Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Lawrence RHOADES : Président d’Extrude Hone Corporation
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Hilary CLOUSER : Conseiller scientifique d’Extrude Hone Corporation
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Arnaud SCELLIER : Responsable technique d’Extrude Hone France
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’usinage par extrusion de pâte abrasive (en anglais : Abrasive Flow Machining, ou AFM) est utilisé pour finir les surfaces et arêtes en extrudant une pâte abrasive visqueuse à travers une pièce ou autour d’une pièce. L’abrasion a lieu uniquement dans les zones de restriction de l’écoulement ; les autres zones ne sont pas affectées. L’usinage par extrusion de pâte abrasive permet de façonner simultanément plusieurs cavités sur une même pièce ainsi que de traiter plusieurs dizaines de pièces dans un seul montage. L’outillage peut être conçu pour que son changement soit réalisé en quelques minutes pour des applications de production.
L’extrusion de pâte abrasive est utilisée pour ébavurer et polir des surfaces ou rayonner (arrondir) des arêtes. Une grande variété de résultats peut être obtenue par des changements des paramètres du procédé. Ce procédé embrasse un grand nombre d’applications, depuis les composants critiques de l’aérospatial et du médical jusqu’aux pièces en grande série : il peut tenir des cadences de production atteignant des centaines, voire des milliers, de pièces à l’heure.
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2. Équipement
Les éléments principaux d’un système d’abrasion par extrusion de pâte abrasive comprennent la machine, l’outillage et la pâte abrasive. Chacun d’eux est présenté ci-après.
Les machines d’abrasion par extrusion de pâte abrasive sont disponibles avec des pressions d’extrusion allant de 700 à 22 000 kPa (7 à 220 bar) et des débits d’écoulement pouvant atteindre 380 L/min (les débits typiques vont de 1 à 50 L/min). Le débit de pâte dépend de la pression d’extrusion, de la viscosité de la pâte et de la configuration pièce-montage. La pression d’extrusion et le volume total de pâte extrudée (le déplacement de chaque cylindre multiplié par le nombre total de cycles aller-retour) sont réglables.
Des systèmes de régulation peuvent être ajoutés pour mesurer et régler des paramètres additionnels tels que température, viscosité, usure et vitesse d’écoulement de la pâte. Les systèmes d’extrusion conçus pour des applications de production de série comprennent des postes de nettoyage et de chargement-déchargement des pièces ainsi que des unités de maintenance et de refroidissement de la pâte. Les systèmes automatisés permettent de traiter des milliers de pièces par jour, avec des temps de traitement s’échelonnant de 1 à 3 minutes par palette chargée de pièces.
Le montage a pour fonctions de maintenir la pièce en place et de diriger la pâte abrasive vers les zones appropriées. De nombreuses applications se contentent d’un outillage très simple. Les matrices, par exemple, ne nécessitent aucun montage spécifique, car la matrice elle-même fournit la restriction pour l’écoulement.
Pour les surfaces et arêtes externes, le montage est utilisé pour restreindre l’écoulement entre l’extérieur de la pièce et l’intérieur du montage (figure 3), dans les zones où l’abrasion est désirée. Il peut aussi bloquer l’écoulement dans les zones qui doivent rester non affectées.
Les outillages de production de série sont conçus pour faciliter le chargement, le déchargement et le nettoyage des pièces. Souvent montés sur des tables rotatives indexables, ces montages peuvent tenir plusieurs pièces pour les traiter en une seule opération.
La pâte est composée d’un support polymère déformable...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - KOHUT (T.) - Surface finish with abrasive flow machining, - Proceedings of the 4th international aluminium extrusion technology seminar, Vol. 2, The Aluminium Association, avril 1988.
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(3) - RHOADES (L.J.), éd - Cost guide for automatic finishing processes, - Society of Manufacturing Engineers (1981).
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(4) - RHOADES (L.J.) - Automation of the nontraditional processes, - SME technical paper MR85-475, Society of Manufacturing Engineers (1985).
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(5) - RHOADES (L.J.) - Abrasive flow machining with not-so-silly putty, - Met. Finish., juil. 1987.
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(6) - RHOADES (L.J.) - Abrasive flow machining, - Final Finish Technol., hiver (1988).
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