Les opérations d'usinage par abrasion sont extrêmement variées et basées sur l'utilisation de grains d'abrasifs libres ou liés entre eux ou à un support (bandes, papier...). L’abrasion reste parfois le seul procédé pour usiner des matériaux de très haute dureté ou fragilité (aciers à roulement, alliages réfractaires…), ou pour réaliser de très faibles rugosités (certaines applications optiques ou microélectroniques). Malgré des performances qui ne cessent de croître, et une grande importance économique, les procédés d'usinage à l'abrasif restent encore largement méconnus et mal compris. Cet article effectue un bilan des connaissances scientifiques sur ce type d'usinage.
Le travail par abrasion est une opération d'usinage, qui a pour objectif d'imposer à une pièce, par enlèvement de matière, des dimensions et un état de surface (rugosité et écarts de forme, intégrité mécanique et physico-chimique) vérifiant un cahier des charges. Cet article présente en détail les phénomènes mécaniques qui sont impliqués à l’échelle microscopique dans l’usinage par abrasion. Afin de fournir des modèles d’estimation de la vitesse d’abrasion, il décrit les modalités de mise en œuvre et les résultats de méthodes d’étude expérimentale et théorique portant sur deux types d’essais permettant de varier l’approche : les essais de rayure et les essais d’abrasion.
Le protocole expérimental d'usinage par jet d'eau abrasif (JEA) proposé et validé sur une pièce isotrope (aluminium) est adapté aux matériaux composites. Sont mises en exergue deux différences majeures liées à l'effet du JEA entre les composites et l'aluminium que sont l'usinabilité et les variabilités. L'usinabilité des matériaux composites étant plus importante que celle de l'aluminium pour le JEA, des plages de paramètres d'usinage différentes sont retenues pour les composites. Plusieurs modèles concernant, d'une part, le débit d'abrasif optimal et, d'autre part, la vitesse d'avance en fonction des paramètres de coupe, sont donc proposés, ainsi qu'un modèle unique applicable aux deux matériaux. Pour finir, la pertinence du procédé d'usinage et des modèles identifiés en présentant des applications industrielles est illustrée.
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