ETINCELAGE DES MATERIAUX CERAMIQUES
Dans l'électro-érosion, le matériau est usiné par l'action d'impulsions d'étincelage (créées par un générateur), qui se manifestent entre l'outil (généralement dénommé électrode) et la pièce (voir fig. 1). Pour un bon fonctionnement, la pièce et l'électrode sont généralement plongées dans un diélectrique (eau, huile, …). En fonction de la forme de l'outil, on distingue l'électro-érosion par fil ou par enfonçage, mais d'autres techniques, comme le fraisage par érosion (EDM-milling), ont surtout fait leur apparition dans le micro-usinage. Dans le fraisage par érosion, une électrode en rotation standard (diamètres variant de 50 µm à 10 mm) se voit imposer un trajet d'outil afin d'usiner ainsi des cavités.
Puisque le processus d'étincelage est basé sur une pénétration électro-érosive, le matériau doit, comme relevé, être conducteur électrique. La limite supérieure pour la résistance électrique est d'environ 100?Ω cm, mais il n'existe pas de transition nette entre érodable et non érodable en fonction de la conductibilité électrique. Comme l'indique la fig. 2, les matériaux métalliques (fer, acier, ...) sont bien érodables, tandis que les matériaux céramiques tels que ZrO2, Al2O3 et Si3N4 ne le sont pas. D'autres matériaux céramiques tels que TiN, TiC, WC, et TiB2 sont de bons conducteurs électriques. B4C et SiC se situent dans la zone frontalière et sont érodables ou non selon la technique d'étincelage utilisée (stratégie, rinçage, ...). Par l'ajout de TiN au ZrO2 (durant la phase de production de la céramique), on obtient ce qu'on appelle des composites céramiques qui ont à nouveau la conductibilité nécessaire. La figure montre, d'une part, la microstructure d'une céramique ZrO2-TiN (a) conducteur électrique et, d'autre part, la microstructure d'un ZrO2 pur (b). Bien qu'il n'existe actuellement qu'un nombre limité de céramiques (TiB2, TiN, TiN-HfC-TiC, HfC-TiC-Co, ...) et de composites céramiques (ZrO2-TiN, Al2O3-SiCw-TiC et Si3N4-TiN) conducteurs électriques commercialement disponibles, on s'attend à ce que les types disponibles augmentent rapidement dans un proche avenir.