Sommaire Introduction Utilisation des outils diamant Matériaux non ferreux et secteurs industriels concernés Outils PCD et CVD Différences entre PCD et CVD Fabrication des outils PCD et CVD Acuité des arêtes de coupe mesures et comparaison Exemples Exemples d outils Précision dimensionnelle et qualité d états de surface Outils de forme et fabrication sur mesure - profils DXF Exemples d utilisation: conditions de coupe et durées de vie d outils
Introduction l utilisation des outils «diamants» Matériaux non ferreux Diamant Polycristallin PCD / CVD -D Diamant Monocristallin (ND / MDC) Durée de vie Productivité Bonne finition Super finition: (état de surface de qualité optique ou poli-miroir)
Introduction Les matériaux non ferreux Platine Préparation sertissage, mitraillage, tournage intérieur Or Argent
Introduction Les matériaux non ferreux Alliages de cuivre pour la haute horlogerie Laiton Cuivre-Bérillium
Introduction Les matériaux non ferreux Aluminiums Alliages légers - secteurs automobile et aéronautique Fibre de carbone
Introduction Les matériaux non ferreux Les polymères chargés en fibres de carbone pour les implants médicaux PEEK chargé en fibres de carbone
Les électrodes en graphite pour la production d outillage de forme
Usinage de céramique et carbures de tungstène pré-frittés
Les outils PCD et CVD - Principe de fabrication
Les diamants polycristallins Le PCD (acronyme Poly-Crystalline Diamond). La poudre de diamant est frittée sous haute pression et haute température sur un substrat en carbure de tungstène (métal dur). Les grains de diamant s agglomèrent ensemble grâce à un liant à base de cobalt. Le PCD est constitué de 85 à 95% de diamant CVD-D (Chemical Vapour Deposition), (D pour Diamant en couche épaisse). Différences principales par rapport au PCD: 1 le diamant n est pas déposé sur un substrat. Les grains de diamant monocristallins sont déposés un à un, à partir de la phase gazeuse et croissent ensemble. 2 - Il n existe pas de liant cobalt. Les grains ne peuvent donc être séparés et forme une couche compact de diamant à presque 100%. 0.50mm de PCD 0.50mm de CVD Carbure de tungstène (Métal dur)
Usinage des matériaux ultra-durs 3 différents procédés Usinage par abrasion ou meulage Electro-érosion à fil EDM Par laser
Meulage Développement du diamant polycristallin dans les processus d'usinage de très haute productivité. Il n est pas possible de créer un brise-copeaux sur la face de coupe.
Electro-érosion à fil- EDM Excellent principe pour produire des outils de formes complexes avec des successions de rayons, angles... Il n est pas possible de créer un brise-copeaux sur la face de coupe.
Processus laser Arête de coupe extrêmement tranchante et effilée. L arrondi d arête est en général inférieur à 1 micron avec un maximum de 2 microns. De tout petits rayons de forme internes peuvent usinés, rayon minimal 0.02mm. Exemples de brise-copeaux Des brise-copeaux de formes variées peuvent être produits sur la face de coupe des outils. Les arêtes de coupe et les brise-copeaux durant la même opération de serrage.
