativement mince et souple, électriquement conductrice. Comme représenté sur la figure 3, le renforcement en élastomère 306 assure une déformabilité permettant une déformation de la cathode 302 qui peut donc s'adapter au contour de la surface de la pièce à usiner. La déformation élastique est telle que la surface extérieure de la cathode 302 se trouve à une distance voulue de la surface de la pièce à usiner 106, permettant l'exécution efficace de processus d'ECM. De la sorte, l'outil correspondant 300 permet le polissage d'une surface générale à trois dimensions sans nécessiter de nombreux outils cathodiques.

Lorsque la pièce à usiner 106 a une superficie plus grande que celle de l'outil 300, l'outil est appliqué, une seule partie à la fois, sur différentes parties de la pièce à usiner 106. Par exemple, l'outil 300, et plus particulièrement la cathode 302, s'abaisse en réalisant une compression pour englober une partie de surface de la pièce à usiner 106. Après que la partie de surface a été englobée, la circulation de l'électrolyte et la mise sous tension sont enclenchées pour polir la partie de surface située sous la cathode 302 venant toucher celle-ci. Après le polissage de la partie de surface, l'outil 300 est levé et déplacé pour venir englober une nouvelle partie de surface, et la nouvelle partie de surface est polie. Ce cycle de possible intermittent se poursuit jusqu'au polissage de la surface entière de la pièce à usiner. Les figures 4a et 4b représentent un outil électrochimique souple (outil FEC) 400 à deux dimensions (2D) utilisable pour exécuter un processus électrochimique souple (processus FEC) selon une forme de réalisation de la présente invention. Pour faciliter le repérage, les directions X, Y et Z sont indiquées sur ces figures. "X" désigne la direction d'un côté à l'autre, ou latérale ; "Y" désigne une direction de haut en bas, ou verticale ; et "Z" désigne une direction de l'intérieur vers l'extérieur. I1 faut souligner que, lorsque des organes ou des formes de réalisation sont décrits dans une position particulière ou se déplaçant dans une direction particulière, cela n'a qu'un but descriptif, nullement limitatif. Par exemple, lorsqu'un organe tel qu'un outil FEC est décrit comme se déplaçant verticalement, cela ne signifie par forcément que, dans la mise en oeuvre concrète, l'organe doit se déplacer dans la direction de la pesanteur. Une ou plusieurs motivations à l'origine de la présente invention consiste(nt) à permettre un parcours sur la pièce à usiner.

Au sens de la présente description, on entend par parcours une possibilité d'exécuter un processus électrochimique souple tandis que la pièce et l'outil FEC bougent l'un par rapport à l'autre. A titre d'exemple, une pièce à usiner peut être polie par un parcours. I1 doit être clair qu'en comparaison du processus de polissage intermittent décrit plus haut en référence à la demande antérieure, le processus de polissage continu doit être plus rapide. Le parcours a également d'autres qualités souhaitables qui apparaîtront au cours du présent document.

L'expression "processus électrochimique souple" (ou encore processus FEC) est introduite dans le paragraphe ci-dessus. Le processus FEC couvre de façon générale des processus tels que le polissage, le finissage et le façonnage, entre autres. Les processus FEC doivent être distingués du processus ECM selon la technique antérieure dans lequel un outil cathodique fixe sert à enlever des morceaux de métal des pièces à usiner. Sauf précision contraire, les processus FEC décrits dans le présent document concernent de façon générale l'enlèvement d'une couche ou de plusieurs couches de métal de la surface métallique de la pièce à usiner à l'aide des outils électrochimiques souples. I1 doit aussi être entendu que la pièce à usiner et l'outil FEC peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre en déplaçant l'un des deux, l'autre ou les deux. Ainsi, sauf indication explicite contraire, des formulations telles que "A déplacé par rapport à B" doivent être considérées comme un équivalent de formulations telles que "B déplacé par rapport à A", et "A et B déplacés par rapport à l'autre", et doivent par conséquent être considérées comme couvrant toutes les possibilités de mouvements relatifs. En outre, des formulations telles que "A rapproché/éloigné de B" et "A et B rapprochés/éloignés l'un de l'autre" doivent également être considérées comme indiquant des mouvements relatifs. Pour faciliter un mouvement de parcours souple, une certaine rigidité latérale est souhaitable. La rigidité latérale assure un mouvement latéral plus stable sur des surfaces de pièces courbes. La forme de réalisation d'outil FEC représentée sur les figures 4a et 4b offre cette rigidité latérale et une souplesse verticale. La figure 4a représente un état non comprimé de l'outil FEC 400 et la figure 4b représente un état comprimé. L'outil FEC 400 peut comporter une cathode 402 en forme de bande, un coulisseau porte-outil 412 et une pluralité de connecteurs de support 420. Comme expliqué plus en détail par la suite, la pluralité de connecteurs de support 420 peut comporter au moins un connecteur de support fixe et au moins un connecteur de support non fixe. Le coulisseau porte-outil 412 peut être relié aux connecteurs 420 de support au niveau des extrémités supérieures des connecteurs de support 420. Les extrémités inférieures des connecteurs de support 420 peuvent se relier à l'anode 402 en forme de bande sur une longueur de la cathode en forme de bande 402.

La cathode en forme de bande 402 est de préférence déformable par élasticité, c'est-à-dire souple, en 2D. En voici l'explication. Sur la figure 4a, la cathode en forme de bande 402 dans l'état non comprimé est placée longitudinalement dans la direction latérale. Ainsi, la cathode en forme de bande 402 est linéaire dans la direction X dans l'état non comprimé. Dans l'état comprimé tel qu'on le voit sur la figure 4b, la cathode en forme de bande 402 se déforme ou fléchit par élasticité dans la direction verticale en différents points sur sa longueur dans la direction latérale, et l'ampleur de la déformation dans la direction Y peut être différente dans différentes positions dans la direction X à mesure que la cathode en forme de bande 402 épouse le contour de la surface de la pièce 106. On peut faire une analogie avec un balai d'essuie-glace épousant une courbure d'un pare-brise d'automobile lorsque le balai et le pare-brise bougent l'un par rapport à l'autre. L'un des avantages de l'outil FEC 400 est que la cathode en forme de bande 402 peut s'couder plus facilement pour une ligne courbe en 2D. Par ailleurs, la cathode en forme de bande 402 peut facilement retrouver sa forme antérieure par élasticité lorsque change la forme de la surface de la pièce 106.

Lorsque l'outil FEC 400 est en compression comme représenté sur la figure 4b, on constate que des longueurs verticales des différents connecteurs de support 420 sont différentes, c'est-à-dire que leurs courses sont différentes pour s'adapter à la courbure de la pièce à usiner 106. Ainsi, les connecteurs de support 420 peuvent modifier leur course à mesure que la cathode en forme de bande 402 se déforme par élasticité en 2D. Cependant, quelles que soient les courses, il est préférable que les connecteurs de support 420 exercent une pression uniforme. Cela assure une souplesse verticale pour que la cathode en forme de bande 402 puisse s'adapter à la surface courbe de la pièce à usiner 106. Dans une forme de réalisation, les connecteurs de support 420 sont des vérins pneumatiques et chaque vérin 420 peut comporter un palier vertical coulissant 427 et un ressort 428. Le palier 427 et le ressort 428 permettent au vérin de réaliser un renforcement élastique afin que la cathode souple en forme de bande 402 puisse épouser le contour de la surface de la pièce à usiner 106. Le vérin pneumatique 420 peut en outre comporter un piston 429 apte à être déplacé dans la direction verticale par n'importe quel mécanisme d'entraînement bien connu, et la pression de l'air à l'intérieur du vérin 420 peut être commandée avec précision, par exemple par l'intermédiaire de régulateurs (non représentés sur les figures 4a et 4b). A l'aide de la pression d'air constante et des mécanismes d'entraînement, la course de chaque vérin 420 peut être réglée en fonction du contour de la pièce à usiner 106, ce qui permet à son tour une maîtrise de la déformation de la cathode en forme de bande 402. Comme on le démontrera davantage plus loin, la possibilité de modifier la forme de la cathode en forme de bande 402 offre l'avantage de permettre un finissage des pièces à usiner 106. Le mécanisme d'entraînement peut être intégré dans le coulisseau porte-outil 412. A l'aide du mécanisme d'entraînement, le vérin 420 peut modifier sa course d'après le contour de la pièce à usiner afin de déformer par élasticité la cathode en forme de bande 402 et d'englober la surface de la pièce à usiner. Comme indiqué, il est préférable que la pression exercée par la pluralité de vérins 420, c'est-à-dire la pluralité de connecteurs de support 420, soit sensiblement la même. Ainsi, les connecteurs de support 420 peuvent avoir une course variable et une pression sensiblement constante, ce qu'assure la pression constante de l'air dans le vérin. Selon une autre possibilité, on peut utiliser entre autres, comme connecteurs de support 420, des mécanismes hydrauliques ou magnétiques.

