Study of temperature in the edge milling of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP)/Ti6Al4V stack material for aerospace industry

Résumé

Avec les progrès des nouvelles technologies et des nouveaux matériaux, les industries aérospatiales, militaires et commerciales cherchent à réduire la consommation de carburant en réduisant le poids de leurs structures et composantes. Les matériaux stratifiés hybrides sont plus souvent utilisés dans les cellules aéronautiques en raison de leurs propriétés mécaniques exceptionnelles telles qu'un rapport résistance/poids élevé, une excellente résistance à la corrosion et à la fatigue qui ne peuvent être obtenues avec des matériaux classiques. Le plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP)/Titane est le type de matériau hybride le plus utilisé pour les applications de charge thermique dans l'aviation, le Ti6Al4V étant le plus populaire des alliages de titane. Habituellement, les plaques de CFRP/Ti6Al4V sont assemblées par des rivets ou des boulons; mais dans le cas de quelques applications les deux matériaux sont collés ou directement fusionnés par le biais de la polymérisation de la résine. Ainsi, le processus de perçage n'est pas nécessaire comme il l’est habituellement, ce qui permet de réduire les coûts et le poids de la cellule aéronautique. La différence d'usinabilité et l'invariabilité en température de chaque matériau font de l'obtention de géométries et de tolérances dimensionnelles spécifiques un véritable défi. Cette thèse étudie les effets thermiques sur un stratifié CFRP/Ti6Al4V dans le processus de détourage. En particulier, nous étudions la méthode thermocouple outil-pièce en utilisant des thermocouples commerciaux. De plus, nous étudions les réponses “forces”, “rugosité”, et “l'usure des outils” pour différents types de fraises en variant la vitesse de coupe, l'avance par dent et la profondeur radiale de la coupe. Nous avons constaté que contrairement à ce que l'on pensait auparavant, le facteur d'avance est le plus influent sur la température de coupe du CFRP/Ti plutôt que la vitesse de coupe. En fait, la température dans la pièce augmente en diminuant l'avance par dent et diminue en augmentant la vitesse de coupe, bien que ce dernier facteur ne soit pas aussi important que l'avance par dent.

Date	27 nov. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-François Chatelain (Directeur(-trice)) & Gilbert Lebrun (Codirecteur(-trice))