1. Une technologie innovante
Le problème : la productivité des opérations de perçage est limitée par la mauvaise évacuation du copeau. Surtout quand le trou à usiner devient profond (un rapport longueur/diamètre supérieur à 5). La raison est simple : une mauvaise évacuation des copeaux, qui provoque aussi une qualité d'usinage médiocre et peut conduire au bris de l'outil.
La solution : développée par le laboratoire 3S de l'Université de Grenoble et le laboratoire LTDS de l'Enise (Ecole nationale d'ingénieurs de Saint-Étienne), la technique de perçage vibratoire à basse fréquence résout ce problème. Animé d'un mouvement de vibrations axiales dont l'amplitude est supérieure à l'avance, le foret effectue des sauts hors matière qui assurent la fragmentation du copeau. Une opération assurée par une tête de perçage brevetée qui peut s'installer sans peine sur une machine classique.
2. Clé de la solution : la basse fréquence
La tête de perçage est composée d'une masse mobile guidée en translation et montée sur un ressort spécifique. Les efforts générés par la coupe vont engendrer une instabilité qui va être auto-entretenue. La conséquence est alors un mouvement de vibrations de l'outil à basse fréquence (entre 1,5 et 5 vibrations par tour d'outil) et de faible amplitude (de l'ordre de grandeur de l'avance). L'évacuation du copeau peut alors se faire de façon naturelle (sans débourrage ni lubrification), ce qui permet de percer des trous de grande profondeur. Le broutement qui est généré naturellement au cours de la coupe est amplifié par la faible raideur axiale de la tête. Le foret est donc animé d'un mouvement de vibrations qui se traduit par une surface usinée présentant une forme de vague.
3. Un projet coopératif
Technologie d'usinage omniprésente dans l'industrie, le perçage a été jusqu'ici le parent pauvre du développement technologique. Pour pallier cet oubli, un projet multipartenaires a été lancé par le Cetim avec le soutien financier de la région Rhône-Alpes. «
Déroulé de 2002 à 2006, le projet Foropt (optimisation du procédé de forage profond) a été doté d'un budget total de 475 000 euros », précise Bruno Davier, responsable du projet au Cetim. Les travaux, qui se poursuivent début 2007, ont visé l'amélioration des techniques de perçage qu'utilisent les entreprises.
Photo : Les vibrations sont générées par un système breveté qui peut s'intégrer dans le magasin d'outils d'un centre d'usinage classique
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Forage profond (1/2)