Chaque connecteur de support 420 peut comporter un coupleur rotatif 450 qui accouple l'extrémité inférieure du connecteur de support correspondant 420 avec la cathode en forme de bande 402. On citera comme exemple de coupleur rotatif 450 un palier lisse. Comme on le voit sur la figure 4b, les paliers lisses 450 tournent pour accoupler les connecteurs de support verticaux 420 avec la cathode courbe en forme de bande 402 munie de sa bande de renforcement en élastomère 445. A mesure que la cathode en forme de bande 402 se déforme par élasticité en 2D, elle se raccourcit dans la direction latérale. Les coupleurs coulissants 430 au-dessus des connecteurs de support extérieurs 420 permettent une translation 460 du vérin pour relier les connecteurs de support verticaux 420 à la cathode en forme de bande courbe et donc latéralement raccourcie 402. Les connecteurs de support 420 reliés aux coupleurs coulissants 430 sont appelés connecteurs de support non fixes car ils sont autorisés à coulisser dans la direction latérale, de préférence dans certaines limites, par rapport au coulisseau porte-outil 412. D'autre part, il peut être préférable qu'il y ait au moins un connecteur de support fixe 420 dont la position latérale soit fixe par rapport au coulisseau porte-outil 412. Sur les figures 4a et 4b, le connecteur de support central 420 est représenté avec une position latérale fixe du fait d'une connexion fixe 440 à la machine 412. I1 ne s'agit que d'un exemple nullement limitatif. N'importe lequel des connecteurs de support 420, dont les connecteurs de support non centraux, peut être fixe. Les coupleurs rotatifs 450 et les coupleurs coulissants 430 permettent aux connecteurs de support non fixes de se déployer ou de se contracter sensiblement verticalement en ligne droite depuis le coulisseau porte-outil 412 et d'être liés à la cathode formant bande courbe et latéralement raccourcie 402. Le connecteur de support fixe se déploie ou se contracte sensiblement verticalement en ligne droite depuis le coulisseau porte-outil 312 en raison de sa connexion fixe. Les coupleurs rotatifs 450 permettent aux connecteurs de support 420, aussi bien fixes que non fixes, de s'adapter d'une manière sensiblement perpendiculaire au contour de la surface de la pièce, comme on le voit sur la figure 4b. On suppose que, pendant le déroulement du processus électrochimique souple, l'outil FEC 400 se déplace dans la direction Z - entrant et sortant de la feuille où se trouvent les figures 4a et 4b - par rapport à la pièce à usiner 106. L'outil FEC 400 peut parcourir la surface de la pièce à usiner 106 dans la direction Z. A mesure que l'outil FEC 400 est entraîné dans la direction Z, tous les connecteurs de support 420, aussi bien fixes que non fixes, peuvent adopter des courses variables pour assurer une rigidité latérale pour la force d'entraînement ainsi qu'une liberté verticale pour la souplesse de la cathode. Pour plus de clarté, les branchements pour l'électrolyte et l'alimentation électrique ne sont pas représentés.

La figure 5 représente un exemple de structure de cathode souple qui comporte la cathode en forme de bande 402, vue de dessous. On notera que, sur la figure 5, comme la vue est prise de dessous, la direction Y correspond maintenant à une entrée et une sortie par rapport à la feuille, comme indiqué. De préférence, la cathode en forme de bande 402 est plane, relativement longue, et mince. Les dimensions relatives ne sont pas forcément à l'échelle. La structure 500 est de préférence beaucoup plus longue que large si bien que, en pratique, la cathode 402 peut être considérée comme une bande, c'est-à-dire une cathode linéaire. La cathode 402 peut être réalisée à l'aide d'une tôle métallique souple renforcée par des bandes de caoutchouc. La structure 500 peut également comporter une pluralité d'entrées 510 pour fournir l'électrolyte et une pluralité de sorties 520 pour permettre à l'électrolyte de sortir. Des espaces entre une pluralité d'entretoises d'isolation 530 définissent les sorties 520 dans la présente forme de réalisation. La structure 500 comprend également un ou plusieurs centreurs isolants 535. Les centreurs 535 et les entretoises 530 parcourent l'électrolyte depuis les entrées 510 jusqu'aux sorties 520 et empêchent que l'électrolyte ne fuie et ne s'échappe vers les côtés et l'arrière. Les centreurs isolants 535 et les entretoises d'isolation 530 ont tous de préférence une épaisseur prédéterminée (vers l'intérieur et vers l'extérieur de la page) de façon à créer un intervalle entre électrodes bien défini entre la cathode 402 et la pièce à usiner 106 (non représentées sur la figure 5). De préférence, un revêtement isolant 540 est appliqué sur les zones où le flux d'électrolyte n'est pas stable. Un flux d'électrolyte instable risque de créer une rugosité non souhaitable de la surface. Généralement, ces zones comportent des entrées 510 et des sorties 520 pour l'électrolyte. Ainsi, comme représenté sur la figure 5, des revêtements isolants 540 sont appliqués dans la zone correspondant aux entrées 510 et aux sorties 520, et le centre de la structure 500 est sans revêtement là où l'électrolyte est relativement stable. La figure 6 représente un outil FEC souple 2D 600 selon une autre forme de réalisation de la présente invention. L'outil FEC 600 peut comporter de nombreuses pièces semblables à celles de l'outil FEC 400, notamment la structure de cathode 500 en forme de bande et le coulisseau porte-outil 612. L'outil FEC 600 peut également comporter la pluralité de connecteurs de support 620 qui comprennent au moins un connecteur de support fixe (relié aux coupleurs rotatifs 630) et au moins un connecteur non fixe (relié au connecteur fixe 640). Les connecteurs de support 620 peuvent être accouplés avec la structure de cathode 500 aux extrémités inférieures de ceux-ci à l'aide de coupleurs rotatifs 650, par exemple des paliers lisses. Par ailleurs, les connecteurs de support 620 peuvent modifier leur course et également appliquer une pression uniforme pendant la modification des courses. Cependant, au lieu des coupleurs coulissants, des coupleurs rotatifs 630 peuvent accoupler les connecteurs de support non fixes 620 au niveau des extrémités supérieures de ceux-ci. Pour faciliter le repérage, les coupleurs rotatifs 650 et 630 sont respectivement appelés coupleurs rotatifs inférieurs et supérieurs. Les coupleurs rotatifs 630 permettent aux connecteurs de support extérieurs non fixes de tourner afin de s'adapter à la cathode en forme de bande 402 à raccourcissement latéral lorsque celle-ci se déforme par élasticité. Les connecteurs de support non fixes peuvent ne pas forcément se déployer ou se contracter verticalement en ligne droite depuis le coulisseau porte-outil 612. Les coupleurs rotatifs inférieurs 650 permettent aux connecteurs de support fixes et non fixes de s'adapter d'une manière sensiblement perpendiculaire au contour de la surface de la pièce à usiner. En ce qui concerne le fonctionnement, les deux outils FEC 400 et 600 sont excellents pour exécuter un processus électrochimique continu tel que le processus de polissage électrochimique continu. Pendant que l'outil FEC 400, 600 est déplacé pour parcourir la surface de la pièce à usiner 106, l'outil FEC 400, 600 s'adapte en continu au contour de la surface de la pièce à usiner 106 pour exécuter le processus de polissage électrochimique.

