Vous avez donc affaire \u00e0 l'usinage de l'aluminium. C'est amusant, n'est-ce pas ? Tous ceux qui ont usin\u00e9 ce type de mat\u00e9riau savent que l'aluminium vous surprend encore parfois. Une minute, vous obtenez de beaux copeaux qui se d\u00e9tachent comme il se doit, et la minute suivante, vous avez des spaghettis enroul\u00e9s autour de votre broche et vous vous demandez ce qui vient de se passer.<\/p>\n\n\n\n
Selon l'U.S. Geological Survey, l'aluminium repr\u00e9sente 13% de la production mondiale de m\u00e9taux. Cela repr\u00e9sente un grand nombre d'ateliers confront\u00e9s aux m\u00eames maux de t\u00eate... euh, aux m\u00eames opportunit\u00e9s que nous.<\/p>\n\n\n\n
Mais quand on r\u00e9ussit la mise en place ? Quand tout est parfaitement r\u00e9gl\u00e9 ? Votre machine sonne comme un ronronnement et l'aluminium se d\u00e9tache comme un ruban de sucre. C'est ce que nous visons ici.<\/p>\n\n\n\n
L'acier est ennuyeux. Pr\u00e9visible. Mais l'usinage de l'aluminium ? C'est l\u00e0 que les choses deviennent int\u00e9ressantes.<\/p>\n\n\n\n
Voici pourquoi tout le monde veut des alliages d'aluminium :<\/p>\n\n\n\n
Voici pourquoi l'usinage de l'aluminium nous met hors de nous :<\/p>\n\n\n\n
Le secret n'est pas de lutter contre les alliages d'aluminium, mais de comprendre ce qu'ils veulent et de leur donner exactement ce qu'ils veulent.<\/p>\n\n\n\n
L'alliage d'aluminium 6061 est comme une Honda Civic. Elle n'est pas tr\u00e8s sexy, mais elle vous permet d'arriver \u00e0 destination sans probl\u00e8me. Il existe depuis 1935 et g\u00e8re encore probablement 80% des t\u00e2ches qui lui sont confi\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
0,8-1,2% de magn\u00e9sium, 0,4-0,8% de silicium. Recette simple, r\u00e9sultats fiables.<\/p>\n\n\n\n
Pourquoi le 6061 convient-il \u00e0 la plupart des travaux d'usinage de l'aluminium ?<\/p>\n\n\n\n
Petite diatribe : Je vois des acheteurs essayer d'\u00e9conomiser de l'argent en utilisant des alliages d'aluminium \"\u00e9quivalents\" provenant de l'\u00e9tranger. Ils finissent par passer deux semaines \u00e0 r\u00e9soudre des probl\u00e8mes de finition de surface et \u00e0 utiliser des fraises $200. C'est une question de bon sens, mais c'est aussi une question d'argent. Restez fid\u00e8le \u00e0 l'alliage 6061 s'il correspond \u00e0 vos besoins.<\/p>\n\n\n\n
L'alliage d'aluminium 7075 est la petite amie des alliages d'aluminium qui demande beaucoup d'entretien. Les r\u00e9sultats sont magnifiques lorsque vous le traitez correctement, mais c'est un v\u00e9ritable cauchemar lorsque vous ne le traitez pas correctement.<\/p>\n\n\n\n
Il contient 5,6 \u00e0 6,1% de zinc, ainsi que du magn\u00e9sium et du cuivre. Il peut atteindre une r\u00e9sistance \u00e0 la traction de 572 MPa, ce qui est de l'ordre de l'acier v\u00e9ritable.<\/p>\n\n\n\n
ASM International dispose de toutes les donn\u00e9es techniques, mais voici la v\u00e9rit\u00e9 : ne sp\u00e9cifiez 7075 que si vous avez BESOIN de cette r\u00e9sistance. Trop d'ing\u00e9nieurs voient \"plus fort\" et pensent \"meilleur\" sans tenir compte de ce que cela signifie pour l'usinage de l'aluminium.<\/p>\n\n\n\n
Lorsque la FAA indique 2024-T3 pour les structures a\u00e9ronautiques, il faut l'\u00e9couter. Ce mat\u00e9riau \u00e0 base de cuivre est une question de r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue, et non de r\u00e9sistance ultime.<\/p>\n\n\n\n
Travailler avec 2024, c'est penser 30 ans \u00e0 l'avance. Ces petites marques d'outils ? Elles pourraient \u00eatre des amorces de fissures dans plusieurs dizaines d'ann\u00e9es. L'int\u00e9grit\u00e9 de la surface n'est pas qu'une question d'esth\u00e9tique ; il s'agit de maintenir les avions dans le ciel.<\/p>\n\n\n\n
La MEP publie des chiffres de base convenables, mais voici ce qu'ils signifient lorsque vous vous trouvez devant la machine.<\/p>\n\n\n\n
Commencez ici :<\/p>\n\n\n\n
