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Article

1 - SPÉCIFICITÉS DES COMPOSITES À L’USINAGE

2 - USINAGE PAR ENLÈVEMENT DE COPEAUX

3 - DÉCOUPE DES MATIÈRES PREMIÈRES

4 - USINAGE DES STRUCTURES SANDWICH

5 - DÉCOUPE AU LASER

6 - USINAGE PAR JET D’EAU

Article de référence | Réf : BM7425 v1

Découpe au laser
Usinage des composites à matrice polymère

Auteur(s) : Alain DESSARTHE

Date de publication : 10 avr. 1999

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Auteur(s)

  • Alain DESSARTHE : Ingénieur responsable du service Conception-industrialisation des polymères et composites au Centre technique des industries mécaniques (CETIM)

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INTRODUCTION

Dans cet article, on entend, conformément à son titre, par « matériaux composites » ceux dont la matrice est un polymère, et non pas les composites céramiques ou métalliques. Les matériaux composites se mettent en œuvre plutôt par moulage ; cependant, des usinages sont assez souvent pratiqués pour différentes raisons comme par exemple :

  • perçage pour assemblage par boulonnage ou rivetage ;

  • détourage de pièces moulées ;

  • fabrication de petites séries ;

  • obtention de cotes extrêmement précises ;

  • découpe de préforme à mouler ;

  • découpe à grandes cadences du type « emporte-pièce ».

Le lecteur se reportera aux articles spécialisés de la rubrique « Composites » du traité Plastiques et Composites pour de plus amples renseignements sur leurs caractéristiques et méthodes de moulage. De même, il se reportera aux articles spécialisés de la présente rubrique du traité Génie mécanique pour une présentation plus détaillée des procédés d’usinage utilisés pour les composites, notamment :

  • Matériaux pour outils de coupe.

  • Coupage thermique et coupage au jet d’eau.

  • Usinage par ultrasons.

  • Tournage.

  • Outils coupants. Brochage. Taillage.

  • Outils coupants. Taillage des roues cylindriques.

  • Outils coupants. Taillage des roues coniques.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7425


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5. Découpe au laser

On pourra se reporter à l’articleCoupage thermique et coupage au jet d’eau [BM 7 280] Coupage thermique et coupage au jet d’eau.

5.1 Principe

Le principe du L.A.S.E.R. (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) est la décharge d’électricité de quelques millions de volts qui active, entre deux électrodes, un mélange gazeux (dioxyde de carbone CO2 par exemple) à une pression de plusieurs millibars. Le dispositif (figure 7) est enfermé dans un tube en verre qui ne laisse sortir qu’un faisceau d’une longueur d’onde précise (10,6 mm dans le cas du laser CO2).

Ce faisceau est renvoyé par un jeu de miroirs jusqu’à une tête de coupe mobile, puis focalisé par une lentille sur le matériau à usiner. La focalisation du rayon donne un diamètre de foyer d’environ 0,1 à 0,3 mm, correspondant approximativement à l’épaisseur du trait de coupe.

De manière générale, il y a les lasers à gaz carbonique (CO2), à flux rapide, à flux lent ou à flux transversal, et les lasers YAG (cf. article Lasers pour usinage dans le traité Électronique). Pour la découpe, les caractéristiques importantes du laser sont le mode, la puissance, la stabilité et la polarisation.

Les variables les plus significatives sont la lentille de focalisation, la position focale, la vitesse et le gaz d’assistance.

Une installation complète comprend la source laser, la structure de support, le système de déplacement du faisceau, l’armoire de contrôle, le dispositif d’aspiration des fumées, les écrans de protection.

L’usinage résulte de l’action thermique du rayon qui vaporise la matière en quelques fractions de seconde. Entre la zone où la matière a été « vaporisée » et la zone restée « froide », il y a une zone affectée thermiquement, plus ou moins large selon la nature de la matière et les paramètres du process. Dans cette zone intermédiaire, il peut y avoir une carbonisation partielle de la matière organique, en général sur les bords de découpe.

Ainsi, rester trop longtemps au même endroit,...

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NORMES

  • Tamis et tamisage. Tissus métalliques dans les tamis de contrôle. Exigences techniques et vérifications (éq. ISO 3310-1). - NF X 11-504 - 12-1992

  • Sécurité des appareils à laser. Partie 1 : classification des matériels, prescriptions et guide de l’utilisateur (indice de classement : C 43-805). - NF EN 60825-1 - 6-2000

  • Tamis de contrôle. Tissus métalliques, tôles métalliques perforées et feuilles électroformées. Dimensions nominales des ouvertures. - ISO 565 - 1990

  • Specification for Wire-Cloth Sieves for Testing Purposes. - ASTM E - 11-1995

1 Fournisseurs

HAUT DE PAGE

1.1 Outils à découper et usiner par enlèvement de copeaux

Abaqueplast : http://www.abaqueplast.fr

ANTB-CMS-France (Filiale du constructeur italien CMS leader mondial dans la fabrication de centres d'usinage à commande numérique pour matériaux tendres. http://www.antb-cms.com

ATIA (Assemblages techniques et industriels des Alpes S.à.r.l.)

Belin Yvon S.A. http://www.belin-y.com

Béwé-Plast

Calemard et Cie S.A. : racheté par ETIC Group : http://www.etic-group.com

Diamix : http://www.diamix.fr

Diamoutils S.A. : http://www.diamoutils.com

Dubus Industrie : http://www.dubus-fr.com

Erméca 53

Formfil (Sté)

Haffner France

Holweg S.A. : racheté par DCM Group : http://www.holweg.fr

Innodec

Innomould

Kiefel France : http://www.kiefel.fr

Machines Kuris

Mc Neil Akron Repiquet : http://www.macneil-repiquet.com

Méca-Vernouillet S.à.r.l. : http://www.meca-vernouillet.fr

Noyer S.A.

Olaberria (Sté coopérative ouvrière de production)

Pedersen Outillage S.A.

Recoules S.A.

Régamey & Cie

SAMP

Sandvik Coromant : http://www.coromant.sandvik.com

SDMF...

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