La figure 7 représente un système servant à exécuter un processus électrochimique souple tel qu'un polissage, un finissage et/ou un façonnage selon une forme de réalisation de la présente invention. Le système 700 peut être décrit comme étant un exemple d'un système à électrolyte dans lequel l'électrolyte pour remplir une cuve de travail 720 de façon que la pièce à usiner 106, par exemple une aube de turbine à vapeur, et un outil FEC 704 soient immergés pendant le processus électrochimique. Selon une autre possibilité, sans immerger l'outil FEC 704 ni la pièce à usiner 106, l'électrolyte peut être acheminé, via des conduits de fluide, jusqu'aux entrées de la cathode et sortir par les sorties de cathode de l'outil FEC 704. L'outil FEC 704 peut être monté sur un coulisseau porte-outil 712. La pièce à usiner 106 peut être soutenue, dans la cuve de travail 720, par des moyens de serrage gauche et droit 732, 734. Une unité de commande 760 peut commander le fonctionnement du système soit de manière automatique, soit à l'aide d'instructions saisies manuellement par un opérateur. L'unité de commande 760 peut être réalisée à l'aide de diverses combinaisons de composants matériels, logiciels et micrologiciels tels qu'un ordinateur, des dispositifs de mémorisation, des systèmes de communication et des programmes de commande numérique. Pour plus de clarté, des organes tels que le réservoir d'électrolyte, la pompe à électrolyte, le filtre à électrolyte, l'alimentation électrique, les unités de commande, le mécanisme d'entraînement, les tuyaux, les flexibles et les raccords ne sont pas représentés. Les connexions entre l'unité de commande 760 et d'autres composants ne sont pas représentées non plus, afin de limiter la complexité des informations.

La figure 8 représente un organigramme d'un exemple de procédé pour exécuter un processus de polissage électrochimique souple selon un aspect de la présente invention. Dans le procédé 800 l'unité de commande 760 peut placer l'outil FEC 704 au contact d'une partie de la surface de la pièce à usiner 106, lors de l'étape 810. Par exemple, l'outil FEC 704 peut être placé à un emplacement de départ connu tel que l'extrémité droite ou gauche de la pièce à usiner 106, près du moyen de serrage droit ou gauche 734, 732. Lors de l'étape 820, l'unité de commande 760 peut enclencher l'alimentation électrique et la circulation dans l'électrolyte pour lancer le processus de polissage électrochimique. Lors de l'étape 830, l'outil FEC 704 parcourt la pièce à usiner 106 sous le contrôle de l'unité de commande 706 jusqu'à ce que soit atteinte une extrémité de la pièce à usiner 106. Si, par exemple, l'outil FEC 704 commence par venir au contact de la pièce à usiner 106 près du moyen de serrage droit 704, le premier mouvement de parcours tend à déplacer l'outil FEC 704 vers le moyen de serrage gauche 732 jusqu'à ce que l'outil FEC 704 atteigne le moyen de serrage gauche 732. Pendant que l'outil FEC 704 se déplace, l'unité de commande 760 permet le maintien de l'alimentation électrique et de l'écoulement de l'électrolyte, c'est-à-dire que le processus de polissage électrochimique s'effectue en continu. Par ailleurs, à mesure que l'outil FEC 704 est déplacé, il s'adapte en continu au contour de la surface de la pièce à usiner 106.

Lorsque l'extrémité est atteinte, l'unité de commande 760 peut déterminer lors de l'étape 840 si, oui ou non, le processus de polissage électrochimique est terminé. Les critères pour déterminer si le polissage ECM est terminé peuvent dépendre des circonstances particulières. Par exemple, il peut être considéré comme terminé après un seul parcours de toute la surface de la pièce à usiner 106. Dans une autre circonstance, il peut suffire de ne parcourir qu'une partie de toute la surface. Si on souhaite une surface très lisse, la pièce à usiner 106 peut alors être parcourue plus d'une fois.

Si, lors de l'étape 840, il est déterminé que le processus de polissage électrochimique n'est pas terminé, l'unité de commande 760 peut alors, lors de l'étape 850, provoquer un repositionnement de l'outil FEC 704. Par exemple, l'unité de commande 760 peut demander aux moyens de serrage droit et gauche 734, 423, de faire tourner la pièce 706 dans la direction "w". Après le repositionnement de l'outil FEC 704, l'étape 830 peut être répétée pour parcourir la pièce à usiner 106 jusqu'à ce que l'autre extrémité soit atteinte. Après le repositionnement de l'outil FEC 704, l'étape 830 peut être répétée pour parcourir la pièce à usiner 106 jusqu'à ce que l'autre extrémité soit atteinte. Pendant l'étape de parcours, le processus de polissage électrochimique peut être effectué en continu. L'unité de commande 760 peut continuer le cycle des étapes 830, 840 et 850 jusqu'à ce que, lors de l'étape 840, il soit déterminé que le processus de polissage est terminé. Ensuite, lors de l'étape 860, l'unité de commande 760 peut amener l'outil FEC 704 à s'écarter de la pièce à usiner 106. Bien que les outils FEC 400 et 600 soient extrêmement utiles, il y a des circonstances dans lesquelles le contour d'une pièce à usiner est très agressif, notamment les coins et les arêtes. Dans ces circonstances, d'autres conceptions possibles de l'outil FEC souple peuvent être souhaitables. Les figures 9a et 9b représentent un outil FEC souple 900 selon une autre forme de réalisation de la présente invention. L'outil FEC 900 peut être appelé outil FEC 900 d'usinage de coins. La figure 9a représente une vue latérale de l'outil FEC 900 et la figure 9b représente l'outil FEC 900 vu depuis l'emplacement A sur la figure 9a. La structure de l'outil FEC 900 peut être semblable à la structure 500 représentée sur la figure 5. L'outil FEC 900 peut comporter la pluralité d'entrées, 910, une pluralité de sorties 920, une pluralité d'entretoises d'isolation 930 et de centreurs 935, des revêtements isolants 940 et une cathode 902, laquelle peut être une cathode en bande ou en feuille, comme on le voit sur la figure 9b. Ces pièces peuvent remplir des fonctions similaires à celles des pièces de la structure 500 représentée sur la figure 5 et ne seront donc pas décrites plus en détail. Cependant, comme on le voit sur la figure 9a, l'outil FEC 900 peut comporter un élastomère 950, qui constitue un renforcement adaptatif de façon que l'outil FEC 900 puisse s'adapter à un coin de la pièce à usiner 106. On notera que, sur la figure 9b, l'élastomère 950 est tel qu'il est chargé en plus grande quantité près du bord de la cathode 902 qu'au centre. Cela contribue à créer une bonne étanchéité pour l'électrolyte et une bonne pression de la pièce à usiner pour l'adaptation aux coins.

