Des performances «titane»sques

Dans le fraisage de cavités profondes caractérisées par des épaulements, des parois abruptes, des bords larges et des contre-dépouilles, la conception du porte-outil intégral pour les grandes longueurs assure une rigidité maximale. Ce concept peut cependant générer d’importants coûts de production et un risque élevé de perte fonctionnelle. Heureusement, des solutions existent.

Une conception assemblée comprend, un porte-outil sur lequel est montée une fraise standard, avec des avantages certains comme la polyvalence ou l’optimisation de la configuration d’outil. Si l’outil est endommagé, il peut être facilement remplacé sans devoir changer l’ensemble. Cependant, l’assemblé entraîne une perte de rigidité qui peut influencer sa performance dynamique par rapport à un corps monobloc. Le principe de
l’assemblé peut également permettre d’utiliser un porte-outil capable d’amortir les vibrations, améliorant ainsi la réponse dynamique de l’ensemble. Dans ce cas, les conditions de coupe devront être adaptées.

La stabilité dynamique peut être améliorée en réduisant le poids du corps de fraise, sans compromettre ses caractéristiques de résistance. Une conception du corps de l’outil avec des cavités réduira la masse de la fraise, mais augmentera son coût de fabrication ; l’utilisation du titane offre une autre alternative pour sa densité plus faible et son excellente résistance à l’usure et à la corrosion. Il est toutefois plus difficile à usiner que l’acier, avec des coûts de production plus élevés.

La fabrication additive (FA), une méthode efficace

Les technologies de production actuelles permettent de surmonter ces obstacles. La fabrication additive (FA) est une méthode efficace pour réaliser une configuration complexe d’un corps de fraise tout en minimisant les opérations d’usinage. L’impression 3D facilite la production d’outils en titane tout en garantissant un aspect technico-économique. Il est de plus en plus courant de concevoir des fraises à plaquettes légères avec des corps en titane en utilisant la fabrication additive.

Iscar a récemment présenté de nouvelles fraises en bout (fig. 1) qui élargissent sa gamme de fraises à 90° avec plaquettes interchangeables. Le corps de la fraise en bout est façonné à l’aide de techniques 3D de fusion sélective au laser (SLM). Par conséquent, les éléments du corps de l’outil (goujures pour évacuer les copeaux et cavités d’allègement) présentent des
formes sophistiquées, peu communes dans l’usinage des métaux (fig. 2, 3).

Les technologies FA permettent d’utiliser au maximum la dynamique numérique des fluides pour optimiser le profil des canaux internes afin de garantir un arrosage efficace et ciblé à travers le corps de l’outil. Les procédés d’usinage traditionnels sont limités dans la formation des canaux, alors que les capacités de fabrication additive offrent des options infinies.

La conception de la fraise se base également sur le principe d’un pas angulaire différentiel pour améliorer la résistance de l’outil. Cette nouvelle conception combinant un matériau de corps atypique avec les avantages de la FA a permis de créer des fraises en bout à plaquettes légères et robustes destinées aux applications d’usinage avec de grands porte-à- faux. Le nouvel outil garantit une coupe stable avec des porte-à-faux importants, pour une productivité augmentée et une durée de vie d’outil améliorée. Pour des résultats accrus et une excellente finition de surface, il est recommandé de monter la fraise sur des porte-outils dotés d’un mécanisme anti-vibratoire, par exemple les adaptateurs Whisper Line Iscar.

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EQUIP PROD – N°146-147 Septembre-Octobre 2023