Guide de l'usinage du titane
Le titane est en passe de devenir un matériau privilégié dans l'industrie manufacturière. L'article présente les avantages de l'utilisation de ce matériau et les trois méthodes d'usinage. A lire...Le titane est un matériau polyvalent à haute résistance qui présente une faible densité, des températures de fusion élevées et une grande réactivité avec les matériaux des outils. Sa faible conductivité thermique augmente les températures au niveau de l'arête de coupe et provoque une usure rapide et une déformation plastique. En outre, en raison de sa forte réactivité, il entraîne également des interactions chimiques avec l'outil coupant, ce qui est responsable de l'usure en cratère pendant l'usinage.
Le titane subit également une déformation plastique lors de l'usinage, ce qui provoque une usure par entaille à la profondeur de coupe et, en même temps, un faible module d'élasticité, mis à part une résistance élevée à des températures élevées, ce qui le rend unique pour être utilisé dans des applications à haute température comme les pièces d'avion. Grâce à son rapport poids/résistance exceptionnellement élevé et à sa bonne résistance à la corrosion, ce métal présente une dureté à chaud et une résistance à l'usure élevées. Par rapport à l'acier, il est tout aussi résistant mais ne représente que 40 % de son poids, alors que l'acier est deux fois plus résistant que l'aluminium mais ne pèse que 60 % de plus que l'aluminium.
En outre, il existe d'autres types de matériaux en titane, comme le Ti-5-5-5-3, également connu sous le nom de titane russe, qui est 30 % plus résistant que le Ti-6Al-4V et dont l'usinabilité est 50 % supérieure à celle du Ti-6Al-4V normal, ce qui le rend plus difficile à usiner que le titane normal. Une autre version du métal, le Ti-407, est le nouveau matériau qui est 20 fois plus facile à usiner que le Ti-6Al-4V.
Recommandations concernant la machine pour l'usinage du titane
Il est très important d'utiliser des machines adaptées et robustes pour l'usinage du titane. Parmi les recommandations pour de bonnes fraiseuses pour le titane, citons un couple très élevé dans les machines, qui est nécessaire et peut aller jusqu'à 300-1500 Nm. En outre, un faible nombre de tours/minute et, dans la plupart des cas, 3000 tours/minute suffisent car l'outil de coupe en carbure est utilisé avec une vitesse de coupe faible de 45 à 100 m/min. Un arrosage interne est également indispensable ; plus il est puissant, mieux c'est.
Méthodes d'usinage du titane
La durée de vie de l'outil joue un rôle essentiel lors de l'usinage du titane, c'est pourquoi il existe de bonnes méthodes d'usinage, qui doivent être utilisées spécialement pendant l'ébauche afin d'obtenir une productivité plus élevée et une meilleure durée de vie de l'outil. Voici quelques-unes des stratégies d'usinage pour le titane :
Tournage dynamique : Il est important de comprendre que lors du tournage des alliages de titane, il faut utiliser la bonne stratégie et le tournage dynamique est l'une d'entre elles, qui permet d'obtenir une productivité plus élevée et un processus sûr pendant le tournage d'ébauche. Par exemple, la version courte est que nous éviterons l'engagement complet (Ae 100%) et chercherons un angle d'engagement constant (<30°) et donc une température constante et une moyenne de copeaux. Cela permettra un contrôle optimal de la pression de l'outil, de l'usure de l'outil et du contrôle des copeaux.
Fraisage dynamique : Il s'agit d'une méthode de fraisage efficace pour l'ébauche avec des outils en carbure monobloc et des outils indexables avec une longueur de coupe plus élevée. Il existe une forte tendance vers des stratégies optimisées d'ébauche/fraisage dynamique basées sur des algorithmes. Cette tendance doit être divisée en deux directions principales de calcul d'algorithme. La première doit être l'arc de contact constant Vf lors de l'entrée dans une zone convexe concave en adaptant le pas. La seconde doit être la variable Vf afin de maintenir l'épaisseur moyenne des copeaux lors de l'entrée dans la zone convexe concave (l'arc de contact change).
La clé est d'utiliser la profondeur de coupe maximale, qui peut être utilisée en fonction de l'application, et de réduire le pas latéral (Ae) afin d'obtenir le taux d'enlèvement de métal le plus élevé (MRR). Il en va de même pour l'arête de coupe, pour laquelle nous utilisons une faible profondeur de coupe ou une profondeur plus élevée. En outre, cette méthode est très efficace lorsque le couple de la machine est faible.
Fraisage hélicoïdal : Le fraisage hélicoïdal est l'une des meilleures méthodes pour extraire de la matière pendant l'ébauche du titane, en particulier lorsque vous avez des machines plus puissantes, car il nécessite un couple élevé.
Seco Tools est un pionnier dans l'usinage du titane et développe de nouvelles technologies d'outils de coupe, qui sont une solution rentable pour ce type de matériaux.