Globalement, le coin de la pièce à usiner 106 peut être perçu comme deux surfaces latérales 962 et 964 qui s'étendent sensiblement dans des directions rectilignes depuis un point 960 de coin formant une surface concave et l'angle 0 du coin peut être perçu comme étant l'angle fait par les surfaces latérales 962 et 964. L'angle 0 de coin peut être un angle droit, comme représenté sur la figure 9b, ou peut être un angle de n'importe quelle autre valeur. L'angle 0 n'est pas spécifiquement limité. Dans de nombreux cas, des angles de coins allant de 80° à 100° sont habituels. La couche inférieure de l'outil FEC 900 peut être préalablement coudée pour former un angle obtus a qui n'est pas forcément identique à l'angle 0 du coin. De préférence, l'angle a obtenu par coudage préalable doit être au moins sensiblement égal à l'angle 0 du coin de la pièce à usiner, a - 0 0. Cependant, il est encore plus souhaitable que la relation a - 0 > 0 se vérifie, c'est-à-dire qu'il est préférable que l'angle obtus a de l'outil FEC 900 soit plus grand que l'angle 0 du coin de la pièce à usiner 106. En fonctionnement, cet outil FEC 900 d'usinage de coins peut tout d'abord, du fait de la force exercée par le coulisseau porte-outil 912, être poussé dans la partie formant le coin de la pièce à usiner de façon à être étroitement ajusté. Lorsque l'outil FEC 900 est poussé dans le coin, la compression le long du bord de la cathode 902 est susceptible d'être inférieure à la compression existant au centre de celle-ci lorsque a - 0 0, c'est-à-dire lorsque les angles qu'il forme sont sensiblement les mêmes. Lorsque a - 0 > 0, la compression le long du bord augmente, ce qui limite fortement la différence de compression entre le bord et le centre de la cathode 902. Ainsi, la différence de compression tend vers zéro à mesure que la différence a - 0 augmente. Finalement, la compression sur les bords peut devenir supérieure à celle existant au centre à mesure que a - 0 continue à augmenter. Ainsi, selon un aspect, l'outil 900 d'usinage de coins est tel que la différence a - 0 est supérieure ou sensiblement égale à une différence angulaire minimale et inférieure ou sensiblement égale à une différence angulaire maximale. Les différences angulaires minimale et maximale peuvent être déterminées comme étant l'intervalle de différences angulaires sur lequel les différences de pression entre le bord et le centre de l'outil FEC restent dans des limites admissibles prédéterminées. Les différences angulaires minimale et maximale respectivement de 10 et de 45 degrés sont satisfaisantes dans certains processus électrochimiques. Les figures l0a et l0b représentent un outil FEC 1000 selon une autre forme de réalisation de la présente invention. L'outil FEC 1000 peut être appelé outil FEC 1000 d'usinage d'arêtes. La figure l0a représente une vue latérale de l'outil FEC 1000. La figure l0b représente une vue en coupe de la structure de l'outil FEC 1000, prise depuis l'emplacement A suivant la ligne A-A. Globalement, une arête de la pièce à usiner 106 peut être perçue comme deux surfaces latérales 1062 et 1064 qui s'étendent sensiblement dans des directions rectilignes depuis un point 1060 d'arête formant une surface convexe, et l'angle d'arête peut être perçu comme étant l'angle (p formé par les surfaces latérales 1062 et 1064. L'outil FEC 1000 d'usinage d'arêtes peut comporter la pluralité d'entrées 1010, une pluralité de sorties 1020, une pluralité d'entretoises d'isolation 1030 et de centreurs 1035, des revêtements isolants 1040 et une cathode 1002, laquelle peut être une cathode en forme de bande ou de feuille, comme on le voit sur la figure 10b. Ces pièces peuvent remplir des fonctions similaires à celles décrites à propos des pièces similaires des figures 5 et 9b et ne seront donc pas décrites plus en détail. Comme l'outil FEC 900 d'usinage de coins, l'outil FEC d'usinage d'arêtes peut comporter un élastomère 1050, qui constitue un renforcement adaptatif de manière à ce que l'outil s'adapte à l'arête de la pièce à usiner 106. Les arêtes peuvent être plus chargées que le centre où se produit la courbure. La cathode 1002 est préalablement coudée. Cependant, l'angle (3 de coudage préalable est de préférence plus marqué qu'un angle (p d'arête de la pièce à usiner 106 si bien que la relation (3 - (p 0 se vérifie. I1 est encore plus souhaitable que se vérifie la relation (3 - (p > 0.

En fonctionnement, cet outil FEC 1000 d'usinage d'arêtes peut pour commencer être poussé dans la partie formant arête de la pièce à usiner de façon à avoir un ajustement étroit entre la cathode souple 1002 et l'arête de la pièce. A mesure que l'outil FEC 1000 est amené à balayer l'arête, l'ouverture et la courbure latérale de l'outil FEC varient pour maintenir un contact étroit avec la surface de la pièce près de la zone de l'arête. Pour un angle (3 de la cathode 1002 formé par coudage préalable, l'outil FEC 1000 peut être utilisé sur des arêtes avec des angles (p qui vont de (po à (pi, à savoir (po < <p < (pi, de telle sorte que, sur l'intervalle (pi - (po d'angles d'arêtes, la différence de compression entre des parties quelconques de la cathode 1002 reste dans les limites de tolérance prédéterminées. Par exemple, l'intervalle (pi - (po est de préférence de 10 degrés ou moins. Ainsi, un outil 1000 d'usinage d'arêtes conçu nominalement pour un angle (p particulier peut être utilisé pour usiner des arêtes sur des surfaces dont les angles ne diffèrent que de quelques degrés par rapport à l'angle nominal. I1 est encore plus souhaitable que l'intervalle (pi - (po soit de 2 degrés ou moins.

On notera qu'un angle d'outil nul peut être créé pour des angles très aigus. Dans l'outil 1000 d'usinage d'arêtes à angle nul, l'angle 13 formé par le coudage préalable, de l'outil 1000 depuis le point 106 d'arête formé par les surfaces latérales 1062 et 1064 peut être nul sur au moins une partie lorsque l'outil 1000 n'est pas poussé dans la pièce à usiner 106. Le remplissage constitué par l'élastomère 1050 se déforme en conséquence pour créer l'angle précoudé et l'ajustement nécessaires. L'outil FEC 1000 d'usinage d'arêtes peut être utilisé pour un polissage continu ou intermittent lorsque la pièce à usiner 106 est entraînée par rapport à l'outil FEC 1000.

Jusqu'à maintenant, des exemples d'outil FEC 2D ont été représentés et décrits. Les figures lla et llb représentent un outil FEC souple à trois dimensions (3D) selon une forme de réalisation de la présente invention. L'outil FEC 1100 peut comporter une tôle métallique 1102, un coulisseau porte-outil 1112 et une pluralité de connecteurs de support 1120. Le coulisseau porte-outil 1112 peut être connecté aux connecteurs de support 1120 au niveau des extrémités supérieures de ceux-ci. Les extrémités inférieures des connecteurs de support 1120 peuvent être connectées à la cathode 1102 en forme de feuille, au niveau de diverses parties sur une surface supérieure de la cathode 1102 en forme de feuille. La cathode 1102 en forme de feuille est de préférence déformable en 3D par élasticité. Sur les figures lla et llb, la cathode 1102 en forme de feuille peut faire partie d'une structure stratifiée qui comporte un renforcement élastique 1145 dans le plan XZ. Lorsqu'une partie de la surface d'une pièce à usiner 106 (non représentée) comprime la cathode stratifiée 1102, en différents points du plan XZ, la cathode 1102 en forme de feuille peut se déformer par élasticité dans la direction Y pour épouser le contour de la surface de la pièce à usiner 106, qu'il soit concave ou convexe. La cathode 1102 en forme de feuille peut se déformer pour épouser en continu un contour de surface en 3D de la pièce à usiner 106 de telle sorte que la surface de la pièce à usiner 106 soit parcourue lorsqu'elle est déplacée par rapport à la cathode 1102 en forme de feuille. De la sorte, la pièce à usiner 106 peut être polie en continu.

