Mikron Tool au séminaire d'usinage Swissmem Percer le titane sans débourrage

de Source : Mikron Tool

Le titane est un matériau de haute performance. C'est une des matières la plus difficile à percer. Toutefois : il y a titane et titane. Pur ou allié, le comportement est bien différent.

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Pour les alliages de titane, Mikron Tool dispose de forets en 6 x d et 10 x d en association avec un foret pilote pour le trou de guidage.
Pour les alliages de titane, Mikron Tool dispose de forets en 6 x d et 10 x d en association avec un foret pilote pour le trou de guidage.
(Source : Mikron Tool)

Pour ces défis, Mikron Tool a développé des gammes de forets parfaitement adaptés aux différents alliages de titane, capable de percer avec des valeurs de coupe jamais vu jusqu'à aujourd'hui.

Le titane est une vraie « diva ». Une des raisons est la combinaison de ses propriétés de grande élasticité et de résistance à la traction. En raison de sa grande résistance, la fragmentation des copeaux est difficile à réaliser.

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En raison de la faible conductivité thermique du titane, un maximum de chaleur se diffuse dans l'outil ce qui met en danger le carbure. Ce phénomène provoque très souvent des ébréchures des arêtes de coupe et la formation d'arêtes rapportées. Tout cela entraîne une augmentation de l'usure et réduit la sécurité du processus de perçage. La compétence de Mikron Tool consiste à développer des technologies de perçage qui sont parfaitement adaptées aux propriétés de tous les alliages titane. Cela est complexe, mais apporte d'immenses avantages de fabrication pour les utilisateurs.

Le titane : « Percer comme dans du caoutchouc »

« C'est comme percer dans du caoutchouc », déclare Alberto Gotti, directeur R&D chez Mikron Tool. « Percer dans du titane est bien plus complexe que faire du fraisage. Les difficultés augmentent avec le rapport diamètre / profondeur de perçage. » Au-delà de 3 x d, l'opération devient problématique. La viscoélasticité du titane a la forte tendance de resserrer le trou, la pression sur les arêtes de coupe augmente ce qui peut mener jusqu'à la casse de l'outil. En plus l'adhérence de matériau sur les arêtes de coupe et les listels augmente les forces de coupe et des ébréchures de l'arrête peuvent se produire. En outre, la forme des copeaux est également problématique. En effet, les copeaux de titane tendent à s'accumuler dans la zone de la pointe et empêchent l'évacuation des copeaux suivants. Cela entraîne souvent des ruptures incontrôlées des forets. À cela s'ajoute la charge thermique élevée des arêtes ce qui peut entraîner une déformation plastique, des microfissures et finalement des éclatements des arêtes.

La solution : des outils conçus spécifiquement pour différents types de titane

Mikron Tool a développé une géométrie de coupe novatrice qui permet de réduire fortement les pressions de coupe. Comme décrit plus haut, la chaleur doit être évacuée de la zone d'usinage. La solution : deux canaux de refroidissement en forme de gouttes alimentent un grand volume de lubrifiant jusqu'à la pointe du foret. Simultanément, la puissance du jet du lubrifiant évacue les copeaux à travers les goujures polies et empêche l'accumulation de copeaux.

Cela n'a rien de nouveau en soi mais la forme spéciale brevetée des canaux de refroidissement permet de faire passer à travers l'outil un volume de liquide 4 fois plus élevé. C'est un élément innovant qui supporte l'évacuation de la chaleur et des copeaux de manière extrêmement efficace. Le profil des goujures favorise la formation de petits copeaux, essentiel pour leur évacuation. Mais ce n'est pas tout : les spécialistes du développement misent sur un type de carbure à haute résistance à l'usure et grande ténacité à la rupture. Le revêtement se distingue par une excellente résistance à l'usure et à l'oxydation et il réduit par ailleurs la formation d'arêtes rapportées.

« Il y a titane et titane », dit Markus Schnyder, président de Mikron Tool International. « Pour usiner ce métal efficacement, il faut le connaître dans les moindres détails. Durant notre recherche, nous avons examiné les différents titane et déterminé ce qui les distingue très fortement les uns des autres. Le titane pur (classes 1 à 4) se différencie par une grande résistance à la corrosion mais avec une solidité mécanique plus faible ».

