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Usinage des compositesArticle de référence | Réf : RE237 v1
Auteur(s) : Redouane ZITOUNE, Francis COLLOMBET, François CÉNAC
Date de publication : 10 oct. 2013
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Collage des composites - Caractéristiques et choix des adhésifsCet article fait partie de l’offre
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Les essais d'usinage ont été réalisés sur une machine JEA classique (c'est-à-dire de découpe) de production de marque Flow – Flying-bridge 4800 (figure 3). Les éléments qui la composent sont principalement :
un châssis IFB Dynamic waterjet autorisant une vitesse d'avance maximale de 11 200 mm/min et une accélération maximale de 0,02 g ;
une tête de coupe PASER® ECL plus ;
une pompe axiale Hyplex® de 30 kW permettant une plage de 400 bar à 3 850 bar avec un débit maximum de 3,7 L/min.
Les plaques d'aluminium usinées sont de type aéronautique avec la référence Al 2024T3. Pour l'usinage sur l'aluminium, 522 essais sont entrepris pour identifier le débit d'abrasif optimal et la profondeur maximale d'usinage. Les conditions d'usinage utilisées sont les suivantes :
quatre pressions P allant de 500 à 1 250 bar (on note que pour des pressions plus faibles, la vitesse d'avance f est trop lente et pour des pressions plus élevées, les vitesses sont trop élevées pour la machine de découpe utilisée) ;
quatre diamètres de buse db allant de 0,127 à 0,325 mm (ces diamètres sont représentatifs des buses utilisables avec la pompe à entraînement direct utilisée avec une pression de 3 850 bar et un débit volumique de 3,1 L/min) ;
huit débits d'abrasif Da adaptés aux paramètres hydrauliques (pression et buse) ;
deux profondeurs d'enlèvement de matière h : 0,2 et 0,39 mm.
Ces valeurs sont ensuite utilisées pour identifier un modèle linéaire en logarithme d'usinage par JEA.
Le composite usiné est en carbone/époxy HexPLY M21/35%/268/T700GC (de chez Hexcel Composites) de 20 plis avec une séquence d'empilement quasi isotrope polymérisée en autoclave. Dans ce cas, il est nécessaire de considérer les 570 essais réalisés pour identifier le débit d'abrasif optimal Daopt et la profondeur maximale d'usinage hmax et ne pas pénaliser la précision du modèle d'usinage par JEA. Les paramètres JEA sont les suivants :
quatre pressions P allant...
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PLASTIQUES ET COMPOSITES
(1) - HASHISH (M.) - AWJ trimming of 787 composite stringers. - Conference SAMPE 2010, Seattle, WA, 16 p., 17-20 mai 2010.
(2) - CÉNAC (F.), ZITOUNE (R.), COLLOMBET (F.), DÉLÉRIS (M.) - Abrasive water jet machining of composite materials. - Proceedings of 13th European Conference on Composite Materials (ECCM13), Edited by ASP (L.) and GAMSTEDT (K.), USB-Key Paper #1728, Stockholm, Sweden, 9 p., 2-5 juin 2008.
(3) - HASHISH (M.) - Status and potential of water jet machining of composites. - 10th American Water Jet Conference, Houston (1999).
(4) - MENG (H.C.), LUDEMA (K.C.) - Wear models and prediction equations : their form and content. - Wear 443-457, p. 181-183 (1995).
(5) - HASHISH (M.) - A model for abrasive-waterjet (AWJ) machining. - Journal of Engineering Materials and Technology, p. 154-162 (1989).
(6) - FINNIE...
1.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Journée scientifique et technique – AMAC – sur l'Usinage des matériaux composites Redouane Zitoune – 23 Mai 2012 – ONERA Chatillon http://www.jst-amac-usinage.iut-tlse3.fr/
Machining of Titanium Alloys and Composites for Aerospace Applications. Volume 763 doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.763 http://www.scientific.net/Title/Preview/2458
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut Clément Ader http://www.institut-clement-ader.org/pageperso.php?id=rzitoune
Jedo technologie http://www.jedotechnologies.fr/
Flow water jet http://www.flowwaterjet.com/
Association pour les matériaux composites (AMAC) http://www.amac-composites.org/
The WaterJet Technology Association (WJTA) and Industrial and Municipal Cleaning Association (IMCA) http://www.wjta.org/wjta/default.asp
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2 - PRINCIPE DE LA MÉTHODOLOGIE D'OPTIMISATION DES PARAMÈTRES D'USINAGE
3 - PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL
4 - DÉTERMINATION DU DÉBIT D'ABRASIF OPTIMAL ET DE LA VITESSE D'AVANCE
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