Usinage PEEK : quand une fraise de forme remplace une opération de balayage

Sur une application en PEEK, le passage d'une fraise hémisphérique Ø 1 mm à une fraise de forme a permis de ramener le temps d'usinage de 1 min 44 à 20 secondes.

1. Le problème : une géométrie qui nécessite de nombreuses trajectoires

En usinage, certaines formes sont réalisées par une succession de trajectoires avec un outil standard.

Cette stratégie peut parfaitement répondre aux exigences géométriques de la pièce. Elle présente néanmoins une limite : lorsque la forme nécessite de nombreux passages, le temps consacré à une seule opération peut devenir important.

Sur une application en PEEK, un contour intérieur était ainsi réalisé par balayage à l'aide d'une fraise hémisphérique de diamètre 1 mm.

Le temps d'usinage de ce contour atteignait 1 minute et 44 secondes.

La question n'était donc pas uniquement de rechercher de meilleurs paramètres de coupe, mais d'examiner s'il était possible de réaliser autrement cette géométrie.

2. La solution : intégrer la géométrie recherchée dans l'outil

Une autre stratégie a été retenue : remplacer le balayage par l'utilisation d'une fraise de forme.

Contrairement à la fraise hémisphérique, qui reproduit progressivement le contour par ses trajectoires, la fraise de forme possède une géométrie adaptée au profil à réaliser.

Dans cette application, elle a permis d'usiner directement le contour en un seul passage.

L'intérêt de cette approche ne réside pas simplement dans le remplacement d'un outil par un autre.

Il s'agit de modifier la manière de réaliser l'opération : plutôt que de reproduire une forme par une succession de trajectoires, celle-ci est obtenue directement grâce à la géométrie de l'outil.

3. Le résultat : de 104 secondes à 20 secondes

84 secondes économisées sur l'opération, soit une réduction du temps d'usinage d'environ 81 %.

Ce résultat illustre le potentiel d'une modification de la stratégie d'usinage lorsque la géométrie de la pièce permet d'envisager un outil spécifique.

Il reste propre à cette application. Il ne préjuge pas des gains qui pourraient être obtenus sur d'autres géométries, matières ou conditions de production.

4. Quand faut-il envisager une fraise de forme ?

Le recours à un outil de forme n'est pas systématiquement préférable à un outil standard.

En revanche, certaines situations méritent d'être examinées :

• Une géométrie réalisée par de nombreuses trajectoires : le temps consacré au balayage représente une part importante de l'opération.
• Une forme récurrente : la même géométrie est régulièrement produite, ce qui peut justifier l'étude d'un outil dédié.
• Une opération difficile à simplifier par programmation : les possibilités d'optimisation des trajectoires atteignent leurs limites.
• Un temps de cycle pénalisant : la réduction du nombre de passages pourrait présenter un intérêt économique à l'échelle de la série.

Avant de retenir une fraise de forme, plusieurs paramètres doivent toutefois être pris en compte : l'accessibilité de la géométrie, les efforts de coupe, la rigidité de l'ensemble machine-outil-pièce, les exigences de précision et le volume de fabrication.

Le coût d'un outil spécifique doit également être mis en perspective avec les économies réellement envisageables sur la production.

La bonne question n'est donc pas : « Un outil de forme est-il plus performant ? » mais plutôt : « La géométrie à réaliser justifie-t-elle de changer de stratégie d'usinage ? »

5. Mécanic'outils : étudier l'outil en fonction de l'opération

Depuis 1987, Mécanic'outils conçoit et fabrique en France des outils coupants standards et spéciaux en carbure.

L'entreprise intervient notamment sur des besoins nécessitant une géométrie particulière, une adaptation à la matière usinée ou une solution qui ne trouve pas de réponse satisfaisante dans les gammes standards.

L'objectif est d'examiner l'opération dans son ensemble afin de déterminer si une adaptation de l'outil peut apporter une amélioration technique ou économique.

Vous réalisez une forme particulière nécessitant plusieurs passages ou un temps d'usinage important ?

Présentez-nous simplement la matière, l'opération et la difficulté rencontrée. Ces premiers éléments permettront d'évaluer si l'étude d'un outil spécifique est pertinente.

Mécanic'outils — L'outil de coupe adapté à vos besoins.