Micro-usinage du titane par Louis Bélet Louis Bélet avait déjà les outils, désormais ils ont également le revêtement !

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Jusqu'à aujourd'hui, aucun revêtement performant n'existait pour le micro-usinage du titane. Fort de ce constat, les équipes de Louis Bélet se sont attelées à la tâche afin de trouver une solution à ce problème.

Le titane est un matériau offrant des caractéristiques intéressantes dans différents domaines, que ce soit dans le médical, l'horlogerie, l'automobile ou l'aéronautique. Ses spécificités en font un matériau incontournable dans des application très diverses, compte tenu de sa résistance à la corrosion et aux hautes températures, sa biocompatibilité ainsi que par ses propriétés mécaniques (légèreté, résistance, ductilité, fatigue, etc.). Ce sont ces caractéristiques qui permettent notamment la fabrication de pièces fines et légères appréciées dans les domaines aussi variés que des articles de sport, des implants dentaires ou des prothèses orthopédiques.

Ces nombreuses qualités se transforment en contraintes lorsqu'il s'agit de l'usiner et de le mettre en forme. Son abrasivité en fait un matériau compliqué quand il faut lui enlever de la matière, particulièrement avec des outils de petites dimensions, inférieures à Ø 1 mm.

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La recherche du revêtement idéal

Durant 3 ans, un projet a été mené afin d'internaliser une nouvelle compétence dans les murs de la nouvelle usine de Porrentruy, à savoir la création d'une cellule de revêtement interne.

Équipé d'un centre de traitement PVD de dernière génération et piloté par un ingénieur en matériaux, Marc Erard, engagé pour ce projet, cette cellule a permis le développement d'un nouveau revêtement dont le but dès le départ aura été l'usinage du titane à l'aide de micro-outils.

Les essais se sont faits dans les deux alliages de titane les plus couramment usinés par les clients de Louis Bélet, à savoir le titane de grade 2 et de grade 5. Les essais ont été réalisé sur les deux types de centres d'usinage du département R&D, à savoir un Willemin Macodel 401S2 traditionnel et un micro-centre d'usinage Chiron Micro5. Des plots de matière ont été utilisés afin d'y réaliser des empreintes de forme hexalobulaire, communément appelées Torx. La stratégie d'usinage utilisée est la suivante : surfaçage du plot, ouvertures des empreintes avec un cycle de poches et finalement contournage des empreintes.

Des résultats sans équivoque

La constatation est sans appel : l'utilisation des outils revêtus MARC, nom donné à ce nouveau revêtement, permet d'augmenter la durée de vie des outils et d'améliorer la qualité de l'usinage, notamment au niveau de la hauteur des bavures. On remarque que la hauteur des bavures est bien moins importante avec l'utilisation de l'outil revêtu MARC, passant de 0.020 mm à 0.010. Dans le titane grade 2, la différence est encore plus marquante avec des hauteurs de bavures bien plus importante sans revêtement. Il est alors possible d'étudier la durée de vie d'un outil de coupe en analysant son usure au fur et à mesure de l'usinage. La différence d'usure est par ailleurs flagrante entre les deux outils.

Il est à noter que le titane grade 2 produit davantage de bavures que le grade 5, mais l'usure des outils est sensiblement moindre : une différence qui peut s'expliquer par les propriétés mécaniques distinctes de ces deux alliages.

L'introduction du revêtement MARC par Louis Bélet SA marque une avancée significative pour le micro-usinage du titane, apportant des avantages indéniables tant pour les pièces usinées que pour les outils de coupe. MSM

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