Sandvik Coromant améliore l'usinage des composites
Une nouvelle fraise et un revêtement diamanté pour un usinage plus stable et plus prévisible
Les matériaux composites légers et résistants, tels que les polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP), gagnent rapidement du terrain. C’est notamment dans le secteur aérospatial, où des composants tels que les structures de fuselage, les ailes, les stabilisateurs et les poutres de plancher exigent une rigidité élevée pour un poids réduit, que les composites offrent des avantages considérables. Les secteurs de l’automobile et des systèmes de transport en bénéficient également : selon l’association professionnelle JEC, les composites représentent environ 17 % des matériaux utilisés dans l’aéronautique et l’aérospatiale, et environ 8 % dans le secteur des transports. Un usinage fiable et reproductible est donc essentiel pour garantir la qualité et maîtriser les coûts.
Pourquoi les composites sont-ils difficiles à usiner ?
Les composites associent des fibres dures et abrasives à une matrice de résine plus souple. Les variations dans l’orientation des fibres entraînent un comportement de coupe variable, avec un risque de délamination, de fibres non coupées ou arrachées, et une qualité de surface variable. La température complique encore davantage les choses : s’il fait trop chaud, la résine ramollit (ce qui augmente le risque de délamination) ; s’il fait trop froid, la résine reste cassante (ce qui accélère l’usure des outils). Sans géométrie d'outil spécifique et sans maîtrise de la chaleur, les processus restent imprévisibles et sujets aux défauts.
Nouveau mécanisme à double tranchant
Pour remédier à ces problèmes, Sandvik Coromant lance la fraise CoroMill Plura composite 2P350. Selon Liam Haglington, chef de produit, cette fraise est conçue non seulement pour couper, mais aussi pour séparer les fibres de manière contrôlée et rendre l’usure prévisible. Au cœur de ce concept se trouve un mécanisme à double tranchant de type ciseaux : un tranchant guide les fibres, tandis que l’autre les coupe. Cela maintient la stabilité du stratifié, limite la délamination et répartit la charge de coupe de manière plus uniforme, ce qui réduit les vibrations et rend le processus plus prévisible.
La géométrie de la fraise est optimisée pour la productivité. De larges rainures d’évacuation des copeaux évacuent rapidement la poussière et les fibres détachées, réduisent le risque de ré-usinage et maintiennent la coupe propre. Du fraisage de rainures au fraisage incliné en passant par le chanfreinage : la 2P350 convient aussi bien à l’ébauche qu’à la finition, ce qui se traduit par un usinage plus silencieux et plus stable.
Matériau et revêtement O2AD
La géométrie seule ne suffit pas dans les applications abrasives sur composites. C’est pourquoi Sandvik Coromant associe la 2P350 à la nuance O2AD : un substrat en carbure sur mesure recouvert d’un revêtement diamanté CVD épais et fortement adhérent. Cette combinaison vise à prévenir la délamination prématurée du revêtement et à améliorer la durée de vie, tout en maintenant la qualité de l'arête de coupe et la stabilité des forces de coupe.
Résultats pratiques
Selon Sandvik Coromant, les essais internes et sur le terrain menés par l’entreprise montrent une durée de vie qui a pratiquement doublé par rapport à la nuance O12M précédente. Dans un cas d’application aérospatiale, lors d’un fraisage à sec sous vide sur une machine à portique à 5 axes, l’O2AD a offert, dans des conditions identiques, une durée de vie environ 100 % supérieure à celle de l’O12M. Le profil d’usure est resté prévisible et progressif, ce qui permet d’optimiser les paramètres de coupe tout en réduisant les rebuts et les changements d’outils.
Pour les lignes de production, y compris les cellules sans personnel ou automatisées, cela se traduit par une qualité plus constante, moins d’arrêts imprévus et des coûts d’outillage réduits. De plus, la réduction des vibrations et un fonctionnement de coupe régulier contribuent à un environnement de travail plus serein.
Applications et impact
La fraise CoroMill Plura composite 2P350 avec O2AD a été développée pour divers composites abrasifs dans des secteurs tels que l’aéronautique, l’automobile, la défense, l’aérospatiale et le secteur maritime. En atténuant les risques de délamination, la sensibilité thermique, l’usure par abrasion et les vibrations, cet outil contribue à préserver l’intégrité des composants et à accroître la productivité. La combinaison d’une géométrie de pointe et d’une technologie des matériaux établit ainsi une nouvelle référence en matière de fraisage fiable et de haute qualité des matériaux composites.
