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Accueil  >  Recherche & transfert de technologie > Mécanique  > Usinage des composites

Usinage des composites

Une des thématiques actuelles forte du laboratoire porte sur l’usinage des matériaux anisotropes hétérogènes que sont les composites. En effet, le marché des matériaux composites se développe énormément à l’heure actuelle, notament dans le monde aéronautique, que ce soit Airbus avec l’A350 ou Boeing avec le 787, les constructeurs déploient des moyens de recherche considérables pour mettre au point de nouveaux avions, plus performants et fer de lance d’une nouvelle épopée aéronautique.

Un des points clés repose aujourd’hui sur la maîtrise des paramètres d’usinage pour garantir la conformité des pièces, la santé matière et sans oublier l’intégrité des opérateurs (photo 1). L’usinage des matériaux composites pose actuellement de nombreux problèmes d’usure et de pannes machines. Le monde scientifique reste divisé sur le choix des méthodes à utiliser : Usinage Grande Vitesse, lubrifier ou pas, …. Très souvent pour nos partenaires industriels le point focal reste encore le gain de productivité, mais la volonté de progresser vers une intégrité machine/pièce/opérateur est réelle, et focalise toute notre attention).

CONTRIBUTION, DÉMARCHE, MÉTHODOLOGIE

Pour répondre à ces différentes problématiques, l’équipe a notament travaillé sur :

  • L’optimisation des trajectoires par rapport à l’orientation des fibres, et l’analyse des efforts de coupe engendrés (photo 3) ;
  • les mécanismes d’obtention de surface et les interactions à l’interface outil coupant/pièce usinée (méthodologie du Couple Outil Matière) ;
  • L’analyse des poussières lors de l’usinage, le risque pour l’opérateur n’est pas aujourd’hui maitrisé et on constate que beaucoup d’industriels ne sont pas sensibilisés à cette toxicologie (photo 4) ;
  • L’intégrité des pièces usinées (fissures, délaminages, écaillages, etc.) : utilisation de techniques ultrasonores adaptées ;
  • La relation entre les géométries des outils coupants, leur usure et l’aspect visuel de la surface usinée : mesure des états de surface via un perthomètre laser 3D.

Ces démarches s’accompagnent le plus souvent d’une caractérisation physico-mécanique poussée du matériau (analyse du taux de fibre, comportement avant et après usinage, tests en compression, fatigue,…), et d’une modélisation numérique des phénomènes observés lors de la coupe via caméra rapide.