Usinage des Matériaux Composites carbone / Epoxy
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Le document traite des méthodes d'usinage des matériaux composites carbone/époxy, notamment le perçage et le détourage, en analysant des paramètres tels que la vitesse de coupe et l'orientation des fibres. Les résultats mettent en évidence l'impact de ces paramètres sur l'efficacité de coupe, les efforts de coupe et les dommages possibles aux matériaux. L'étude propose des simulations et des optimisations pour améliorer les techniques d'usinage et mieux comprendre le comportement lors de la coupe.
![Perçage des matériaux composites
0°
45°
[(0°/45°/90°/-45°)3]S
90°-45°
x3
8 mm
-45°
90°
45° 0°
x3
3](https://image.slidesharecdn.com/05journeusinagehabaklti-121105094106-phpapp02/85/Usinage-des-Materiaux-Composites-carbone-Epoxy-3-320.jpg)
![Sens de l’avance de l’outil
Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1]
du copeau
= 0°
[1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples
Frederico II, 2002.
14](https://image.slidesharecdn.com/05journeusinagehabaklti-121105094106-phpapp02/85/Usinage-des-Materiaux-Composites-carbone-Epoxy-14-320.jpg)
![Sens de l’avance de l’outil
Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1]
du copeau
= 45°
[1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples
Frederico II, 2002.
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![Sens de l’avance de l’outil
Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1]
du copeau
[1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples
Frederico II, 2002.
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![Usinage des composites
[2]
Type des outils
[2] Gohorianu G., Thèse, Université de Toulouse, 2008.
23
23](https://image.slidesharecdn.com/05journeusinagehabaklti-121105094106-phpapp02/85/Usinage-des-Materiaux-Composites-carbone-Epoxy-23-320.jpg)
Usinage des Matériaux Composites carbone / Epoxy
- 1. UPRES-EA3899 Usinage Des Matériaux Composites carbone / Epoxy Malek HABAK, Raphaël VELASCO, Pascal VANTOMME Journée Technique sur l’usinage des composites 23:10/2012. Lycée Lamarck Doctorante: Yosra TURKI Auditeur CNAM : Jean Noêl LAURENT
- 2. Perçage multi-matériaux Perçage des matériaux composites M. CHERIF. I2M, Université Bordeaux 1. JEC 2011 2
- 3. Perçage des matériaux composites 0° 45° [(0°/45°/90°/-45°)3]S 90°-45° x3 8 mm -45° 90° 45° 0° x3 3
- 4. Perçage des matériaux composites 70 60 Fz (N) I: Entrée des arêtes II: Entrée listels 50 IV III: Engagement pleine matière 40 III IV: sortie arêtes II V V: sortie listels 30 I 20 Mz (N.cm) 10 N=3000 tr.min-1 0 0 1,5 3 4,5 6 7,5 9 10,5 12 13,5 15 17,5 f =0,3 mm.tr-1 4
- 5. Résultats: Perçage Influence de l’avance N=1800 tr.min-1 N=1800 tr.min-1 f =0,04 mm.tr-1 f =0,36 mm.tr-1 Entrée du trou N=1800 tr.min-1 N=1800 tr.min-1 f =0,04 mm.tr-1 f =0,36 mm.tr-1 Sortie du trou 5
- 6. Endommagements Perçage des matériaux composites Propagation de fissure 6
- 7. Perçage des matériaux composites 7
- 8. Détourage Paramètres étudiés au cours du détourage Outil (°) N (tr.min-1) Vf (mm.s-1) ap (mm) (=6 mm) 0 Carbure 2 8000 10 0,5 15 dents 13500 30 1 2 dents 8
- 9. Détourage Influence sur l’effort de coupe Fc 9
- 10. Résultats et Analyses Détourage Arrachements Carbure 2 dents Délaminage 10
- 12. Influence de la vitesse de coupe Coupe orthogonale Orientation des fibres Orientation des fibres 600 600 Effort de poussée Fp (N) 0° 15° 30° 90° 0° 15° 30° 90° Effort de coupe Fc (N) 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Vitesse de coupe Vc (m.min-1) Vitesse de coupe Vc (m.min-1) 0° 15 couches 12
- 13. 600 ap = 0,1 mm ap = 0,15 mm ap = 0,25 mm = 0° ap = 0,35 mm ap = 0,5 mm Effort de poussée Fp (N) 500 400 Rupture des fibres Propagation 300 de la fissure 200 Sens de l’avance de l’outil Sens de l’avan 100 Grossissement x100 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 Orientation des fibres (°) 600 ap = 0,1 mm ap = 0,15 mm ap = 0,25 mm ap = 0,35 mm ap = 0,5 mm = 15° 500 Effort de coupe Fc (N) 400 Ecrasement 300 des fibres 200 Sens de l’avance de l’outil 100 Sens de l’avan 0 issement x100 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 Orientation des fibres (°) Grossissement x100 13
- 14. Sens de l’avance de l’outil Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1] du copeau = 0° [1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples Frederico II, 2002. 14
- 15. Sens de l’avance de l’outil Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1] du copeau = 45° [1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples Frederico II, 2002. 15
- 16. Sens de l’avance de l’outil Influence de l’orientation des fibres sur la formation [1] du copeau [1] R. Teti, Machining of composites materials, University of Naples Frederico II, 2002. 16
- 17. Coupe orthogonale Champs de température Plaquette Surface usinée Copeaux θ= 0° θ= 15° θ= 45° Sens de l’avance de l’outil θ= 135° Procédé d’usinage: Coupe orthogonale Matériau: UD Vc = 2m/min ap = 0,25 mm 17
- 18. 18
- 19. Paramètres étudiés Détourage Paramètres étudiés au cours du détourage Outil (°) N (tr.min-1) Vf (mm.s-1) ap (mm) (=6 mm) 0 Carbure 2 8000 10 0,5 15 dents 13500 30 1 30 Carbure 20500 50 1,5 45 taille 24000 70 2 90 diamant 2 dents Taille diamant 19
- 20. Résultats et Analyses Détourage Influence de la vitesse de rotation N sur l’effort de coupe Fc Carbure 2 dents Carbure taille diamant 20
- 21. Influence de l’orientation des fibres sur la rugosité Ra Détourage Carbure 2 dents Carbure taille diamant 21
- 23. Usinage des composites [2] Type des outils [2] Gohorianu G., Thèse, Université de Toulouse, 2008. 23 23
- 24. Influence de la géométrie de l’outil à l’intérieur des trous Délaminage Ecaillage Fibres mal coupées Arrachement des fibres 24
- 25. Perçage des matériaux composites Endommagements Fd = Dmax / D Vitesse de rotation N (tr.min-1) 1800 3000 6000 Entrée du trou 1,7 1,8 1,8 Fd Sortie du trou 1,6 1,4 1,5 Vitesse de rotation N (tr.min-1) 1800 3000 6000 Entrée du trou 1,2 1,2 1,225 Fd Sortie du trou 1,5 1,6 1,6 25
- 26. Conclusion Perçage multi-matériaux Simulation - Optimisation Compréhension et prévision du comportement des matériaux pendant la coupe (définition des paramètres les plus influents) Obtenir des réponses numériques aux problématiques liées au développement d’un nouveau procédé ou de nouvelles géométries d’outils Fc = 11,9445 - 0,0012.N + 0,6611.Vf +19,9542.ap 26
- 27. Merci pour votre attention