Les connecteurs de support 1120 peuvent modifier leur course à mesure que la cathode 1102 en forme de feuille se déforme en 3D par élasticité. Cependant, quelles que soient les courses, il est préférable que les connecteurs de support 1120 exercent une pression uniforme, assurant ainsi une souplesse verticale pour permettre à la cathode 1102 en forme de feuille de s'adapter à la surface courbe de la pièce à usiner. Dans une forme de réalisation, les connecteurs de support 1120 comportent des vérins pneumatiques semblables aux vérins 420 représentés sur la figure 4a. Ainsi, bien que cela ne soit pas représenté sur les figures lla et llb, chaque vérin 1120 peut comporter un palier vertical coulissant 1127 et un ressort 1128 assurant un soutien élastique, et peut comporter un piston 1129 pouvant être déplacé pour modifier la course du vérin 1120. L'ampleur du mouvement du piston, et par conséquent la distance de course, dépend de la hauteur de surface du contour de la pièce lorsqu'il est comprimé. Le mécanisme d'entraînement peut être intégré dans le coulisseau porte-outil 1112. En outre, il est préférable que la pression exercée par la pluralité de connecteurs de support 1120 soit sensiblement égale, quelle que soit la longueur de la course. A son extrémité supérieure, au moins un connecteur de support 1120 peut être accouplé avec le coulisseau porte-outil 1112 par un coupleur supérieur 1130 qui peut tourner dans deux directions orthogonales à la manière d'une articulation sphérique. A son extrémité inférieure, chaque connecteur de support 1120 peut avoir un coupleur inférieur 1150 reliant la cathode 1102 en forme de feuille au connecteur de support 1120. Dans une première forme de réalisation, le coupleur inférieur 1150 peut comporter un mécanisme apte à tourner dans deux directions orthogonales (par exemple, comme une articulation sphérique) et est relié à un patin, et le patin peut être fixé à la cathode 1102 en forme de feuille. De tels coupleurs inférieurs rotatifs 1150 permettent aux connecteurs de support 1120 de s'adapter d'une manière sensiblement perpendiculaire au contour de la surface de la pièce à usiner. Dans une autre forme de réalisation, le coupleur inférieur 1150 peut comporter le patin mais ne pas comporter le mécanisme rotatif. Ci-dessus, il est décrit que la cathode 1102 en forme de feuille peut être une structure stratifiée. De préférence, la structure comporte un renforcement élastique 1145 (par exemple, un remplissage en élastomère ou un renforcement par du caoutchouc) sur la tôle métallique 1102, et le patin est fixé au renforcement élastique 1145. Ainsi, même lorsque le coupleur inférieur 1150 ne comporte pas le mécanisme rotatif, la connexion du connecteur de support 1120 à la cathode 1102 en forme de feuille n'est pas forcément rigide, et il peut encore se produire dans une certaine mesure une adaptation perpendiculairement au contour de la pièce à usiner. I1 faut souligner que, même dans la forme de réalisation qui ne comporte pas le mécanisme rotatif, la cathode 1102 en forme de feuille comporte encore de préférence le renforcement élastique 1145. Lors de l'opération d'usinage électrochimique souple, l'outil FEC 1100 peut être comprimé entre la pièce à usiner 106 située au-dessous et le coulisseau porte-outil 1112 situé au-dessus. Les connecteurs de support 1120 à la même pression peuvent adopter des courses différentes en fonction de la partie de la surface de la pièce à usiner 106. Les coupleurs inférieurs 1150 peuvent connecter l'outil FC 1102 aux connecteurs de support 1120, et les coupleurs supérieurs 1130 peuvent permettre le maintien d'un angle de contact approprié entre les connecteurs de support 1120 et le coulisseau porte-outil 1112. A mesure que l'outil FEC 1100 parcourt la partie de la surface, les connecteurs de support 1120 peuvent adopter des courses différentes et assurer une rigidité latérale pour la force d'entraînement. Pour plus de clarté, les branchements pour l'électrolyte et l'alimentation électrique sont omis. On notera que le connecteur de support central avec le vérin pneumatique ne possède pas forcément l'articulation sphérique dans le haut. Ce connecteur de support central assure la rigidité latérale principale. Cependant, il ne s'agit pas d'une exigence stricte, comme on le verra ci-après. I1 est préférable que les coupleurs supérieurs 1130 aient une amplitude angulaire prédéterminée limitée de rotation dans les deux directions orthogonales. Dans le cas présent, chaque connecteur de support 1120 peut avoir le coupleur supérieur correspondant 1130 de façon que tous soient des connecteurs de support non fixes 1124. Cependant, il est également possible qu'au moins un connecteur de support 1120 comporte un connecteur fixe 1140 à son extrémité supérieure de façon que le connecteur de support 1120 soit fixe dans la position XY par rapport au coulisseau porte-outil 1112. Sur la figure l i a , le connecteur de support fixe 1120 peut être le connecteur de support central. Cependant, il ne s'agit là que d'un exemple nullement limitatif. N'importe lequel des connecteurs de support 1120 peut être fixe. Les formes de réalisation des outils FEC souples représentées sur les figures 4a à 1lb sont d'excellents choix pour parcourir la pièce à usiner 106 pour le processus de polissage électrochimique souple. Autrement dit, l'outil FEC 704 utilisé dans le procédé de polissage électrochimique souple illustré sur la figure 8 peut être n'importe lequel des outils FEC 400, 600 et 1100. Lorsque des surfaces agressives telles que des coins et des arêtes nécessitent un polissage électrochimique, on peut utiliser les pièces à usiner 900 et 1000. Cependant, la plupart, voire la totalité des formes de réalisation d'outils FEC peuvent également servir pour le finissage électrochimique souple. Au sens du présent document, on entend par finissage un processus dans lequel sont corrigées des erreurs de surface de la pièce à usiner. Dans ce contexte, une erreur de surface se définit comme un écart dans le contour d'une partie de la surface de la pièce à usiner, par exemple un écart dans la hauteur de la surface, qui dépasse une marge de tolérance prédéterminée autorisée pour cette partie de la surface. Le finissage constitue une manière de réaliser un formage précis aux quasi-dimensions finales. L'utilisation de procédés de formage tels que le moulage ou le forgeage donne à la pièce à usiner sa forme définitive sans finissage de surface. L'obtention de quasi-dimensions finales par formage précis est souhaitable depuis de nombreuses décennies afin de réduire, voire de supprimer la nécessité d'un usinage final puisque cela tend à simplifier le procédé et à réduire le coût. Des procédés tels que le moulage à la cire perdue et le forgeage aux dimensions finales peuvent donner un formage précis pour respecter des tolérances étroites ne dépassant pas 0,0254 mm (1 mil). Cependant, cela implique des coûts élevés et ne peut se faire que pour des dimensions de pièces limitées. I1 est par nature difficile, pour un procédé de formage, de manipuler une matière volumineuse tout en conservant la précision de surface. Globalement, le déplacement de la matière volumineuse rend difficile le maintien de la précision de surface. Par ailleurs, les coûts du formage augmentent de façon exponentielle à mesure que les tolérances pour la pièce deviennent plus étroites et que les dimensions de la pièce augmentent. Si un usinage final est encore nécessaire pour des tolérances plus étroites, l'objectif initial du formage aux dimensions finales est anéanti ou amoindri. Malgré le moindre enlèvement de matière, un usinage à commande numérique (CNC) 5 axes, précis et coûteux, peut encore être nécessaire pour profiler les surfaces en 3D. De plus, la qualité d'une surface à l'issue des procédés de formage ne peut généralement pas respecter la plupart des exigences concernant les pièces. Habituellement, la surface est très rugueuse après une solidification ou un forgeage direct de la partie de la surface. Dans la plupart des cas, il y a une couche de grains à surface rugueuse sur toute pièce moulée ou forgée en raison de la lenteur du refroidissement de la surface. Souvent, l'absence de finissage pose un problème d'oxydation de la surface. Pour atténuer le coût imposé par la précision extrême du formage et permettre en même temps des manipulations économiques de la matière volumineuse et de la surface, il devient nécessaire de procéder à un finissage de surface efficace après un formage aux quasi-dimensions finales. De la sorte, l'usinage selon la technique antérieure pour l'enlèvement d'une grande quantité de matière peut être simplifié, voire révolutionné pour ne manipuler que les matières de surface, car le formage aux quasi-dimensions finales supprime la nécessité d'un ébauchage. Des manipulations sommaires et rapides peuvent généralement mieux se faire par formage pour économiser les matières et l'énergie. Selon un aspect de la présente invention, les outils FEC souples proposés peuvent être utilisés pour le finissage électrochimique souple d'une pièce à usiner après formage aux quasi-dimensions finales. Par exemple, la pièce à usiner 106, telle que des tuyères ou des aubes d'une turbine, peut être initialement formée aux quasi-dimensions finales par moulage à la cire perdue. Les outils FEC souples, très similaires aux outils FEC 400, 600, 900, 1000 et 1100 décrits plus haut, peuvent s'adapter à la surface d'aubages profilés formés aux quasi-dimensions finales sans le mouvement à commande CNC. A mesure que la cathode souple parcourt la surface de la pièce à usiner, le processus de FEC peut polir la surface et également corriger les erreurs résiduelles, c'est-à-dire que le finissage de la surface est réalisable. Pour permettre le finissage électrochimique souple, il est préférable que l'outil FEC comporte un capteur apte à détecter une hauteur de surface de la pièce à usiner. L'unité de commande peut comparer la hauteur détectée avec la géométrie mémorisée de la pièce.

