Usinage en détourage de laminés composites carbone/époxy

Résumé

L’usinage des matériaux composites dédiés aux pièces structurales devient de plus en plus courant. Le but de ce travail est de définir la performance d’outils existants afin d’effectuer une sélection d’outils et de définir les plages opérationnelles des outils. Le travail consiste à évaluer les efforts de coupe, la qualité de surface générée et de poser une méthode systémique d’évaluation de la performance. Ce travail comporte une expérimentation visant à cerner les paramètres géométriques influents dans la performance de la coupe dans l’objectif de concevoir des outils de coupe plus performants. La méthodologie de recherche utilisée consiste à l’élaboration de plans d’expériences classiques à multiples facteurs. Les facteurs traités sont les paramètres de coupe, les épaisseurs de laminés composites carbone/époxy quasi isotropes et les différents types de matériaux d’outils de coupe. L’acquisition des données se fait à l’aide d’une table dynamométrique de l’ÉTS, d’un rugosimètre d’états de surface ainsi que de l’utilisation de plusieurs microscopes. Il est montré que les efforts de coupe dans la direction de l’avance sont proportionnels à la vitesse d’avance, les efforts de coupe dans la direction axiale et normale à la surface usinée sont proportionnels à la vitesse de coupe et à la vitesse d’avance. Selon les quatre outils analysés, l’outil C4 possédant des plaquettes en PCD est l’outil le plus performant selon la méthode de pondération des facteurs de l’équation de l’indice de performance. Dans le cadre de ce travail, une analyse exhaustive de la rugosité a été faite et les principaux résultats obtenus montrent que la rugosité est dépendante des paramètres de coupe et de l’orientation des fibres. Les fibres orientées à 0 degré présentent le meilleur état de surface que ceux aux fibres à -45 degrés possèdent le pire état de surface pour les mêmes paramètres de coupe et pour un même outil. Un angle d’attaque de l’arrête tranchante devrait être de 8 à 10 degrés positifs et posséder un revêtement apte à supporter l’abrasivité des fibres de carbone. Plusieurs recommandations sont faites dans le cadre de ce travail afin de cerner la coupe par détourage de laminés composites carbone époxy. L’auteur recommande d’effectuer des tests d’usure avec les outils de coupe testés, d’effectuer des tests de résistance des matériaux et de fatigue des matériaux en fonction de l’usure de l’outil, d’effectuer l’analyse de fabrication et la fabrication du prototype d’outil proposé et d’effectuer des tests de coupe et des tests d’usure de l’outil prototype afin de comparer l’outil conçu par l’auteur et les autres outils testés dans le cadre de ce travail.

Date	5 juil. 2012
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Victor Songmene (Directeur(-trice)) & Jean-François Chatelain (Codirecteur(-trice))