Étude de l'usinabilité par électroérosion des alliages d'aluminium à faible coefficient de dilatation thermique pour application spatiale

Résumé

L’alliage d’aluminium 6061-T6 présentement utilisé pour la fabrication de composantes de radiofréquence embarquées sur les satellites de télécommunication présente une forte propension typique des alliages d’aluminium à se dilater sous l’effet de la chaleur. Sachant qu’un satellite de télécommunication est quotidiennement exposé à une variation de température de l’ordre de 300 °C, ses performances s’en trouvent inévitablement affectées. Pour pallier ce problème, le remplacement de ce matériau par un alliage d’aluminium à faible coefficient de dilatation thermique est désiré. Seulement, il apparaît qu’un manque flagrant d’information quant à l’usinabilité par électroérosion par enfonçage de ces alliages d’aluminium à très haute teneur en silicium rend incertaine la possibilité les usiner efficacement. L’objectif de ce projet est, d’abord, de valider les propriétés réelles de trois alliages d’aluminium-silicium présents sur le marché, soit le ALM-450 de la firme Adamco (USA) et le MS43 et MS61 de la firme AMT Technologies (Allemagne) et de sélectionner celui présentant les meilleures performances globales. Le matériau optimal sélectionné, l’optimisation du procédé d’électroérosion en vue de garantir l’obtention d’un fini de surface précis et d’un temps d’usinage minimum est réalisée. Le procédé d’électroérosion étant géré par au minimum dix paramètres, un premier plan d’expérience est réalisé avec pour objectif de déterminer lesquels de ces paramètres affectent significativement quatre réponses, soit le taux d’enlèvement de matière, le taux de formation du rayon d’électrode, la hauteur moyenne arithmétique du profil et la distance vallée-crête maximale du profil. L’analyse de la variance de ce plan de type Plackett-Burman (12 essais + 4 points centraux) a permis de determiner que des dix paramètres étudiés, cinq seulement affectent de manière significative les réponses. Une fois ces cinq paramètres importants déterminés (durée d’un arc électrique, délai entre deux arcs, courant de décharge, délai entre deux séries d’arcs et tension), un second plan d’expérience (demi-fraction d’un plan factoriel, 16 essais + 2 points centraux) a permis de générer des modèles prédictifs pour les quatre réponses. Finalement, une méthodologie permettant d’optimiser un programme d’usinage initialement généré par le contrôleur du système d’électroérosion est proposée.

Date	4 juin 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Mohammad Jahazi (Directeur(-trice)) & Victor Songmene (Codirecteur(-trice))