Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Lawrence RHOADES : Président d’Extrude Hone Corporation
-
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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3. Possibilités du procédé
Le procédé d’abrasion par extrusion de pâte est particulièrement utile pour polir, rayonner et finir les arêtes dans des passages internes inaccessibles. Des états de surface de 0,05 µm peuvent être obtenus, et il est possible de réaliser avec succès des micro-usinages sur des matériaux aussi tendres que l’aluminium ou aussi durs que les céramiques, les carbures et les alliages de nickel.
3.1 Exemple : finition d’une matrice d’extrusion d’aluminium
La matrice d’extrusion d’aluminium de la figure 4a a été traitée par extrusion de pâte abrasive pour améliorer l’état de surface de 1,9 µm à 0,18 µm en un temps de cycle de 5 min. La figure 4b montre les dents avant et après polissage.
La figure 5 montre l’action progressive du polissage sur la surface de la matrice de la figure 4 ; le temps entre les étapes successives est de 80 s. Le polissage manuel arrondit les pics de rugosité et provoque un état de surface irrégulier avec des arêtes couchées, cependant que le polissage par extrusion de pâte abrasive érode la matière, fournissant une surface plus uniforme, avec de fines rayures dans le sens d’écoulement. Dans beaucoup de cas, cela fournit une pièce plus fiable et de plus grande durée de vie.
HAUT DE PAGE3.2 État de surface et enlèvement de matière
La figure 6 montre l’influence du nombre de cycles sur l’état de surface final dans un passage de section 160 mm2 usiné au préalable par électroérosion avec un état de surface initial moyen Ra = 2 µm, et ce pour différentes natures de pâte abrasive. Quels que soient les paramètres de la pâte, une amélioration de 60 à 75 % est obtenue dès le premier cycle, avec un volume de pâte extrudée de 2 L.
La figure 7 illustre la relation qui existe entre l’état de surface et l’enlèvement de matière. Pour un état de surface de départ de...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENEDICT (G.F.) - Nontraditional manufacturing processes, - Vol. 19, Manufacturing engineering and materials processing series, Marcel Dekker (1987).
-
(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.
-
(3) - RHOADES (L.J.), éd - Cost guide for automatic finishing processes, - Society of Manufacturing Engineers (1981).
-
(4) - RHOADES (L.J.) - Automation of the nontraditional processes, - SME technical paper MR85-475, Society of Manufacturing Engineers (1985).
-
(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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