Technologie des fabrications mécaniques 2

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Pascal Paré
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1 Faculté Polytechnique de Mons Service de Génie Mécanique Cours Technologie des fabrications mécaniques 2 Prof. Enrico Filippi Table des matières 1. MATERIAUX Introduction Méthodologie de choix des matériaux Matériaux polymères Introduction Propriétés d usage des polymères Utilisation des matières plastiques La structure des polymères Principales familles de polymères Polymères thermoplastiques Polymères thermodurcissables Elastomères Propriétés des polymères Comportements vitreux et caoutchoutiques Comportement mécanique des polymères Polymères thermoplastiques Polymères thermodurcissables Les additifs Plastifiants Charges et renforts Pigments et colorants Stabilisants et antioxydants Ignifugeants ou retardateurs de combustion Lubrifiants Antistatiques Caractéristiques de quelques thermoplastiques Prix des polymères Céramiques et verres Introduction Céramiques Céramiques traditionnelles Céramiques techniques Alumine Zircone Carbures Nitrures 60

3.5.1. Polymères thermoplastiques 35 1.3.5.2. Polymères thermodurcissables 37 1.3.5.3. Elastomères 37 1.3.6. Propriétés des polymères 37 1.3.6.1. Comportements vitreux et caoutchoutiques 41 1.3.6.2. Comportement mécanique des polymères 41 1.

2 Propriétés et applications des céramiques Carbones et graphites Matériaux composites Introduction Eléments de renforcement Conditionnement des renforts Ensembles linéaires Ensembles surfaciques Ensembles multidirectionnels Interface Semiproduit Fibres de verre Fibres aramides Fibres de carbone/graphite Autres fibres Principales propriétés physiques des fibres Prix des renforts et producteurs Matrices Introduction Matrices organiques Matrices métalliques Matrices céramiques Matrices carbone Prix des matrices Matériaux sandwiches Applications Composites carbone-carbone (C/C) MISE EN FORME A L ETAT SOLIDE ou PÂTEUX Métallurgie des poudres - Frittage Introduction Procédé Applications Elaboration des poudres Mélange des poudres Compaction de la poudre Compaction uniaxiale Compaction isostatique Autres procédés Frittage Opérations de finition Calibrage Forgeage Infiltration Autres opérations de finition Quelques règles de conception des pièces frittées Propriétés des matériaux frittés Pièces mécaniques frittées 107

5.2.4. Fibres de carbone/graphite 74 1.5.2.5. Autres fibres 75 1.5.2.6. Principales propriétés physiques des fibres 76 1.5.2.7. Prix des renforts et producteurs 77 1.5.3. Matrices 75 1.5.3.1. Introduction 77 1.

3 Bibliographie Prototypage rapide Introduction Utilisation industrielle du prototypage rapide Procédés liquide/solide de fabrication par couches Stéréolithographie point par point Stéréolithographie par couches entières Procédés solide/solide de fabrication par couches Extrusion et laminage d un filament Découpage et collage de strates Projection de matières Procédés poudre/solide de fabrication par couches Matériaux pour le prototypage rapide Méthodes de production «indirectes» Fabrication indirecte de pièces plastiques Fabrication indirecte de pièces métalliques Mise en forme des polymères Introduction Principaux procédés de mise en oeuvre Injection des thermoplastiques Machines d injection Dispositifs de fermeture Conception des moules Conception des pièces injectées Injection des thermodurcissables Injection soufflage des thermoplastiques Extrusion Extrusion gonflage Extrusion soufflage Calandrage Thermoformage Rotomoulage Techniques d assemblages Collage Soudage Vissage Encliquetage ou clipsage Rivetage Charnières Bibliographie Logiciels de simulation Banques de données sur les propriétés de matériaux Mise en forme des composites à matrice organique Introduction Principaux procédés de mise en oeuvre Description de quelques procédés de mise en oeuvre Moulage au contact Projection simultanée 194

2.4.2. Découpage et collage de strates 124 2.2.4.3. Projection de matières 128 2.2.5. Procédés poudre/solide de fabrication par couches 131 2.2.6. Matériaux pour le prototypage rapide 134 2.2.7.

