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Auteur(s)
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Alain DESSARTHE : Ingénieur responsable du service Conception-industrialisation des polymères et composites au Centre technique des industries mécaniques (CETIM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les polymères se mettent en œuvre le plus souvent par moulage ; cependant, des usinages sont assez souvent pratiqués pour différentes raisons comme :
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le perçage pour assemblage ultérieur par boulonnage ou rivetage ;
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le détourage de pièces moulées ;
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la fabrication de petites séries ;
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l’obtention de cotes extrêmement précises ;
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la découpe de préforme à thermoformer.
Pour cela, les techniques d’usinage doivent être adaptées aux comportements spécifiques du polymère.
Il faut noter, au préalable, que les données pratiques énumérées dans cet article émanent de documents techniques publiés par des sociétés spécialisées et qu’il est parfois apparu des indications contradictoires ; aussi est-il conseillé de retenir les valeurs proposées comme valeurs de base pour effectuer quelques essais préliminaires de manière à les confirmer ou à les réajuster à l’application prévue.
Pour l’usinage d’une matière donnée, il est conseillé de consulter à la fois le paragraphe correspondant à la technique d’usinage prévue (tournage, perçage, etc.) et celui correspondant à la nature de la matière.
Le lecteur se reportera aux articles de ce traité relatifs aux monographies pour de plus amples renseignements sur leurs caractéristiques et méthodes de moulage. Il pourra aussi se reporter aux articles spécialisés sur l’usinage des métaux.
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Généralités
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4. Autres procédés
4.1 Découpe par laser
L’usinage résulte de l’action thermique du rayonnement qui vaporise la matière en une fraction de seconde. Entre la zone où la matière a été vaporisée et la zone restée froide, il y a une zone affectée thermiquement, plus ou moins large selon la nature de la matière et les paramètres du procédé. Dans cette zone intermédiaire, il peut y avoir une carbonisation partielle du plastique. Un mouvement d’avance trop lent, pour la découpe de fortes épaisseurs, par exemple, peut entraîner une carbonisation ou une inflammation de la matière sur les bords de la zone usinée. Il y a donc une vitesse d’avance minimale à respecter en fonction de l’énergie et de la nature de la matière. Bien souvent, les pièces plastiques de couleur claire nécessitent une finition après découpe car le laser laisse une trace de carbonisation visible sur les bords de coupe.
Avec les réglages optimaux, cette tendance à la carbonisation est :
-
basse pour les ABS, les cellulosiques, le PMMA, les polyamides, le polyéthylène et le polypropylène, les polymères fluorés ;
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moyenne pour les polyesters, le polystyrène, les polycarbonates et le PVC ;
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élevée pour les époxydes et les phénoliques.
La dégradation thermique de la matière peut aussi dégager des vapeurs toxiques et corrosives (cas du PVC, par exemple).
Cet aspect thermique peut générer des problèmes de sécurité, comme des dangers pour les yeux et la peau, mais aussi des dangers électriques, des risques de toxicité et d’inflammabilité.
La puissance minimale nécessaire est d’environ 250 W. La projection d’un gaz d’appoint refroidit la pièce et permet d’obtenir des profils de coupe plus soignés et non oxydés [cas d’un matériau sensible à l’oxygène de l’air et de l’utilisation d’un gaz inerte (azote)]. Généralement, le rayonnement est dispersé après la découpe mais, dans certains cas d’usinage, une protection arrière peut s’avérer nécessaire : elle est réalisée par des plaques de graphite.
découpe industrielle en plastique pour tapis de revêtement de plancher automobile, revêtement de coffre à bagages en ABS ou PVC, tableau de bord (multicouche à base de polyuréthane...
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Autres procédés
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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1 À lire également dans nos bases
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2 Annuaire
- 2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive) 2.1.1 Principaux producteurs de polymères
- 2.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 2.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
- 2.4 Laboratoires – Bureau d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
2.1.2 Outils à découper et à usiner par enlèvement de copeaux
2.1.3 Machines de découpe spécifique
1 À lire également dans nos bases
CHATAIN (M.) - Matières thermodurcissables – Introduction. - [AM 3 405] Traité Plastiques et Composites (1998).
DESBONNET (J.), APCHIN (G.) - Polyesters thermoplastiques PET et PBT pour injection. - [AM 3 376] Traité Plastiques et Composites (2001).
DOSSOGNE (R.) - Polyéthylène haute densité PE-HD. - [A 3 315] Traité Plastiques et Composites (1996).
DUMONT (J.-M.) - Polycarbonates. - [AM 3 381] Traité Plastiques et Composites (2007).
DUVAL (C.) - Polypropylènes (PP). - [AM 3 320] Traité Plastiques et Composites (2004).
FELDER (E.) - Procédés d'usinage – Présentation. - [B 7 000] Traité Travail des matériaux – Assemblage (1997).
HEIM (P.), DE LINARES (O.), HYM (L.) - Polystyrène et copolymères de styrène. - [AM 3 340] Traité Plastiques et Composites (2002).
HRUSKA (V.), GUESNET (P.), SALIN (C.), COUCHOUD (J.-J.) - Poly(chlorure de vinyle). - [AM 3 325]...
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