Usiner plus que du métal

Depuis trois décennies, les matériaux composites, les plastiques, les céramiques et toute une gamme de matières complémentaires regroupées sous le label CFRP (carbon fiber reinforced plastics) font partie des matériaux émergeants qui poursuivent leur conquête de nouveaux marchés et de nouvelles applications.

Les plus grandes industries, comme l’automobile, l’aéronautique et les énergies, ouvrent la voie dans ce domaine. Les turbines des éoliennes sont par exemple conçues avec trois lames fabriquées à partir de polyester renforcé de fibres de verre (FRP) utilisant un liant à base de résine epoxy. Les nouveaux matériaux comme la fibre de carbone possèdent un ratio résistance/poids particulièrement élevé et incontournable, compte tenu de la hauteur de ce type d’équipements qui peuvent atteindre souvent 60m.

De nombreuses applications aéronautiques et automobiles privilégient ainsi les matières CFRP compte tenu de leur ratio résistance/poids inégalé.

On retrouve aujourd’hui les matériaux composites dans de nombreuses applications de la vie quotidienne : les équipements de sport, les voitures, les motos, les biens de consommation et l’univers médical. C’est notamment le cas dans la reconstruction des os crâniens de grande taille ou complexes avec des implants médicaux préfabriqués, conçus par ordinateur.

Pour répondre à ces nouvelles exigences du marché, Iscar met au point et propose des outils PCD (polycrystalline diamond) et CBN (Cubic Boron Nitride) brasés, performants et de très grande précision. S’y ajoutent de nouvelles gammes d’outils en carbure monobloc et revêtement diamant pour lesquelles il existe de multiples options de géométries qui permettent de répondre à tous les types de demandes d’usinage pour les CFRP, les composites… Ces gammes regroupent des plaquettes, des fraises deux tailles, des fraises hémisphériques, des fraises de forme, des outils de fraisurage et des forets étagés. Cette offre peut être complétée par des produits sur mesure pour l’usinage de tous les types de matières.

Des revêtements PCD  pour résoudre les problèmes d’usinage de composites

Le département R&D d’Iscar est engagé dans la recherche de solutions aux problèmes d’usinage que posent ces matériaux légers et très robustes, particulièrement difficiles à usiner. L’usinage de matériaux comme le CFRP ne produit pas de réels copeaux. Le mécanisme d’enlèvement de matière n’est pas de la coupe au sens propre, les arêtes de coupe cassent les fibres de carbone plus qu’elles ne les cisaillent. Ce phénomène provoque une forte abrasion des arêtes de l’outil qui s’usent très rapidement. À moins que la matière de l’arête ne résiste suffisamment à des niveaux élevés d’abrasion pour maintenir sa géométrie et rester vive, l’outil s’usera rapidement et provoquera prématurément une évolution de la géométrie de coupe. Afin de contrôler ce phénomène le plus efficacement possible, Iscar a développé des outils en carbure monobloc durs et tranchants, revêtu diamant pour une durée de vie optimisée.

L’entreprise propose des revêtements PCD ; la méthode de dépôt utilisée est le CVD, l’unique process qui permet d’utiliser 100% de cristaux de diamant. L’un des atouts majeurs de ce revêtement réside dans sa capacité à réduire la chaleur ainsi que les frictions engendrées par l’usinage de matières abrasives comme le composite.

Des performances nettement supérieures à celles des outils en carbure de tungstène

Même si les opérations sur les pièces composites sont a priori simples (perçage et parfois ébavurage), les installations nécessaires sont souvent coûteuses. Un usinage propre sans effilochage, délaminage ou séparation des couches de CFRP exige que la pièce soit travaillée sans vibration.

Les outils PCD et CBN revêtus diamant et brasés permettent de réduire les coûts de production et d’améliorer la qualité des produits fabriqués. En plus de leurs performances nettement supérieures à celles des outils en carbure de tungstène, ils garantissent également une plus grande précision et un excellent état de surface.

Connu pour son offre de service, la qualité de ses produits et ses prix avantageux, Iscar est aujourd’hui reconnu, au-delà de l’usinage des métaux, pour ses gammes dédiées aux composites et au CFRP.

N° 84 Février 2017