La fraise hybride métal composite à quatre disques réduit les temps d'usinage de 78 %

CompoTech Plus spol. s r.o. (Sušice, République tchèque) a annoncé le 20 janvier avoir développé un nouveau disque de coupe composite hybride en acier et fibre de carbone (CF) de nouvelle génération en collaboration avec Hofmeister Innovation (Pilsen, République tchèque). En augmentant à la fois la vitesse de coupe conventionnelle et la vitesse d'avance dans le temps global de la machine, l'outil de fraisage hybride peut fonctionner 78 % plus rapidement sur le même centre de fraisage qu'une fraise à deux disques en acier standard.

La conception de l'outil utilise un composite époxy léger renforcé de fibres de carbone à module ultra-élevé pour la section interne des disques de fraisage individuels. Le processus exclusif de fabrication de fibres continues développé par CompoTech a permis la production de disques de fraisage hybrides entièrement intégrés avec une bande extérieure de 16 plaquettes de coupe en métal, pour un total de 64. La section CF est intégrée au moyeu et à la bague en acier en utilisant une combinaison d'un conception de forme de verrouillage et boulons en acier.

Les composants composites semi-finis CF pour les disques hybrides ont été produits et assemblés par CompoTech à l'aide de composants en acier semi-finis fournis par Hofmeister, qui a effectué l'usinage final de chaque disque de coupe hybride et l'assemblage de l'outil de fraisage hybride complet. L'ensemble de la fraise hybride à quatre disques ne pèse que 16,25 kg.

Selon CompoTech, les principaux avantages de la production comprennent un moment d'inertie réduit, ce qui entraîne une consommation d'énergie réduite ; charge thermomécanique réduite sur les fraiseuses ; propriétés d'amortissement anti-vibration améliorées, augmentant la précision d'usinage des trous de fente ; un fonctionnement plus fluide de la machine pour une finition de surface de meilleure qualité ; et une augmentation significative des taux de production, de la productivité et des coûts de production réduits. Les avantages commerciaux de l'utilisation du nouvel outil hybride incluent le désengorgement, l'amélioration de la rentabilité et le report ou l'évitement du besoin d'investissements supplémentaires pour atteindre les objectifs de croissance.

Un essai de fraisage a été réalisé sur un maillon de connexion en acier forgé à haute résistance à l'aide d'un centre d'usinage Doosan Mecatec HM63H. Une coupe précise à la tolérance des faces latérales et inférieures du maillon forgé a été réalisée en 10 secondes à l'aide de la nouvelle fraise hybride, 35 secondes plus rapide qu'un outil métallique conventionnel à deux disques.

Mesures effectuées sur le V_c et V_f pour les deux types d'outils de fraisage (hybride à quatre disques et métal à deux disques) a montré que la fraise à quatre disques hybride CF a une vitesse de coupe 50 % plus rapide et une vitesse d'avance 54 % plus élevée. Des données sur la durabilité de la durée de vie de l'outil ont également été recueillies, qui ont enregistré environ 250 pièces usinées avant un changement d'outil pour la fraise à deux disques, contre plus de 1 200 pièces (> 4,8 fois plus) produites à l'aide de l'outil hybride à quatre disques.

Les tests comparatifs effectués au cours du projet (le tableau peut être consulté ici) ont également démontré de manière concluante que la fraise hybride à quatre disques peut être utilisée pour l'usinage exactement de la même manière qu'une fraise conventionnelle à deux disques tout métal, mais avec vitesse d'usinage et durabilité accrues. Ces avantages justifieraient le coût initial plus élevé de la nouvelle découpeuse hybride, qui, selon Hofmeister, a une période de retour sur investissement d'environ trois mois seulement pour un producteur à haut volume.