En fonction de la correction nécessaire, l'unité de commande peut commander toute combinaison des facteurs qui affectent l'enlèvement de matière, notamment la tension électrique, la vitesse de parcours, le débit de l'électrolyte et les paramètres d'impulsions si on applique des impulsions d'énergie.

Le finissage électrochimique souple offre de nombreux avantages. Par exemple, le finissage électrochimique souple peut supprimer la nécessité de prévoir une puissante broche de machine. Par ailleurs, il n'y a pratiquement pas d'usure de l'outil même pour de l'Inconel dur et résistant. La charge mécanique peut être faible tout en permettant une grande précision de structure. En outre, un polissage et un finissage rapides peuvent être accomplis avec relativement peu d'outils FEC souples. Les figures 12a et 12b représentent un outil FEC souple 3D 1200 selon une autre forme de réalisation de la présente invention. L'outil FEC 1200 peut être utilisé pour le polissage électrochimique souple comme l'outil FEC 1100. Cependant, l'outil FEC 1200 peut en outre également être utilisé pour le finissage électrochimique souple. La figure 12a est une vue latérale et la figure 12b est une vue de dessous de l'outil FEC 1200. L'outil FEC 1200 peut comporter une cathode 1202 en forme de feuille, des entretoises 1230, un renforcement en élastomère 1250 et un conduit d'entrée 1210 d'électrolyte. Un coulisseau porte-outil 1212 peut positionner l'outil FEC 1200 de façon qu'il vienne d'une manière souhaitable au contact de la pièce à usiner. De préférence, la cathode 1202 est en matière électriquement conductrice relativement mince et souple telle que du cuivre et de l'acier inoxydable. Le renforcement en élastomère 1250 peut créer un renforcement élastique pour permettre à la cathode 1202 de se déformer et donc d'épouser le contour de la surface de la pièce à usiner. La déformation élastique peut être telle que la surface extérieure de la cathode 1202 soit à une distance voulue de la surface de la pièce à usiner 106 en permettant l'exécution de procédés d'ECM efficaces. De la sorte, l'outil FEC 1200 peut polir en continu une surface générale en 3D sans nécessiter de nombreux outils cathodiques. La figure 12b représente une structure de cathode de l'outil FEC 1200. Des espaces entre une pluralité d'entretoises d'isolation 1230 définissent une pluralité de sorties 1220 pour permettre à l'électrolyte entrant par le canal d'entrée 1210 de sortir. Les entretoises 1230 guident l'électrolyte depuis l'entrée 1210 jusqu'aux sorties 1220. Les entretoises 1230 forment l'intervalle entre électrodes entre la cathode 1202 et la pièce à usiner. Dans cette forme de réalisation particulière, les entretoises 1230 les plus proches du centre peuvent être dotées d'une plus grande épaisseur que les entretoises 1230 les plus proches du bord ou du pourtour afin de permettre une meilleure circulation de l'électrolyte depuis de centre. Des revêtements isolants 1240 peuvent être formés dans des zones correspondant aux entretoises 1230 si l'écoulement de l'électrolyte est susceptible de ne pas être stable. L'outil FEC 1200 peut être utilisé lors de l'opération de polissage ECM illustré sur les figures 7 et 8. Ainsi, l'outil FEC 1200 peut être appliqué sur différentes parties de la pièce à usiner 106 et la structure d'outillage peut être comprimée entre la partie de la surface de la pièce à usiner située au-dessous et le coulisseau porte-outil situé au-dessus. Le renforcement en élastomère 1250 peut créer la compression élastique nécessaire pour assurer l'étanchéité de la cellule électrolytique épousant la surface de la pièce à usiner. A mesure que la pièce à usiner 106 et l'outil cathodique 1200 sont déplacés l'un par rapport à l'autre, la cathode 1202 en forme de feuille peut épouser le contour de la partie de la surface au contact de la cathode 1202 en forme de feuille, et le polissage ECM peut être exécuté en enclenchant l'alimentation électrique et la circulation de l'électrolyte entre l'intervalle de la surface de la pièce à usiner et la cathode 1202 en forme de feuille. Cependant, l'outil FC 1200 peut de plus également comporter un capteur qui détecte la hauteur de surface de la pièce à usiner 106 pendant le parcours, c'est-à-dire pendant le mouvement continu. Sur les figures 12a et 12b, le capteur 1260 se présente sous la forme d'une combinaison d'un stylet 1262, d'une graduation linéaire 1264 et d'un ressort 1266. Cette combinaison ne constitue que l'une des nombreuses manières de réaliser le capteur 1260. D'autres modèles de capteurs comprennent des transformateurs différentiels à variation linéaire LVDT et des capteurs capacitifs.

Le stylet 1262 peut être disposé sensiblement au centre de l'outil FEC 1200 représenté, mais cela n'est nullement limitatif. Le stylet 1262 peut être placé ailleurs. Par exemple, le stylet 1262 peut être placé à "l'avant" de la cathode 1202 dans la direction du parcours. Par ailleurs, le nombre de capteurs ne se limite pas à un seul, c'est-à- dire qu'on peut prévoir de multiples capteurs. Par exemple, deux stylets 1262, un de chaque côté de la cathode 1202 dans la direction du parcours. I1 faut souligner que des capteurs peuvent être ajoutés sur les outils FEC 400, 600 et/ou 1100 afin de servir lors du finissage électrochimique souple, comme illustré sur les figures 13a et 13b. Sur la figure 13a est représentée la structure500 de la cathode et, sur la figure 13b, est représentée la vue de dessous de l'outil FEC 1100. Sur ces figures, les capteurs 1360 dessinés sous la forme de carrés en traits doubles sont répartis autour de chaque structure de cathode. D'autres pièces telles que des entrées, des entretoises, des coupleurs et des sorties ne sont pas numérotées, pour des raisons de clarté. Bien que davantage de capteurs 1360 soient souhaitables, certaines considérations pratiques telles que le coût peuvent avoir une incidence sur le nombre de capteurs qui peuvent réellement être mis en place. I1 suffit de dire qu'avec le type de modifications illustrées sur les figures 13a et 13b, les outils FEC 400, 600 et 1100 peuvent également être utilisés pour des pièces à usiner à finissage électrochimique souple. La figure 14 représente un organigramme d'un procédé pour exécuter un finissage électrochimique souple selon un aspect de la présente invention. On notera que le procédé 1400 pour exécuter le finissage électrochimique souple partage un grand nombre des étapes en commun avec le procédé de polissage électrochimique souple 800 illustré sur la figure 8. Comme le procédé de polissage électrochimique souple, le procédé de finissage électrochimique souple peut s'adapter au contour de la surface de la pièce à usiner. Cependant, au lieu de simplement épouser le contour existant de la surface, la déformation élastique de l'outil cathodique peut être activement commandée de façon que la pièce à usiner soit dotée d'un contour présentant une forme finale voulue. Sur la figure 14, on suppose que la pièce à usiner 106, telle qu'une aube de turbine à vapeur, a initialement subi un formage aux quasi-dimensions finales à l'aide d'un autre procédé tel qu'un moulage à la cire perdue, un forgeage, ou même par ECM selon la technique antérieure en utilisant un outil FEC à forme fixe. Le système 700 représenté sur la figure 7 sera utilisé conjointement pour décrire l'exemple de procédé de finissage électrochimique souple 1400, dans lequel l'outil FEC 704 peut être n'importe lequel des outils FEC 400, 600, 1100 et 1200 muni de capteurs. Dans le procédé 1400, l'unité de commande 760 peut, lors de l'étape 1410, placer l'outil FEC 704 de façon qu'il vienne au contact d'une partie de la surface de la pièce à usiner 106. De préférence, l'outil FEC 704 est placé à un emplacement de départ connu sur la pièce à usiner 106. Lors de l'étape 1420, l'unité de commande 1760 peut provoquer une mise sous tension et une circulation d'électrolyte pour lancer le procédé d'ECM. Lors de l'étape 1430, l'unité de commande 760 peut amener l'outil FEC 704 à parcourir la pièce à usiner 106 jusqu'à ce qu'une extrémité de la pièce à usiner 106 soit atteinte. Pendant le parcours, la pièce à usiner 106 subit le processus de finissage électrochimique souple. La figure 15 représente un organigramme d'un exemple de processus pour exécuter l'étape 1430 afin d'accomplir le processus de finissage électrochimique souple pendant un parcours de la pièce à usiner, selon un aspect de la présente invention. On peut supposer que le processus illustré sur la figure 15 est exécuté en continu à mesure que l'outil FEC 704 est déplacé d'une première extrémité à l'autre extrémité de la pièce à usiner 106. Lors de l'étape 1510, la hauteur de la partie de la surface peut être détectée à l'aide d'un capteur tel que le capteur 1260, 1360. Le capteur 1260, 1360 peut fournir le résultat de la détection à l'unité de commande 760. Lors de l'étape 1520, l'unité de commande 760 peut comparer la hauteur de surface détectée avec un modèle mémorisé pour cette partie particulière de la surface de la pièce à usiner 106.