4 Enroulement filamentaire Moulage sous vide Injection de résine basse pression Compression à froid Compression à chaud Compression de SMC Compression de BMC Pultrusion Usinage des composites Maintenance et réparations Environnement. Sécurité hygiène Choix du procédé de fabrication Importance relative des procédés de mise en œuvre Evolution prévisible Bibliographie Centresde recherche et d expertise Fédérations industrielles et associations professionnelles Usinage à grande vitesse Introduction Caractéristiques de l'usinage grande vitesse Techniques d'usinage Usinage des alliages légers Usinage des aciers traités Phénomènes de coupe Formation du copeau (matériaux ductiles) Température de coupe Usure des outils de coupe Machines outil Broche Moteurs d'axes et leurs asservissements Porte-outils et attachements Lubrification. Evacuation des copeaux Commande numérique Trajectoire d'outil CFAO Vibrations autoexcitées Origines Lobes de stabilité Moyens de prédiction Optimisation de l'opération Sécurité Conclusions 2.6. La commande numérique des machines-outils Introduction CN: amélioration de la productivité Structure d'une fraiseuse CN 3 axes Avantages de la commande numérique Principe de mise en œuvre avec la CN Programmation Origine

4.8. Importance relative des procédés de mise en œuvre 215 2.4.9. Evolution prévisible 215 2.4.10. Bibliographie 216 2.4.11. Centresde recherche et d expertise 216 2.4.12.

5 Géométrie de l'outil Vérification Repérage de l'outil dans la zone de travail Définition des axes Désignation des origines Organisation d'un programme CN en langage ISO Structure générale du programme Lettres-adresses Fonctions préparatoires G Fonctions auxiliaires normalisées M Format des données Exercice de programmation appliqué au fraisage Programmation assistée par ordinateur Stratégie d'usinage en UGV 3. PROCEDES D USINAGE NON TRADITIONNELS Introduction Usinage par électroérosion Principe Zone thermiquement affectée Générateur d impulsion Asservissement d avance Débit de matière et état de surface Matériaux usinables Matériaux pour électrodes Diélectriques Machines de défonçage (machine d enfonçage) Découpe par fil Domaines d utilisation Electroérosion : synthèse Pour en savoir plus Usinage électrochimique Principe Cathode Procédés d usinage électrochimique Usinage prismatique Perçage Usinage statique Polissage électrochimique Rectification électrochimique Machines Avantages et inconvénients Synthèse Bibliographie Usinage chimique Principe 269

Exercice de programmation appliqué au fraisage 2.6.5. Programmation assistée par ordinateur 2.6.6. Stratégie d'usinage en UGV 3. PROCEDES D USINAGE NON TRADITIONNELS 246 3.1. Introduction 246 3.2. Usinage par électroérosion 248 3.

6 Matériaux usinés Modalités de mise en oeuvre Avantages et limites du procédé d usinage chimique Applications Usinage par ultrasons Performances comparées des divers procédés Usinabilité des matériaux Débit de matière et puissance nécessaire Propriétés des pièces usinées Aspects économiques TRAITEMENTS ET REVETEMENTS DE SURFACE Introduction Traitements par transformation structurale Traitements thermiques de surface Traitements mécaniques Grenaillage Sablage Ebavurage Polissage Galetage («roller burnishing») Traitements par diffusion Traitements de conversion Anodisation de l aluminium et de ses aliages Phosphatation Oxalation Chromatation Revêtements Dépôt électrolytique Dépôt chimique Revêtement par immersion dans un métal fondu («hot dipping») Revêtement par métallisation au pistolet Revêtement par placage, rechargement Revêtement par placage («cladding») Rechargement par soudage Dépôts physiques en phase vapeur ou PVD Dépôts chimiques en phase vapeur ou CVD Peinture Revêtement plastique Traitement de surface de pièces plastiques Pré-traitements, polissages, pré-opérations 311

TRAITEMENTS ET REVETEMENTS DE SURFACE 282 4.1. Introduction 282 4.2. Traitements par transformation structurale 290 4.2.1. Traitements thermiques de surface 290 4.2.2. Traitements mécaniques 292 4.2.2.1. Grenaillage 292 4.

7 4.8. Impacts sur l environnement Tendances et évolutions Bibliographie Adresses utiles Normes LE COLLAGE STRUCTURAL 5.1. Introduction 5.2. Définition du collage 5.3. Théorie de l'adhésion 5.4. Avantages et inconvénients du collage 5.5. Classification des adhésifs 5.6. Principaux adhésifs structuraux Epoxydes Polyuréthanes Adhésifs acryliques modifiés Adhésifs acryliques réagissant sous l'action des UV Cyanoacrylates Adhésifs anaérobies Adhésifs thermofusibles Résines thermostables 5.7. Préparation des surfaces à coller 5.8. Mise en œuvre des adhésifs 5.9. Forme et dimensionnement des joints collés Règles de conception Adresses utiles et références bibliographiques Annexes: Caractéristiques et propriétés de mise en œuvre des adhésifs Guide de sélection des adhésifs en fonction des substrats Dimensionnement d'un joint collé

6.4. Adhésifs acryliques réagissant sous l'action des UV 5.6.5. Cyanoacrylates 5.6.6. Adhésifs anaérobies 5.6.7. Adhésifs thermofusibles 5.6.8. Résines thermostables 5.7. Préparation des surfaces à coller 5.

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