Comparaison meulage-edm-laser Meulage EDM Laser Affûtage Moyen Mauvais Sans problème Géométrie Très limité libre Très libre (R mini 0.02) Profil Limité par les meules Limité par le diamètre du fil Rayon mini 0.02 Brise-copeaux Impossible Impossible Beaucoup de possibilités CVD Long et difficile Impossible Sans problème
Arêtes de coupe - comparaison Fraises Ø6mm PCD et CVD :
Arête de coupe CVD - Meulage DIXI 72420 CVD Ø 6 Rayon d atête de coupe 1.122 µm
Arête de coupe PCD- Meulage DIXI 72420 PCD Ø 6 Rayon d atête de coupe 1.055 µm
Arête de coupe PCD - EDM DIXI 72420 PCD Ø 6 Rayon d arête de coupe 6.468 µm
Arête de coupe CVD - Laser DIXI 72420 CVD Ø 6 Rayon d arête de coupe 0.528 µm
Arête de coupe PCD - Laser DIXI 72420 PCD Ø 6 Rayon d arête de coupe 0.593 µm
Rayons d arêtes de coupe - mesures Laser Meulage EDM 20 15 Microns 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Arêtes de coupe
Exemples d outils
Exemples d outils
Exemples d outils
Exemples d outils Fraise de forme PCD Z=1 Ø2.1 x 1 x Ø4 x 32 SP Fraise en bout Z=1 DIXI 70600 PCD Ø 5 x 6,5 x Ø6 x 50 Fraise à graver PCD DIXI 70180
Exemples d outils Fraise à T- PCD Z=4 Ø15 x 2.05 x 8 x Ø10 x 51 - SP Fraise PCD Z=2 coupe au centre Ø 3.5 x 4 x 8 xø 6 x 42 SP Fraise de forme PCD Z=1 coupe au centre Ø 1.5 x 2 x Ø3 x 7 x Ø6 x 32 SP Fraise de forme PCD Z=1 coupe au centre Ø 1.5 x 2 x Ø3 x 7 x Ø6 x 32 SP
Précision dimensionnelle et qualité d états de surface
Fraise torique PCD Ø2mm Rayon 0.17mm 30 points de mesures R0.17 ±3µ
Fraise torique PCD Ø8mm Rayons 0.5 R0.5
Qualité de la première et seconde dépouille Etat de surface première dépouille Ra 0.12 micron
Fraise hémisphérique CVD Ø12mm Précision du rayon de +-0.008 mm
Outils de forme et fabrication sur mesure - profils DXF
Formes usinées selon profil DXF Plaquette ébauche avant usinage laser Profil de l outil selon DXF Dépouille prévue sur le profil
Les outils de forme
Grande variété de brise-copeaux
Exemples d utilisation: conditions de coupe et durées de vie d outils
Matière précieuse - Platine Exemple de fraises à graver DIXI 70010 PCD Diamètre en bout de 0.05mm Dans le Platine, la durée de vie est 10 fois supérieure aux outils carbure revêtus. De plus, les bavures sont minimales. Conditions de coupe: Rotation Avance de plongée Avance (Platine) :30000tr/min :20mm/min :20-40mm/min
Matière précieuse - Platine Exemple de fraisage Contournage finition: Matière : Outil : Vc : n : fz Vf: Durée de vie ae 0.04mm x ap 0.80mm Platine DIXI 72420 Ø0.80 85 m/min. 35 000 tour/min. 0.01 mm/dent 350 mm/min 2 heures Platine Résultats : Le PCD permet d augmenter la vitesse de coupe et la durée de vie de l outil. La durée de vie d outil est augmentée de plus de 8 fois par rapport à un outil en carbure revêtu.
Implant médical PEEK CFRP exemple de fraisage Balayage : Matière : Outil : Vc : n : Fz : Vf : Durée de vie : Lubrifiant : Largeur 0.20 mm x ap 0.20 mm Peek CFRP renforcé de 30% de fibres de carbone DIXI 70320 Ø2 Z=1 90 m/min. 28 000 tour/min. 0.05mm/dent 1 400 mm/min 4 heures Air Résultats : La fraise DIXI 70320 Ø2 PCD permet de multiplier par 5 la durée de vie d une fraise hémisphérique revêtue diamant. Peek polymer (30% de fibres de carbone)
DIXI 72420 Platine Exemple de fraisage rainurage : Matière : Outil : Vc : n : Fz : Vf : Durée de vie : ae 6mm x ap 1mm Platine DIXI 72420 Ø6 180 m/min. 9 500 tour/min. 0.06 mm/dent 1 100 mm/min 1 heure Résultats : - Le PCD permet d augmenter la vitesse de coupe et la durée de vie de l outil. - la durée de vie d outil est augmentée de plus de 8 fois par rapport à un outil en carbure revêtu similaire.
DIXI 72420 PEEK CFRP exemple de fraisage Contournage : Matière : Outil : Largeur 0.7 mm x ap 16 mm Peek CFRP renforcé de 30% de fibres de carbone DIXI 72420 Ø10 SP (longueur de coupe 18mm) Vc : n : Fz : Vf : Durée de vie : Lubrifiant : 500 m/min. 16 000 tour/min. 0.08 mm/dent 2 600 mm/min 5 heures Air Peek polymer (30% de fibres de carbone) Résultats : La fraise DIXI 72420 Ø10 PCD permet de multiplier par 5 la durée de vie d une fraise hélicoïdale revêtue diamant.
Merci pour votre attention!