Lors de l'étape 1530, l'unité de commande 760 peut déterminer si, oui ou non, la différence entre la hauteur détectée et la hauteur du modèle mémorisé respecte des limites de tolérance. I1 faut souligner que les tolérances pour les pièces à usiner peuvent aller de tolérances très générales à des tolérances très spécifiques. Dans un premier cas, les mêmes limites de tolérances peuvent s'appliquer pour la surface toute entière de la pièce à usiner, ou encore d'une pièce à l'autre parmi plusieurs pièces à usiner. Dans un autre cas, différentes parties d'une surface d'une même pièce à usiner peuvent avoir des limites de tolérances qui ne s'appliquent qu'aux parties particulières de la surface. Assurément, des limites de tolérances différentes peuvent s'appliquer à la même pièce à usiner dans des circonstances différentes. Par exemple, un fabricant de pièces peut proposer différents niveaux de garanties pour la même pièce.

Pour le niveau de garantie le plus haut impliquant le prix le plus élevé, des tolérances très étroites peuvent être appliquées lors du finissage de la pièce. Pour d'autres niveaux de garanties, des écarts plus grands par rapport au modèle mémorisé peuvent être tolérés corrélativement.

Si la différence respecte les limites de tolérances, le processus peut alors passer à l'étape 1550 pour déterminer si, oui ou non, ce parcours est terminé, l'unité de commande 760 pouvant par exemple déterminer si, oui ou non, l'extrémité de la pièce à usiner 106 a été atteinte. Si le parcours n'est pas terminé, le processus peut recommencer à partir de l'étape 1510. Cependant, si, lors de l'étape 1530, il est déterminé que la hauteur détectée dépasse les limites de tolérances, l'unité de commande 760 peut exécuter une action correctrice ou une combinaison d'actions lors de l'étape 1540. Voici une liste non exhaustive d'actions correctrices. Premièrement, la forme de la cathode 1202 peut être modifiée. Comme décrit plus haut, les outils FEC 400, 600 et 100 peuvent comporter des mécanismes d'entraînement qui peuvent être commandés pour modifier la course des connecteurs de support 420, 620 et 1120. En fonction des corrections qui peuvent être nécessaires, l'unité de commande 760 peut modifier la course des connecteurs de support afin de faire varier l'ampleur du traitement électrochimique ayant lieu sous différentes parties de la cathode. Par exemple, pour une partie de la surface qui nécessite un enlèvement de matière plus ou moins grand, la course du connecteur de support 420, 620, 1120 peut être commandée pour réduire ou agrandir l'intervalle entre électrodes. Comme les pièces à usiner ont déjà une forme aux quasi-dimensions finales, il est peu probable que soit nécessaire un façonnage actif drastique de la cathode souple. Deuxièmement, le mouvement de parcours peut être modifié. Par exemple, l'unité de commande 760 peut amener, si nécessaire, l'outil FEC 704 à se déplacer plus lentement ou même plus rapidement. La vitesse de déplacement peut correspondre à l'ampleur de l'enlèvement de matière nécessaire pour amener la hauteur de la partie de la surface à respecter les limites de tolérances. Globalement, une vitesse plus faible permettra l'exécution d'un plus grand traitement électrochimique sur la partie de la surface. Assurément, il peut même se faire que la direction du parcours soit inversée sur une courte distance avant de revenir à la direction de parcours d'origine. Troisièmement, le courant peut être accru ou réduit dans la mesure nécessaire. Si une partie de la surface nécessite un traitement électrochimique plus ou moins grand, l'unité de commande 760 peut amener la source d'électricité à accroître ou réduire la circulation de courant à mesure que l'outil FEC 704 passe sur la partie de la surface. L'unité de commande 760 peut également commander la pompe à électrolyte afin d'accroître ou de réduire le débit de l'électrolyte dans la mesure nécessaire. Evidemment, l'unité de commande 760 peut combiner n'importe lesquelles des actions correctrices décrites afin d'effectuer le finissage ECM. Après que les actions correctrices ont été effectuées lors de l'étape 1540, l'unité de commande 760 peut passer à l'étape 1550. Si, lors de l'étape 1550, il est déterminé que la passe de parcours particulière est terminée, le processus 1430 est quitté et le procédé reprend à l'étape 1440 de la figure 14. Lors de cette étape, l'unité de commande 760 peut déterminer si, oui ou non, la totalité du processus de finissage électrochimique souple est terminée. Comme indiqué à propos du polissage électrochimique souple de la figure 8, les critères pour déterminer si, oui ou non, le processus de finissage électrochimique souple est terminé peuvent dépendre des circonstances particulières. Si, lors de l'étape 1440, l'unité de commande 760 détermine que le finissage électrochimique souple n'est pas terminé, l'unité de commande 760 peut alors, lors de l'étape 1450, repositionner l'outil FEC 704, par exemple en amenant les moyens de serrage 732, 734 à faire tourner la pièce 106. Après le repositionnement de l'outil FEC 704, l'unité de commande 760 peut passer à l'étape 1430 pour répéter le finissage électrochimique souple lorsque l'outil FEC 704 se déplace dans l'autre direction. L'unité de commande 760 peut répéter le cycle d'étapes 1430, 1440 et 1450 jusqu'à ce que, lors de l'étape 1440, il soit déterminé sur le finissage électrochimique souple est terminé. Ensuite, lors de l'étape 1460, l'outil FEC 704 peut être écarté de la pièce à usiner 106.

Outre les processus de finissage et de polissage électrochimiques souples, le parcours souple peut également servir à donner leur forme définitive aux pièces à usiner. I1 a été décrit que, dans des industries telles que la production d'électricité, même un gain progressif de rendement peut représenter de grandes économies sur les coûts. I1 a également été décrit qu'avec l'ECM selon la technique antérieure, le réoutillage peut être un processus coûteux. Le réoutillage, c'est-à-dire la fabrication d'un nouvel outil FEC, peut également prendre beaucoup de temps. Les processus électrochimiques souples décrits plus haut peuvent servir à atténuer ces coûts et ces temps. Par exemple, il peut y avoir des circonstances dans lesquelles il apparaît qu'une modification relativement mineure de la conception d'une pièce existante apporte des améliorations avantageuses du rendement. Dans ces circonstances, la pièce à usiner peut être initialement façonnée à l'aide de moules, filières ou outils FEC existants. La pièce à usiner initialement façonnée peut subir le processus de façonnage électrochimique souple avec la nouvelle conception. En effet, les changements entre l'ancienne et la nouvelle conception peuvent être traités comme des erreurs à corriger à l'aide du processus de finissage électrochimique souple. Ce processus peut servir à lancer la fabrication des pièces à usiner nouvellement conçues, tandis que des moules, filières et outils FEC spécifiques de la nouvelle conception peuvent être mis en oeuvre. Cela peut accroître les chances d'un fabricant de devenir le "premier sur le marché". Ce processus peut également servir à tester relativement rapidement une nouvelle conception. Par exemple, la modélisation informatique peut indiquer qu'une modification mineure d'une conception est prometteuse, mais qu'un test en vraie grandeur est nécessaire pour une confirmation. Au lieu de dépenser du temps et de l'argent en réoutillage aux fins des tests, le processus de finissage électrochimique souple peut être utilisé pour fabriquer la pièce d'essai.