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Le titane : cette « diva capricieuse »

Aujourd'hui encore, on utilise pour la récupération complexe du titane un processus développé en 1930 par William Justin Kroll, un métallurgiste luxembourgeois. Le métal a pu être récupéré pour des applications commerciales grâce à l’introduction de la réduction technique de grande envergure du chlorure de titane (IV) avec du magnésium. Le processus de production est extrêmement coûteux, ce qui se reflète dans le prix élevé du titane. Certains surnomment le titane une « diva capricieuse » qui se cabre en conséquence en cas de mauvais traitement. Pour l’industrie, le titane est devenu un ultra-matériau grâce à ses remarquables propriétés. Les perspectives d’application sont vastes : l’industrie aéronautique, le sport automobile, la technique médicale et dentaire, l’orthopédie chirurgicale ainsi que le secteur des bijoux et de l’horlogerie l’utilisent. Le titane est également idéal pour les montures de lunettes. En bref, ce métal est le petit protégé de l’industrie grâce à ses nombreux clients. Environ 300 000 tonnes sont traitées chaque année. L’image d'extraterrestre du titane est responsable de cette quantité.

À juste titre, car il est indestructible. Il s’érode à peine au contact de l’oxygène car il s’enveloppe d’une fine couche d’oxyde transparente. Les milieux les plus agressifs, tels que les acides, n’ont aucune conséquence sur le titane. Il est quasiment aussi léger que l’aluminium, mais présente toutefois une solidité bien plus élevée, presque aussi solide que l’acier trempé. Il est par ailleurs biocompatible et amagnétique.

Autres informations :
mikrontool.com

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À chaque titane son foret

M. Schnyder : « Le titane allié (classe 5 et supérieures) présente une dureté plus élevée mais une faible ductilité. Pour surmonter ces différences au niveau de la technique de coupe, nous avons mené un combat acharné jusqu'à en devenir presque fous ! Nous avons achevé trois années de développement méticuleux. Notre passion et les connaissances obtenues nous ont amenées à la solution : deux géométries spécifiques, l'une pour les titanes purs et l'autre pour les titanes alliés. Nous sommes ainsi en mesure de garantir une évacuation parfaitement contrôlée des copeaux, des vitesses de perçage rapides et des processus précis et répétables avec une qualité optimale de perçage. À chaque titane son foret. Voilà notre réponse pour le perçage efficace de ce matériau complexe. »

Crazy Drill Cool Titanium : deux fois plus rapide

La nouvelle gamme de produits Crazy Drill Cool Titanium est disponible dans une plage de diamètre de 1 à 6,35 mm (.004" – .250"). Pour le titane pur, Mikron Tool a développé des forets courts avec une longueur de 3 x d et des forets en 6 x d. Pour les alliages de titane, Mikron Tool dispose de forets en 6 x d et 10 x d en association avec un foret pilote. Pour la fabrication des pièces de précision en titane, Mikron Tool offre des outils spéciaux sur demande.

Le titane est coûteux, le composant aussi. Il est donc d'autant plus important d'avoir une grande sécurité de processus ainsi qu'une durée de vie estimée, donc d'utiliser des outils fiables. Les nouveaux forets pour le titane ont des durées de vie 2 à 3 fois plus longues par rapport aux produits existants et sont deux fois plus rapides que la concurrence actuelle en termes de vitesse de coupe. Une autre performance de pointe, le perçage se fait en une opération, sans débourrage.

Lancement des CrazyDrill Cool Titanium sur le marché en 2022

Le résultat parle de lui-même car une fois encore, Mikron Tool prouve son leadership technologique et défend cette position pour l'usinage réussi des matériaux difficiles. « Nous aimons offrir à nos clients le meilleur de nos outils. Rien n'est trop « crazy » pour nous. Les clients devront encore patienter un peu. Le lancement sur le marché de ces nouveaux forets aura lieu au cours du second semestre 2022. Mais l'attente en vaut la peine. Restez à l'écoute », déclare Alberto Gotti.

MSM

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