Un partenariat d’innovation et de performances pour le perçage des assemblages composites-titane

Le perçage des assemblages composites / titane représente un véritable défi dans la fabrication des aérostructures, notamment dans un contexte actuel d’augmentations constantes de cadences qui exige des solutions toujours plus performantes à coûts réduits. Ces deux matériaux requièrent des stratégies de coupe opposées et l’usinage de leur assemblage est par conséquent, le résultat d’un compromis délicat à définir ou à optimiser.

perçage vibratoire d’un assemblage CFRP-TA6V avec un porte-outil MITIS PM4225 et un outil WALTER

Depuis le lancement en production de l’Airbus A350, les solutions de perçage vibratoire sont largement répandues sur les sites de production aéronautique. Ce nouveau procédé a particulièrement démontré son efficacité pour le perçage de ce type d’assemblage. Les deux entreprises leaders dans les technologies avancées d’usinage, Walter spécialiste des outils coupants et Mitis, leader dans les procédés de perçage assisté par vibrations, ont travaillé ensemble pour proposer des gammes de perçage répondant à ce besoin.

Un assemblage type a été défini pour mener à bien ce projet, composé de 17mm de CFRP et de 10mm de TA6V, pour un diamètre de perçage 9.525mm (3/8’’). Deux stratégies de perçage ont été étudiées : soit en perçant l’assemblage complet avec un seul outil, soit en utilisant deux outils, un pour le CFRP et un autre pour le TA6V. Les objectifs de l’étude ont été définis en fonction des cahiers des charges types du secteur de l’assemblage aéronautique (tolérances dimensionnelles, hauteur de bavures, capabilités, etc.) et dans la perspective finale d’une opération « One Way Assembly » ne nécessitant ni dégroupage ni reprise après perçage.

Les différents essais du couple outil / matière ont permis de connaître l’influence du système de perçage vibratoire sur la géométrie des outils et ainsi affiner les paramètres pour obtenir le fonctionnement optimal. Ils ont, par exemple, permis de confirmer la possibilité de percer à sec, uniquement avec un soufflage d’air par le centre outil pour permettre une bonne évacuation des copeaux. Par ailleurs, les résultats obtenus avec la stratégie comprenant un seul outil, démontrent une telle qualité de perçage qu’une opération d’alésage de finition complémentaire n’est plus forcément nécessaire.

En conclusion de ce développement conjoint, les géométries de coupe développées par Walter ainsi que ses revêtements sont parfaitement adaptés au procédé de perçage vibratoire. Les essais ont démontré le potentiel de l’utilisation des outils Walter avec le système de perçage vibratoire Mitis pour réduire la température lors de l’usinage et repousser les limites de faisabilité, notamment dans le matériau réfractaire qu’est le titane.

La collaboration fructueuse entre les deux sociétés laisse entrevoir des perspectives intéressantes dans la poursuite de ces recherches mais aussi pour développer le perçage à sec dans les empilages CFRP/aluminium.

• Les deux entreprises seront présentes lors du prochain SIAE du Bourget à l’occasion duquel elles présenteront ces résultats : Mitis, dans le hall 4 #100 et Walter dans le hall 4 F 30

N° 89 Mai 2017