Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Redouane ZITOUNE : Maître de conférences, HdR, Institut Clément Ader, IUT-A de Toulouse, France
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Francis COLLOMBET : Professeur des universités, Institut Clément Ader, IUT-A de Toulouse, France
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Kamel MOUSSAOUI : Docteur de l'université Paul Sabatier de Toulouse, Institut Clément Ader, - IUT-A de Toulouse, France
-
Ameur MOHAMED FAYÇAL : Enseignant chercheur à l'École Nationale Supérieure de Technologie d'Alger, - ENST d'Alger, Algérie
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’association par empilement de matériaux comme l’aluminium et le composite matrice époxy/fibres de carbone pose de nombreux problèmes en matière de perçage dus à la différence de leur usinabilité. De fait, on ne peut simplement juxtaposer les études réalisées sur chaque matériau constitutif pour réaliser un compromis acceptable. Il s’agit ici de rappeler brièvement et en préambule les résultats obtenus sur les deux familles constitutives dont les traits majeurs sont pour l’une, l’anisotropie et l’hétérogénéité et pour l’autre, l’isotropie et l’homogénéité.
Dans cet article, est présenté tout d'abord un synopsis de l'état de l'art sur les problématiques associés au perçage conventionnel des matériaux composites, de l'aluminium et des multi-matériaux. Par la suite, les résultats d’une campagne d’essais de perçage à sec d’un multi-matériau de type CFRP/Al permettant d’assurer un usinage avec des copeaux discontinus tout en garantissant un état de surface acceptable sont détaillés. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à l’étude de l’usinabilité d’un multi-matériau de type CFRP/Al en utilisant les outils disponibles sur le marché et sur le conseil de fournisseurs d’outils. Les objectifs étaient d’évaluer :
– l’influence des paramètres de coupe (vitesse de rotation et vitesse d’avance de l’outil) sur les efforts de coupe générés ainsi que sur la qualité d’usinage ;
– l’influence du nombre de trous percés sur l’évolution des efforts de poussée et de la rugosité dans le composite et dans l’aluminium ;
– l’intérêt d’utiliser des outils et des revêtements disponibles sur le marché lors du perçage des multi-matériaux de type CFRP/Al ;
– l’apport d’un nouveau revêtement de type nano-composite.
Dans un second temps, on s’est attaché au développement d’une nouvelle géométrie d’outils de coupe, dans le but d’assurer un perçage de composite de type CFRP/Al avec des copeaux métalliques discontinus, tout en garantissant une rugosité moyenne faible dans le composite (
) et dans l’aluminium (
).
Points clés
Domaine : assemblage, usinage, composites
Degré de diffusion de la technologie : Croissance
Technologies impliquées :
Domaines d’application : Aéronautique et spatial
Principaux acteurs français :
– Institut Clément Ader de Toulouse
Autres acteurs dans le monde : Université de Washington à Seattle
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Conclusion5. Outils spécifiques
Dans cette partie d’étude, il s’agit de développer une nouvelle gamme d’outils coupants pour le perçage d’un multi-matériau. Pour cela, notre point de départ se définit à partir d’un outil de référence dédié initialement au perçage de plaques composites de type CFRP, commercialisé par la société STOC Production auprès d’Airbus. On doit proposer des modifications afin d’assurer le perçage d’un multi-matériau de type CFRP/Al.
Notre stratégie consiste à introduire des modifications au niveau de la pointe de l’outil de référence afin de réduire les efforts de poussée et de fractionner le copeau métallique tout en assurant une faible rugosité moyenne dans l’aluminium (
) et dans le composite (
). Dans la littérature ouverte, une seule étude s’intéresse au fractionnement des copeaux métalliques dans le cadre du perçage. Dans les travaux expérimentaux de Sushanta et al. , les auteurs montrent que, lors du perçage d’un acier, il est possible de fractionner les copeaux en introduisant une cavité au niveau de la face de coupe. Le perçage ave ce type d’outil (et avec des vitesses d’avance comprises entre 0,14 et 0,18 mm.tr−1) conduit à des copeaux fragmentés coniques. Après avoir réalisé des essais préliminaires pour examiner la possibilité de fractionner les copeaux d’aluminium avec la solution proposée par ...
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Outils spécifiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KOËNIG (W.), WULF (Ch.), GRASS (H.), WILLERSCHEID (H.) - Machining of fibre reinforced plastics. - Ann CIRP, 34, pp. 537-47 (1985).
-
(2) - ERIK (P.), INGVAR (E.), LEIF (Z.) - Effects of hole machining defects on strength and fatigue life of composite laminates. - Composite Part A, Vol. 31, pp. 141-51 (1997).
-
(3) - ZITOUNE (R.), COLLOMBET (F.)et al - Experiment-calculation comparison of the cutting conditions representative of the long fibre composite drilling phase. - Composites Science and Technology, Vol. 65, pp. 455-466 (2005).
-
(4) - ZITOUNE (R.), PÉRIÉ (J.N.), COLLOMBET (F.) et al - Coupe orthogonale sur composites fibres longues carbone/époxy : comparaison entre mesures de champs et calculs numériques. - Colloque National de Photo Méca. 2004, École des Mines d’Albi-Carmaux, CD Rom, ISBN 2-9511591 pp. 3-7 (2004).
-
(5) - AROLA (D.), RAMULU (M.), WANG (H.) - Chip Formation in Orthogonal Trimming of Graphite / Epoxy Composites. - Composites :...
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