Introduction
Les procédés de fabrication non traditionnels sont définis comme un groupe de procédés qui éliminent l'excès de matière par diverses techniques impliquant de l'énergie mécanique, thermique, électrique ou chimique ou des combinaisons de ces énergies, mais n'utilisent pas d'outils tranchants car ils doivent être utilisés pour la fabrication traditionnelle. processus.
Les matériaux extrêmement durs et cassants sont difficiles à usiner par procédés d'usinage traditionnels comme le tournage, le perçage, le façonnage et le fraisage. Les procédés d'usinage non traditionnels, également appelés procédés de fabrication avancés, sont utilisés lorsque les procédés d'usinage traditionnels ne sont pas réalisables, satisfaisants ou économiques pour des raisons particulières, comme indiqué ci-dessous.
- Matériaux fragiles très durs difficiles à serrer pour l'usinage traditionnel
- Lorsque la pièce est trop flexible ou mince
- Lorsque la forme de la pièce est trop complexe
Plusieurs types de processus d'usinage non traditionnels ont été développés pour répondre aux conditions d'usinage supplémentaires requises. Lorsque ces processus sont utilisés correctement, ils offrent de nombreux avantages par rapport aux processus d'usinage non traditionnels. Les processus d'usinage non traditionnels courants sont décrits dans cette section.
Introduction à l'usinage chimique (CM)
Chemical machining (CM) is the controlled dissolution of workpiece material (etching) by means of a strong chemical reagent (etchant). In CM material is removed from selected areas of workpiece by immersing it in a chemical reagents or etchants; such as acids and alkaline solutions. Material is removed by microscopic electrochemical cell action, as occurs in corrosion or chemical dissolution of a metal. This controlled chemical dissolution will simultaneously etch all exposed surfaces even though the penetration rates of the material removal may be only 0.0025–0.1 mm/min. The basic custom machining takes many forms: chemical milling of pockets, contours, overall metal removal, chemical blanking for etching through thin sheets; photochemical machining (pcm) for etching by using of photosensitive resists in microelectronics; chemical or electrochemical polishing where weak chemical reagents are used (sometimes with remote electric assist) for polishing or ébavurage and chemical jet machining where a single chemically active jet is used. A schematic of chemical machining process is shown in Figure 6.
Broyage chimique
Dans le fraisage chimique, des cavités peu profondes sont produites sur des plaques, des tôles, des pièces forgées et des extrusions. Les deux principaux matériaux utilisés dans le processus de broyage chimique sont le décapant et le masquant. Les décapants sont des solutions acides ou alcalines maintenues dans des plages contrôlées de composition chimique et de température. Les masquants sont des produits élastomères spécialement conçus qui peuvent être enlevés à la main et chimiquement résistants aux mordants agressifs.
Les étapes du broyage chimique
- Soulagement des contraintes résiduelles : Si la pièce à usiner présente des contraintes résiduelles du traitement précédent, ces contraintes doivent d'abord être soulagées afin d'éviter le gauchissement après le fraisage chimique.
- Préparation : Les surfaces sont dégraissées et nettoyées soigneusement pour assurer à la fois une bonne adhérence du matériau de masquage et un enlèvement de matière uniforme.
- Masquage : Un matériau de masquage est appliqué (revêtement ou protection des zones à ne pas graver).
- Gravure : Les surfaces exposées sont usinées chimiquement avec des décapants.
- Démasquage : Après l'usinage, les pièces doivent être soigneusement lavées pour éviter d'autres réactions avec ou une exposition à des résidus de décapant. Ensuite, le reste du matériau de masquage est retiré et la pièce est nettoyée et inspectée.
Applications:
Le broyage chimique est utilisé dans l'industrie aérospatiale pour éliminer les couches peu profondes de matériau des panneaux de peau de missile des composants d'avions de grande taille (Figure 7), des pièces extrudées pour les cellules d'avion.
Figure 7 : Section de panneau de peau de missile profilée par fraisage chimique pour améliorer le rapport rigidité/poids de la pièce (Kalpakjain & Schmid)