Présentation
Auteur(s)
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Henri PELLEREAU : Ingénieur de l’École Centrale de TSF et d’Électronique - Directeur Technique de Chimic Métal
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Jean-Michel CUNTZ : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Centre Commun de Recherches Louis Blériot, Aérospatiale
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Franck CORDIER : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Centre Commun de Recherches Louis Blériot, Aérospatiale
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Lire l’articleINTRODUCTION
La partie Découpe chimique a été rédigée par Henri PELLEREAU.
La partie Fraisage chimique a été rédigée par Jean-Michel CUNTZ et Franck CORDIER.
L’usinage chimique est un procédé qui permet l’usinage de pièces métalliques par voie chimique, c’est-à-dire par attaque chimique ou dissolution chimique à l’aide d’un agent adéquat.
Le plus souvent, il s’agit non d’un usinage de toute la surface de la pièce, mais d’un usinage localisé : on utilise alors une épargne qui protège localement la surface de la pièce partout où il ne doit pas y avoir d’usinage. Le procédé se ramène alors à deux opérations :
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dépôt d’une épargne protectrice selon le dessin désiré ;
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attaque chimique (on dit couramment gravure) des parties non protégées.
La gravure chimique remonte au 1er millénaire, chez les Arabes, qui utilisaient l’action du sel de nitre (nitrate de sodium) sur les métaux. Au XV e siècle, l’utilisation de bitume de Judée, déposé et séché sur une plaque de cuivre ou d’acier, permet à l’artiste de dessiner avec une pointe sèche, dégageant ainsi le métal, que l’on attaque ensuite à l’acide nitrique : c’est la gravure à l’eau forte. Cette technique fut utilisée pour la réalisation de plaques décoratives et de clichés d’imprimerie, pour la reproduction de dessins.
Les deux principales formes du développement actuel de l’usinage chimique sont :
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la découpe chimique 1, enlevant localement le métal sur toute l’épaisseur de la pièce ; les applications sont extrêmement nombreuses, tout particulièrement en électronique (figure 1) et en mécanique ; ce procédé est utilisé pour obtenir des pièces plates de dimensions variées (de 1 mm 2 à 1 m 2) à partir de feuilles ou de plaques d’épaisseur assez faible (10 µm à 3 mm) ;
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le fraisage chimique 2, créant des creux dans des surfaces ; les applications sont dans l’imprimerie (héliogravure) et surtout dans l’usinage de pièces importantes employées dans la construction aéronautique (figure 2) : éléments de voilures ou de fuselage (plusieurs mètres carrés), dans un but d’allègement des structures.
L’usinage chimique offre, entre autres, l’avantage de ne pas modifier les propriétés mécaniques et métallurgiques des métaux : une pièce en acier trempé ou recuit reste en son état.
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1. Découpe chimique
La découpe chimique permet la réalisation de pièces planes métalliques minces, par dissolution du métal par un agent d’attaque adéquat, acide ou basique.
1.1 Réalisation de l’épargne
Pour obtenir l’épargne de pièces en série, de façon économique et précise, on passe par un dessin de la pièce, sa copie multiple par reproduction photographique, puis le report de ces copies sur une couche photosensible déposée préalablement sur la pièce.
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La réalisation de l’épargne commence par l’établissement d’un dessin, le master, à partir d’un plan coté pour une pièce mécanique donnée, d’un dessin artistique ou d’une photo au trait pour les pièces de décoration, de bijouterie ou de publicité par l’objet.
Plutôt que de faire un dessin traditionnel au crayon ou à l’encre, on dessine généralement en coupant directement la couche rouge inactinique de faible épaisseur (100 µm), couchée sur un support transparent stable (polyester), ce qui permet de négliger l’épaisseur du trait de dessin. Cette coupe s’effectue avec une lame de cutter et des instruments de dessin pour des réalisations simples. On garde la pièce en positif ou en négatif en pelant la couche inactinique.
Les techniques industrielles utilisent un coordinographe, appareil qui permet un déplacement XY d’un couteau ou d’une pointe en carbure de tungstène sur une table polaire avec des verniers mécaniques, ou une table de traçage automatique avec un logiciel de dessin assisté par ordinateur (Autocad, Tollcad, etc.). La possibilité pour ces systèmes de stocker des informations, de les modifier et de les visualiser transforme complètement les conditions de travail et apporte un gain de temps appréciable. Ainsi, il n’est plus indispensable de recalculer les coordonnées de chaque point du dessin : l’introduction de la valeur de sous-gravure 1.2.3 dans le logiciel suffit pour obtenir directement le traçage. L’unité de traçage commandée...
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Découpe chimique
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Anwendungsgebiete der industriellen Ätztechnik. - [nbsp ]Chemcut Corp. (1964).
-
(2) - DE MIERRY (E.) - L’usinage chimique des alliages d’aluminium. - Galvano-organo-traitements de surface no 536, p. 532-538 (mai 1983).
-
(3) - LAJAIN - Usinage chimique de pièces en forme en alliage d’aluminium. - Surfaces no 175, p. 8-20 (1985).
-
(4) - JOY (M.) - Une installation ultra-perfectionnée d’usinage chimique du titane. - Galvano-organo-traitements de surface no 580, p. 743-744 (nov. 1987).
-
(5) - DINI (J.W.) - Fundamentals of chemical milling. - American Machinist Special Report 768, p. 113‐127 (juil. 1984).
-
(6) - WELLER (E.J.) - Nontraditional machining processes. - Society of Manufacturing Engineers. 2e édition. ISBN 0-87263-133-8 (1984).
ANNEXES
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGEShipley S.A.
HAUT DE PAGEEuroprim
HAUT DE PAGESocomor
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