L'essentiel, c'est qu'il faut des ann\u00e9es pour l'apprendre : Les avances conservatrices qui fonctionnent avec l'acier d\u00e9truiront votre journ\u00e9e d'usinage de l'aluminium. Avances l\u00e9g\u00e8res = frottement. Frottement = chaleur. Chaleur = ar\u00eate accumul\u00e9e. Ar\u00eate accumul\u00e9e = pi\u00e8ces rebut\u00e9es et outils \u00e9mouss\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
L'histoire d'un atelier : J'ai eu un travail une fois, 500 brackets pour un entrepreneur de la d\u00e9fense. Le travail a commenc\u00e9 de mani\u00e8re conservatrice, comme toujours. La finition de la surface est devenue infernale apr\u00e8s la pi\u00e8ce #10. J'ai pass\u00e9 4 heures \u00e0 lutter contre l'accumulation de copeaux et j'ai finalement doubl\u00e9 la vitesse d'avance. Soudain, tout fonctionnait parfaitement. Parfois, une approche plus agressive est le bon choix en mati\u00e8re de techniques de coupe.<\/p>\n\n\n\n
Fraises en carbure, h\u00e9lice 40-45\u00b0 pour les alliages d'aluminium. P\u00e9riode.<\/p>\n\n\n\n
Oubliez les outils rev\u00eatus pour la plupart des travaux. Les rev\u00eatements ont l'air fantaisistes, mais ils aggravent souvent les probl\u00e8mes d'adh\u00e9rence.<\/p>\n\n\n\n
Le NIST Mat\u00e9riaux<\/a> Data Repository le confirme, mais vous pouvez le constater par vous-m\u00eame. Le carbure non rev\u00eatu tranchant coupe proprement les alliages d'aluminium. Outils rev\u00eatus ou us\u00e9s ? La ville de l'ar\u00eate accumul\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n La g\u00e9om\u00e9trie de l'outil qui compte :<\/p>\n\n\n\n HEM a r\u00e9volutionn\u00e9 l'usinage de l'aluminium. Un engagement radial l\u00e9ger (5-15% de diam\u00e8tre) avec des coupes axiales profondes a compl\u00e8tement chang\u00e9 la donne.<\/p>\n\n\n\n La Society of Manufacturing Engineers a document\u00e9 des r\u00e9ductions de temps de cycle 40-70%, mais le v\u00e9ritable avantage r\u00e9side dans la dur\u00e9e de vie des outils. Lorsque vous ne repoussez pas constamment les limites de vos outils de pointe, ils durent \u00e9ternellement.<\/p>\n\n\n\n Param\u00e8tres HEM :<\/p>\n\n\n\n Tous les machinistes connaissent ce bruit lorsque la coupe douce se transforme en meulage. C'est le soudage de l'aluminium sur votre outil.<\/p>\n\n\n\n Ce qui fonctionne :<\/p>\n\n\n\n Contre-intuitif, mais vrai : le fait d'\u00eatre plus conservateur aggrave g\u00e9n\u00e9ralement l'ar\u00eate construite avec les alliages d'aluminium.<\/p>\n\n\n\n Ces jolies et longues puces dans les vid\u00e9os ? Des cauchemars pour la production. Elles s'enroulent autour de tout et transforment votre cellule automatis\u00e9e en une op\u00e9ration manuelle.<\/p>\n\n\n\n Un contr\u00f4le des puces qui fonctionne :<\/p>\n\n\n\n Les alliages d'aluminium peuvent vous permettre d'obtenir des finitions miroir ou de voir vos pi\u00e8ces rejet\u00e9es. Il s'agit g\u00e9n\u00e9ralement de petites choses.<\/p>\n\n\n\n Pour de bonnes finitions :<\/p>\n\n\n\n La temp\u00e9rature a une incidence sur la dilatation thermique de l'aluminium. Des pi\u00e8ces parfaites \u00e0 la temp\u00e9rature de la machine peuvent \u00eatre hors normes lors de l'inspection.<\/p>\n\n\n\n Ce qui fonctionne :<\/p>\n\n\n\n Le NIST dispose de donn\u00e9es sur la dilatation thermique, mais l'exp\u00e9rience enseigne qu'il faut pr\u00e9voir cette \u00e9ventualit\u00e9 \u00e0 l'avance.<\/p>\n\n\n\n Suivre syst\u00e9matiquement les outils. Contrairement \u00e0 l'acier, o\u00f9 les outils s'usent progressivement, les alliages d'aluminium peuvent provoquer une d\u00e9faillance soudaine lorsque l'ar\u00eate accumul\u00e9e se d\u00e9tache.<\/p>\n\n\n\n Contr\u00f4le des co\u00fbts :<\/p>\n\n\n\n Une bonne imbrication et une optimisation des stocks = 85-90% d'utilisation. Avec les prix actuels de l'aluminium, chaque point de pourcentage compte.