Optimisation des paramètres de détourage des composites à fibres de lin et comparaison avec le détourage des composites à fibres de verre

Résumé

Avec la croissante préoccupation environnementale, les matériaux composites à matrice plastique renforcée de fibres naturelles telles que les fibres de lin attirent de plus en plus les industriels et les chercheurs. Ils sont particulièrement intéressants comptes tenus de leur biodégradabilité et de leurs propriétés intrinsèques comparables à celles des composites plastiques renforcés de fibres de verre (GFRP). En fait, les fibres de lin représentent un substitut réel aux fibres de verre pour le renforcement des matériaux polymères. Certains travaux de recherche ont déjà débuté au cours des dernières années concernant l’aptitude à l’usinage de composites à fibres naturelles tels le chanvre, la jute ou le sisal, mais très peu se sont attardés jusqu’à maintenant à la fibre de lin. Cette étude a comme objectif principal de qualifier l’usinabilité des composites à fibres de lin/époxy en ce qui a trait à l’opération de type détourage. L’évolution des efforts de coupe et de l’intégrité de la surface (rugosité et délaminage) est étudiée en fonction des paramètres de coupe, de l’orientation des fibres et de la géométrie des outils de coupe ciblés. L’objectif secondaire de cette recherché est de comparer l’usinabilité en détourage de ce composite à celle du composite verre/époxy. Pour caractériser l’usinabilité des matériaux, des essais de détourage à sec ont été effectués sur des laminés unidirectionnels en lin/époxy et en verre/époxy à l’aide de deux outils de coupe de géométrie et de matériaux différents. Le plan d’expérience proposé consiste en blocs aléatoires complets avec parcelles subdivisées. Les facteurs d’entrées sont la vitesse de coupe, la vitesse d’avance, l’orientation des fibres et l’outil de coupe. Les réponses sont les efforts de coupe, le délaminage et le profil de la surface. Les résultats montrent que le composite à fibres de lin est un matériau facilement usinable et très peu abrasif, le détourage générant une usure d’outil quasi nulle et de faibles efforts de coupe. Il a également été montré que les variables dépendantes de l’étude sont bien corrélées avec les facteurs présélectionnés. L’avance s’est avérée le facteur le plus influent sur ces réponses, suivi par l’orientation des fibres. Les fibres orientées à 0° présentent la meilleure qualité de détourage, et cela, quel que soit le type de renfort (lin ou verre). Les conditions de coupe optimales dans le cas du détourage du composite à fibres de lin, pour les outils étudiés, consistent en une faible avance et une vitesse de coupe élevée. Dans le cas du composite à fibres de verre, une avance intermédiaire et une faible vitesse de coupe représentent les conditions optimales. Le potentiel des fibres de lin pour remplacer les fibres de verre comme renforcement dans les composites a été confirmé, en ce qui concerne l’aspect d’usinabilité en détourage.

Date	18 déc. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-François Chatelain (Directeur(-trice)), Yves Beauchamp (Codirecteur(-trice)) & Gilbert Lebrun (Codirecteur(-trice))