Essais & Simulations n°112

JEC COMPOSITE Vibratoire

JEC COMPOSITE Vibratoire Détermination des conditions d’usinage sans délaminage d’un matériau composite par analyse vibratoire L’utilisation de pièces en matériaux composites, en particulier dans l’aéronautique est de plus en plus importante. Cependant, l’opération d’usinage de ces matériaux est compliquée par différents phénomènes dont le délaminage des plis composites. L’objectif de cette étude est de présenter une méthode de détermination des conditions de coupe en utilisant la corrélation entre les vibrations et le défaut de délaminage. L’usinage en aval d’un matériau composite carbone/époxy est réalisé avec une plaquette d’expérience composite centré (CCD) a été étudié en utilisant les paramètres de coupe suivants : vitesse de coupe et épaisseur du copeau. Les résultats ont montré qu’au-delà d’un seuil de vibration, l’apparition d’un délaminage est certaine et que la longueur de délaminage augmente avec l’augmentation de la vibration enregistrée. L’analyse de variance a été utilisée pour valider les modèles. Usinage sans délaminage par analyse vibratoire En raison de l’augmentation de l’utili- secteur aéronautique, l’étude de ces férents auteurs tels que Chung chen et de coupe sont des facteurs importants dans la détermination de la durée de vie - la consommation d’énergie au cours coupe peut affecter négativement les usinés. Plusieurs études relatives à l’usi- - Des auteurs ont souligné qu’un mau- pourrait non seulement générer une usure prématurée de l’outil de coupe - plus couramment rencontrés lors de coupées, l’écaillage et l’endommagement thermique de la résine. Koplev et évidence que l’orientation des plis par rapport à la direction de la vitesse de nération de défauts dans le composite. les cartes d’usinabilité ont été introduites dans l’opération de perçage. Cette mé- - Plusieurs études ont montré que l’analyse des vibrations générées par le thode pour caractériser la qualité de noté que les vibrations sont hautement indésirables dans une opération d’usinage. En effet, elles nuisent à la qualité de surface, limitent la précision dimen- - des dommages à l’outil de coupe ou à - en temps réel pour commander une ma- par le contact entre l’outil de coupe et la a montré un gain en qualité de coupe pour une géométrie d’angle d’attaque délaminage a été constatée pour toutes les conditions de coupe avec un angle pas le cas pour l’angle d’attaque d’outil Cette présente étude s’attache à étudier le comportement de la géométrie à Kr = - ces plages l’outil ne doit pas délaminer - - géométries dans une condition de coupe Essais & Simulations JANVIER 2013 PAGE 18

JEC COMPOSITE à 12 essais a été choisi pour étudier épaisseur du copeau h sur les défauts et sur les vibrations générées. À partir - dologie des surfaces de réponses a tique des vibrations. À l’aide de cette méthode, il sera possible de choisir les tées pour éviter les défauts d’usinage, tout en réduisant le nombre d’essais. Les résultats ont montré qu’au-delà d’un seuil de vibration, l’apparition d’un délaminage est certaine et que la longueur de délaminage augmente avec l’augmentation des vibrations enregistrées. L’analyse de la variance et des facteurs de corrélation a été utilisée Dispositif expérimental Conclusion L’objectif de cette étude est de déterminer les conditions de coupe au cours d’une opération de fraisage d’un ma- d’éviter l’apparition des défauts de tion et de la longueur de délaminage ont été établis par la méthodologie des surfaces de réponses. Ainsi, un plan essais a été étudié en fonction des pa- - - enregistrés et la longueur de délaminage mesurée. Au-delà d’un seuil de vibration, l’apparition d’un délaminage est systématique et la longueur du délaminage est proportionnelle avec le niveau de vibration. Comparaison entre les signaux de vibration enregistrés sans délaminage L’augmentation de la vitesse de coupe quadratique de l’épaisseur du copeau sur la vibration et le délaminage est a été testée par la méthode de l’analyse de la variance. Cette analyse a - - À partir de la similitude constatée entre minage), il a été montré que l’analyse faut de délaminage et ainsi suivre ce défaut en temps réel. Seuils de vibration en fonction des conditions de coupe * Cet article sera publié dans la revue RCMA (édition Hermès) et devrait être disponible dans sa totalité sur le site www.mesures-et-tests.com au premier trimestre 2013. Les auteurs de l’article : Hicham Chibane (1), Roger Serra (1), Antoine Morandeau (2), Abdelhake Bouchou (1), René Leroy (2) 1. - 2. Cette étude a été présentée Essais & Simulations JANVIER 2013 PAGE 19