Liste des repères

pièce à usiner 106 outils électrochimiques 300, 400, 600, 704, 900, 1000, 1100, 1200 cathode 302, 402, 902, 1002, 1202 patin d'espacement 304 bande conductrice 308 conduit pour électrolyte 310 coulisseau porte-outil 312, 412, 612, 712, 912, 1012, 1112, 1212 connecteur de support 420, 620, 1120 palier coulissant 427, 1127 ressort 428, 1128 piston 429, 1129 coupleur coulissant 430 renforcement en élastomère 445, 1145, 1250 coupleur rotatif inférieur 450, 650 cathode souple 500 entrée 510, 910, 1010, 1210 sortie 520, 920, 1020, 1220 entretoise d'isolation 530, 930, 1030, 1230 centreur isolant 535, 935, 1035, 1235 revêtement isolant 540, 940, 1240 coupleur rotatif supérieur 630 élastomère 950, 1050, 1150 point de coin 960 surface latérale 962, 964, 1062, 1064 point d'arête 1060 coupleur supérieur 1130 connexion fixe 1140 capteur 1260, 1360 capteur à stylet 1262 capteur à graduation 1264 capteur à ressort 1266

Claims

REVENDICATIONS1. Outil électrochimique souple (400, 600) destiné à exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner (106), l'outil électrochimique souple (400, 600) comprenant : une cathode en forme de bande (402) à déformabilité élastique dans deux dimensions (2D) ; un coulisseau porte-outil (412, 612) ; et une pluralité de connecteurs de support (420, 620) connectés au coulisseau porte-outil (412, 612) au niveau d'extrémités supérieures de ceux-ci et connectés à la cathode en forme de bande (402) au niveau d'extrémités inférieures de ceux-ci sur une longueur de la cathode en forme de bande (402), dans lequel la pluralité de connecteurs de support (420, 620) comprend au moins un connecteur de support fixe (420, 620) dont la position latérale est fixe par rapport au coulisseau porte-outil (412, 612), chaque connecteur de support (420, 620) est conçu pour modifier sa course à mesure que la cathode en forme de bande (402) se déforme par élasticité, et chaque connecteur de support (420, 620) comporte un coupleur rotatif (450, 650) conçu pour accoupler l'extrémité inférieure du connecteur de support (420, 620) et conçu pour tourner à mesure que la cathode en forme de bande (402) se déforme par élasticité.
2. Outil électrochimique souple (400) selon la revendication 1, dans lequel la pluralité de connecteurs de support (420) comprennent également au moins un connecteur de support non fixe (420) accouplé de manière à pouvoir coulisser avec le coulisseau porte-outil (412) au niveau de son extrémité supérieure par l'intermédiaire d'un coupleur coulissant (430) afin de permettre au connecteur de support non fixe de se déplacer latéralement par rapport au coulisseau porte-outil (412) à mesure que la cathode en forme de bande (402) se déforme par élasticité de façon que le connecteur de support non fixe (420, 620) se déploie ou se contracte sensiblement verticalement depuis le coulisseau porte-outil (412).
3. Outil électrochimique souple (600) selon la revendication 1, dans lequel les coupleurs rotatifs (650) sont des coupleurs rotatifs inférieurs (650) et la pluralité de connecteurs de support (620) comprennent également au moins un connecteur de support non fixe (620) accouplé de manière à pouvoir tourner avec le coulisseau porte-outil (612) au niveau de son extrémité supérieure, par l'intermédiaire d'un coupleur rotatif supérieur (630) afin de permettre au connecteur de support non fixe (620) de tourner à mesure que la cathode en forme de bande (402) se déforme par élasticité.
4. Outil électrochimique souple (400, 600) selon la revendication 1, dans lequel la cathode en forme de bande (402) se déforme par élasticité pour épouser en continu un contour de surface en 2D de la pièce à usiner (106) de telle sorte que la surface de la pièce à usiner (106) soit parcourue à mesure que la pièce à usiner (106) est amenée à se déplacer par rapport à la cathode en forme de bande (402), et chaque connecteur de support (420, 620) est conçu pour modifier sa course afin de s'adapter en continu à la déformation élastique de la cathode en forme de bande (402) tout en appliquant sensiblement une pression constante indépendamment des modifications de sa course.
5. Outil électrochimique souple (400, 600) selon la revendication 1, dans lequel chaque connecteur de support (420, 620) est conçu pour modifier activement sa course d'après un signal de commande afin de déformer par élasticité la cathode en forme de bande (402).
6. Outil électrochimique souple (1100) servant à exécuter un processus électrochimique souple sur une pièce à usiner (106), l'outil électrochimique souple (1100) comprenant : une cathode en forme de feuille (1102) conçue pour se déformer par élasticité dans trois dimensions (3D) ; un coulisseau porte-outil (1112) ; etune pluralité de connecteurs de support (1120) connectés au coulisseau porte-outil (1112) au niveau d'extrémités supérieures de ceux-ci et connectés à la cathode en forme de feuille (1102) au niveau d'extrémités inférieures de ceux-ci sur une surface supérieure de la cathode en forme de feuille (1102), dans lequel chaque connecteur de support (1120) est conçu pour modifier sa course à mesure que la cathode en forme de feuille (1102) se déforme par élasticité, et chaque connecteur de support (1120) comporte un connecteur inférieur (1150) conçu pour accoupler l'extrémité inférieure du connecteur de support (1120) avec la cathode en forme de feuille (1102) à mesure que la cathode en forme de feuille (1102) se déforme par élasticité.
7. Outil électrochimique souple (1100) selon la revendication 6, dans lequel la pluralité de connecteurs de support (1120) ne sont pas tous des connecteurs de support non fixes, chacun comportant un coupleur supérieur (1130) à son extrémité supérieure pour accoupler le connecteur de support non fixe (1120) avec le coulisseau porte-outil (1112), le coupleur supérieur (1130) pouvant tourner dans deux directions orthogonales sur une plage angulaire prédéterminée.
8. Outil électrochimique souple (1100) selon la revendication 6, dans lequel la pluralité de connecteurs de support (1120) comportent au moins un connecteur de support fixe (1120) dont la position latérale est fixe par rapport au coulisseau porte-outil (1112) grâce à une connexion fixe à son extrémité supérieure ; et chaque connecteur de support non fixe (1120) comporte un coupleur supérieur (1130) à son extrémité supérieure pour accoupler le connecteur de support non fixe (420, 620, 1120) avec le coulisseau porte-outil (1112), le coupleur (1130) pouvant tourner dans deux directions orthogonales sur une plage angulaire prédéterminée.
9. Outil électrochimique souple (1100) selon la revendication 6, dans lequella cathode en forme de feuille (1102) se déforme par élasticité pour épouser en continu un contour de surface en 3D de la pièce à usiner (106) de façon que la surface de la pièce à usiner (106) soit parcourue à mesure que la pièce à usiner (106) est déplacée par rapport à la cathode en forme de feuille (1102), et chaque connecteur de support (1120) est conçu pour modifier sa course afin de s'adapter en continu à la déformation élastique de la cathode en forme de feuille (1102) tout en appliquant sensiblement une pression constante indépendamment de modifications de sa course.
10. Outil électrochimique souple (1100) selon la revendication 6, comprenant en outre au moins un capteur (1360) conçu pour détecter une hauteur de surface de la pièce à usiner (106).