Un usinage optimisé facilite la transition vers l’électrique

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Outillage - Outils coupants Par Patrick CAZIER Publié le  25/10/2022
Un usinage optimisé facilite la transition vers l’électrique
La fraise de surface M5C90 a été conçue pour les pièces entièrement en aluminium nécessitant de longues opérations, ainsi que l'ébauche et la finition des têtes de cylindre, des blocs et des composants de voitures électriques.

Comment les avancées en usinage de composants facilitent la transition vers les véhicules électriques.

La transition vers les véhicules électriques réduit les émissions des transports et leur adoption peut être accélérée en augmentant leur efficacité. Les véhicules électriques doivent bénéficier de composants en aluminium plus légers, qui améliorent l’autonomie et rassurent ainsi les conducteurs. En utilisant des outils optimisés pour l’usinage de l’aluminium, les fabricants automobiles pourront produire des composants haute qualité pour les véhicules électriques et réaliser ainsi l’objectif de transports plus écologiques.

Évolution des véhicules électriques

Les véhicules électriques constituent la clé de voûte des transports à zéro émission, ce que Fatih Birol, directeur exécutif de l’AIT, décrit comme « ayant un rôle indispensable à jouer pour atteindre l’objectif de zéro émission nette partout dans le monde ». En utilisant l’électricité du réseau, notamment celle qui provient de sources renouvelables, pour charger des batteries alimentant un moteur électrique, les véhicules électriques ne rejettent aucune émission et sont par conséquent préférables aux véhicules à moteur à combustion (ICE).
Selon le rapport Global EV Outlook 2021 de l’AIE, dix millions de véhicules électriques étaient en circulation en 2020, et les immatriculations de véhicules électriques ont progressé de 41 % cette même année. Si les véhicules électriques ont le vent en poupe, leur adoption pourrait encore être améliorée en levant les inquiétudes entourant leur autonomie.

L’autonomie ne dépend pas seulement de la batterie. Outre le renforcement de l’infrastructure de chargement et les améliorations de conception de la batterie, il est important d’alléger les différents éléments du véhicule. Plus un véhicule est léger, plus son autonomie augmente, ce qui permet d’aller plus loin sur une seule charge.

L’aluminium est un atout considérable pour alléger les véhicules, car il est beaucoup plus léger que les matériaux traditionnels des automobiles, à savoir l’acier et la fonte. Ainsi, l’aluminium est privilégié pour des éléments, tels que le châssis, les panneaux internes, le bloc-moteur et les boîtiers de batterie. Selon l’ATG (Aluminum Transport Group), le pourcentage de gain de poids obtenu avec l’aluminium reflète également le pourcentage de gain d’autonomie des véhicules. Par exemple, en réduisant le poids de 20 %, on obtient un gain de distance de 20 % avec la même charge.

Maîtrise de l’usinage

Les composants en aluminium sont notoirement difficiles à usiner. L’aluminium est moins dur que la plupart des métaux, ce qui le rend plus difficile à travailler. De plus, le point de fusion de l’acier est de 1 510° C, contre 660°C pour l’aluminium. Lors de l’usinage du métal, la température de fusion inférieure de l’aluminium fait que des copeaux risquent de se former, sous l’effet de la chaleur de friction lors de l’usinage à grande vitesse, et d’adhérer à l’outil. Cette accumulation de copeaux peut émousser l’outil et rendre difficile l’usinage du brut. D’autre part, les industriels peuvent être confrontés à des problèmes tels que des délais d’outillage importants, des taux d’usure irréguliers, la formation de bavures et des finitions de surface de mauvaise qualité. La conciliation de la gestion des bavures et de l’usinage à grande vitesse est également problématique.

Heureusement, ces défis peuvent être surmontés en sélectionnant un outil optimisé, fabriqué à partir de matériaux avancés. Par exemple, la fraise de surface M5C90, de Sandvik Coromant, qui fait partie de sa série M5, a été conçue pour les pièces entièrement en aluminium nécessitant de longues opérations, ainsi que l’ébauche et la finition des têtes de cylindre, des blocs et des composants de voiture électrique. En une seule passe efficace, la M5C90 réalise l’intégralité du processus d’usinage, de l’ébauche à la finition. Dans de nombreux cas, la profondeur de coupe peut atteindre quatre millimètres. Cette solution permet de multiplier par cinq la durée de vie de l’outil et réduire le temps de cycle jusqu’à 200 %.

En outre, la série d’outils de coupe M5 inclut une technologie étagée, où les plaquettes en diamant polycrystallin ultradures (PCD) sont disposées en spirale et décalées verticalement pour retirer de la matière de façon aussi bien axiale que radiale. De plus, la dernière dent a une géométrie « wiper » pour garantir une excellente qualité, avec une finition de surface plane. La partie active « wiper » reste à une position fixe, ce qui évite les réglages chronophages. Les autres outils de la série M5 incluent le concept de fraise de surfaçage M5B90, pour une finition soignée. Et la fraise de combinaison M5F90, pour l’ébauche et la finition à plus petite échelle.

Caractéristiques et avantages de la M5C90

Le positionnement des plaquettes suit le même concept que M5B90.

  • Usinage de pièces en aluminium sans rayures, bavures ou bris
  • Remplace deux outils, ébauche inutile
  • Avances élevées
  • Opération de finition directement
  • Aucun réglage nécessaire
  • Opérations de fraisage avec grand engagement seulement
  • Utilise les mêmes plaquettes standard toujours disponibles que M5B90
  • Convient pour l’usinage sous micro lubrification (MQL)

Application

  • Surfaçage ébauche et finition de culasses, blocs cylindres et pièces en aluminium, avec grand engagement de la fraise (ne convient pas aux pièces à parois minces)
  • Profondeur de coupe jusqu’à 4 mm avec augmentation possible jusqu’à 6 mm de manière occassionnelle, production directe d’une qualité de finition
Un usinage optimisé facilite la transition vers l’électrique
Patrick CAZIER - RédacteurTechnicien dans l’âme avec pour objectif de trouver et partager l’information utile

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