Industrie aéronautique: Outils PCD - De nouvelles solutions pour les pièces de structures en composite et en aluminium

Une grande partie des pièces utilisées dans les avions et les hélicoptères modernes
sont fabriquées en alliages d'aluminium ou en matériaux composites, voir d'une
combinaison des deux. Il s'agit ici de prévenir l'usure par fatigue des matériaux
tout en cherchant à alléger les structures.
La fiabilité des procédés est un élément central de l'usinage des pièces destinées à
l'industrie aéronautique et spatiale. Les outils PCD (Diamant Polycristallin) MAPAL
répondent complètement à ces exigences et se caractérisent par une durée de vie
élevée et de très bons résultats d'usinages.

Dans la construction aéronautique, des milliers de trous pour les assemblages rivetés doivent être percés dans des composants et des matériaux composites. En règle générale, des forets en carbure monobloc revêtus diamant sont utilisés. Toutefois, ces forets ne sont pas adaptés à toutes les applications spécifiques. En effet, certaines utilisations extrêmes nécessitent de repousser les limites et impliquent des durées de vie supérieures, une fiabilité des processus maximale et une qualité de perçage irréprochable.

MAPAL a développé un nouveau foret PCD pour l'usinage des matériaux composites, comme le CFRP (plastique renforcé de fibres de carbone) et les matériaux composites multicouches en aluminium et fibre de carbone, utilisé pour l'assemblage. Le foret se caractérise notamment par son arête de coupe continue en PCD. Jusqu'à présent, seul le haut de l’arrête était en PCD, le centre restait quant à lui en carbure. Toutefois, l'interruption de l'arête de coupe était source d'instabilité au niveau des transitions et la brasure dans l'interstice avait tendance à s'user rapidement. Avec ce nouvel outil, MAPAL a remédié au problème d'instabilité.

L'arête de coupe PCD, polie des deux côtés, est insérée dans le corps de l'outil en carbure monobloc. Cela rend l'ensemble beaucoup plus stable. Grâce a l'angle de pointe de 115°, le foret est auto-centrant. L'angle de pointe secondaire de 80° assure une sortie d’alésage
sans délaminage.

Ce foret fait la différence chez les clients grâce à sa fiabilité et à sa grande durée de vie. Sur une pièce pour hélicoptère, des trous sont percés pour recevoir des éléments de fixation. La pièce en question comporte une couche de fibre de carbone renforcée de 50 mm. L'outil qui était utilisé auparavant avait atteint sa fin de vie après 50 perçages. Désormais, avec des conditions de coupe plus élevées et un perçage de meilleur qualité, le foret PCD de MAPAL permet au client de réaliser plus de 80 perçages d'un diamètre de 19 mm, soit une augmentation de 60 % par rapport aux outils PCD de conception classique.

在加工机翼的铝结构件时，将切除原材料中大部分原有材料。针对机翼内的腔及凹槽的粗加工， MAPAL 公司在其产品组合中有一款整体硬质合金铣刀Opti-Mill- SPM-Rough， 该刀具优异的性能已经多次在实际加工中得到了证实。然而，该粗加工铣刀仅适于冷却液加工。这是因为： 整体硬质合金刀具在干切加工长切屑的铝合金时， 例如：在飞机制造中则碰到了极限。整体硬质合金刀具在加工中会很快形成刀瘤, 并且刀具磨损也明显增大。

由于在冷却液加工中，飞机机翼的空腔和凹槽很容易被冷却介质填充，因此MAPAL 公司适用于干切加工的的PCD-铣刀的需求量越来越大。

新铣刀的几何形状在许多方面与整体硬质合金刀具的几何形状相同。其特别设计的螺旋几何形状特别适于软切削加工并可极大降低加工力。同时还赋予该刀具出色的深入材料的特性。另外将传导到工件的热量也降低到最小。

由于PCD-刀具极长的使用寿命，在长切屑铝合金干切加工中，与整体硬质合金刀具相比，它的使用明显体现出更好的经济性。从而很快将在加工投入中刀具所占的高成本分摊收回。