Étude de la qualité des pièces, des efforts de coupe et des émissions de particules lors du détourage et du perçage des composites époxy-fibres de carbone

摘要

Dans l’industrie aéronautique, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés pour leurs propriétés physiques exceptionnelles. Les opérations d’usinage sont cependant nécessaires afin de réaliser des pièces dans de tels matériaux, en accord avec le cahier des charges. Ce sont plus particulièrement les opérations de détourage et de perçage qui prédominent. Avec celles-ci vient le problème des émissions de particules dans l’air, mais aussi la qualité de surface et la productivité qui restent importants dans l’industrie. Ainsi, dans ce mémoire nous nous intéressons à la limitation des émissions de particules tout en gardant la meilleure qualité de coupe possible lors du détourage et du perçage de matériaux composites à matrice organique.ududNous avons donc étudié l’effet de différents paramètres de coupe (géométrie de l’outil, avance, vitesse de coupe et profondeur de coupe) sur les émissions de particules et la qualité de coupe lors du détourage et du perçage d’un stratifié carbone/époxy. Les émissions étudiées se composent de particules inférieures à 2,5 μm (PM2,5) et particulièrement de particules comprises entre 10 et 400 nm. Les variables des émissions que nous avons prises en compte sont la concentration en nombre, la concentration en surface spécifique et la concentration en masse.ududLe matériau choisi pour cette étude est un stratifié de carbone-époxy utilisé en aéronautique (CYCOM 5320-1), de trois épaisseurs différentes (2, 4 et 6 mm) et avec une orientation de fibres de 0/90 degrés. Pour chaque opération, deux types d’outils ont été testés. Pour le détourage une fraise Onsrud 68-010 et une Guhring 3870. Pour le perçage, un foret Onsrud 85-819 et un foret Guhring de série 160.ududIl a été trouvé qu’effectivement, tous ces paramètres agissent sur les différentes valeurs mesurées. Ainsi afin d’obtenir le meilleur compromis entre la qualité des pièces, la productivité et les émissions de poussières, les meilleurs outils et paramètres ont été recommandés pour chacune des opérations analysées : détourage et perçage.