<\/p>\n\n\n\n Des \u00e9tats de surface inf\u00e9rieurs \u00e0 1,6 \u03bcm Ra pour les pi\u00e8ces critiques en termes de fatigue. Chaque marque d'outil compte potentiellement sur des d\u00e9cennies de service.<\/p>\n\n\n\n Le minist\u00e8re de l'\u00e9nergie indique qu'une r\u00e9duction de poids de 10% = une am\u00e9lioration de l'\u00e9conomie de carburant de 6-8%. Les alliages d'aluminium sont donc adopt\u00e9s plus rapidement que les techniques de d\u00e9coupe ne peuvent le faire.<\/p>\n\n\n\n Les applications thermiques ont besoin de la conductivit\u00e9 de 237 W\/m-K de l'aluminium et de l'int\u00e9grit\u00e9 de la surface pour le transfert de chaleur.<\/p>\n\n\n\n J'usine de l'aluminium depuis pr\u00e8s de vingt ans maintenant. J'ai commis de nombreuses erreurs co\u00fbteuses en cours de route. Voici ce qui compte :<\/p>\n\n\n\n Les alliages d'aluminium n\u00e9cessitent une coupe rapide, des avances agressives et un bon refroidissement. Si vous vous opposez \u00e0 ces exigences, vous passerez votre temps \u00e0 r\u00e9soudre des probl\u00e8mes. Travaillez avec et vous vous demanderez pourquoi les gens se plaignent tant de l'usinage de l'aluminium.<\/p>\n\n\n\n Une bonne s\u00e9lection des mat\u00e9riaux, des techniques de coupe appropri\u00e9es et des attentes r\u00e9alistes sont autant d'\u00e9l\u00e9ments qui contribuent \u00e0 un travail rentable. Qu'il s'agisse de prototypes ou de s\u00e9ries, le respect de ces principes de base fait toute la diff\u00e9rence.<\/p>\n\n\n\n Service g\u00e9ologique des \u00c9tats-Unis (U.S. Geological Survey). \"Statistiques et informations sur l'aluminium. https:\/\/www.usgs.gov\/centers\/national-minerals-information-center\/aluminum-statistics-and-information<\/a><\/p>\n\n\n\n Institut national des normes et de la technologie. \"NIST Alloy Data\". https:\/\/www.nist.gov\/mml\/acmd\/trc\/nist-alloy-data<\/a><\/p>\n\n\n\n \"Alliage d'aluminium 6061 Wikipedia. https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/6061_aluminium_alloy<\/a><\/p>\n\n\n\n \"Alliage d'aluminium 7075\". Wikipedia. https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/7075_aluminium_alloy<\/a><\/p>\n\n\n\n Niu, Z., Cheng, K. \"Review of improvement of machinability and surface integrity in machining aluminum alloys\". International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 127, pp. 1485-1511, 2023.<\/p>\n\n\n\n Institut national des normes et de la technologie. \"Manufacturing Extension Partnership (Partenariat pour l'extension de la fabrication). https:\/\/www.nist.gov\/mep<\/a><\/p>\n\n\n\n Administration f\u00e9d\u00e9rale de l'aviation. \"Certification des a\u00e9ronefs\". https:\/\/www.faa.gov\/aircraft\/air_cert\/<\/p>\n\n\n\n\n
Le broyage \u00e0 haut rendement a tout chang\u00e9<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Quand les choses tournent mal<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
L'enfer des bords construits<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Cauchemars de la puce<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Questions relatives \u00e0 l'\u00e9tat de surface<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Contr\u00f4le de la qualit\u00e9 R\u00e9alit\u00e9<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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Gagner de l'argent avec \u00e7a<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Gestion de la dur\u00e9e de vie des outils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Utilisation des mat\u00e9riaux<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
O\u00f9 vont ces choses ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Travail dans l'a\u00e9rospatiale<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Applications automobiles<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Applications \u00e9lectroniques<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
R\u00e9sultat final<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
R\u00e9f\u00e9rences<\/strong><\/h2>\n\n\n\n