Présentation
RÉSUMÉ
Le protocole expérimental d'usinage par jet d'eau abrasif (JEA) proposé et validé sur une pièce isotrope (aluminium) est adapté aux matériaux composites. Sont mises en exergue deux différences majeures liées à l'effet du JEA entre les composites et l'aluminium que sont l'usinabilité et les variabilités. L'usinabilité des matériaux composites étant plus importante que celle de l'aluminium pour le JEA, des plages de paramètres d'usinage différentes sont retenues pour les composites. Plusieurs modèles concernant, d'une part, le débit d'abrasif optimal et, d'autre part, la vitesse d'avance en fonction des paramètres de coupe, sont donc proposés, ainsi qu'un modèle unique applicable aux deux matériaux. Pour finir, la pertinence du procédé d'usinage et des modèles identifiés en présentant des applications industrielles est illustrée.
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The experimental protocol of abrasive water jet (AWJ) machining proposed and validated on an isotropic component (aluminum) is adapted to composite materials. This article highlights two major differences linked to the effect of the AWJ between composite and aluminum, namely machinability and variability. The machinability of composite materials being greater than that of aluminum for the AWJ, different machining parameters are selected for composites. Several models concerning the optimal abrasive flow and the feed rate according to cutting parameters are proposed, as well as a unique model applicable to both materials. To conclude, the relevance of the machining process and of models in industrial applications is illustrated.
Auteur(s)
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Redouane ZITOUNE : Maître de conférences – HDR à l'IUT-A de l'université Paul Sabatier
-
Francis COLLOMBET : Professeur à l'IUT-A de l'université Paul Sabatier
-
François CÉNAC : Responsable recherche et développement de Jedo Technologies
INTRODUCTION
Domaine : Aéronautique et spatial
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées :
Domaines d'application : réparation des matériaux composites
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Aerospace valley
Centres de compétence :
Industriels :
Autres acteurs dans le monde :
Contact :
MOTS-CLÉS
conditions d'usinage composites jet d'eau abrasif Transport aéronautique spatial recherche-innovation Usinage Composites fabrication
KEYWORDS
machining parameters | composites | abrasive water jet | transport | aeronautics | spatial | machining | composites | manufacturing
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Mécanique > Travail des matériaux - Assemblage > Usinage des matériaux non métalliques > Méthodologie spécifique à l'usinage des composites par jet d'eau abrasif > Résultats et analyse
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5. Résultats et analyse
5.1 Étude sur l'aluminium
Les premiers résultats de ce plan d'expériences concernent le débit d'abrasif optimal. Dans un premier temps, on analyse l'influence de paramètres de coupe sur le débit d'abrasif optimal. À partir de cette analyse, un modèle empirique permettant de prédire le débit d'abrasif optimal en fonction des paramètres de coupe est proposé. Dans un deuxième temps, un modèle empirique de prédiction de la profondeur usinée est présenté. Ce modèle est basé sur l'identification du débit d'abrasif optimal.
HAUT DE PAGE5.1.1 Modèle de débit d'abrasif optimal
La figure 7 représente l'évolution des débits d'abrasif optimaux moyens, déterminés expérimentalement, en fonction de la pression pour les deux profondeurs usinées. À partir de ces essais, il apparaît que la profondeur usinée influe peu sur le débit d'abrasif optimal. Dans la plage de profondeurs étudiée, l'écart relatif maximal des débits d'abrasif optimaux obtenus pour les deux profondeurs est de l'ordre de 11 %. On observe que le débit d'abrasif optimal est toujours légèrement plus faible pour la plus grande profondeur. Cette tendance est en accord avec des données de la littérature . En effet, un débit d'abrasif optimal plus faible correspond à la présence dominante de micro-incision. Comme il a été mentionné dans les travaux de Fowler et al. ...
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Résultats et analyse
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HASHISH (M.) - AWJ trimming of 787 composite stringers. - Conference SAMPE 2010, Seattle, WA, 16 p., 17-20 mai 2010.
-
(2) - CÉNAC (F.), ZITOUNE (R.), COLLOMBET (F.), DÉLÉRIS (M.) - Abrasive water jet machining of composite materials. - Proceedings of 13th European Conference on Composite Materials (ECCM13), Edited by ASP (L.) and GAMSTEDT (K.), USB-Key Paper #1728, Stockholm, Sweden, 9 p., 2-5 juin 2008.
-
(3) - HASHISH (M.) - Status and potential of water jet machining of composites. - 10th American Water Jet Conference, Houston (1999).
-
(4) - MENG (H.C.), LUDEMA (K.C.) - Wear models and prediction equations : their form and content. - Wear 443-457, p. 181-183 (1995).
-
(5) - HASHISH (M.) - A model for abrasive-waterjet (AWJ) machining. - Journal of Engineering Materials and Technology, p. 154-162 (1989).
-
(6) - FINNIE...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Journée scientifique et technique – AMAC – sur l'Usinage des matériaux composites Redouane Zitoune – 23 Mai 2012 – ONERA Chatillon http://www.jst-amac-usinage.iut-tlse3.fr/
Machining of Titanium Alloys and Composites for Aerospace Applications. Volume 763 doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.763 http://www.scientific.net/Title/Preview/2458
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut Clément Ader http://www.institut-clement-ader.org/pageperso.php?id=rzitoune
Jedo technologie http://www.jedotechnologies.fr/
Flow water jet http://www.flowwaterjet.com/
Association pour les matériaux composites (AMAC) http://www.amac-composites.org/
The WaterJet Technology Association (WJTA) and Industrial and Municipal Cleaning Association (IMCA) http://www.wjta.org/wjta/default.asp
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