A propos du tronçonnage

Le tronçonnage matérialographique sert à prélever un échantillon dans une pièce massive.

Les exigences listées ci-dessous relatives au prélèvement de l’échantillon sont liées à la méthode de prélèvement choisie, mais également aux effets induits au matériau lors du processus de tronçonnage ainsi qu’au processus de tronçonnage lui-même.

  • L’échantillon doit être représentatif de la pièce principale ou du composant dont il est prélevé.
  • La meule de tronçonnage ne doit pas se bloquer pendant le tronçonnage.
  • La meule de tronçonnage doit avoir une usure minimale.
  • L’échantillon doit être froid au toucher après la coupe.
  • La surface de l’échantillon ne doit subir aucun dommage thermique/brûlure.
  • La surface doit être lisse et uniforme et présenter des rayures homogènes.
  • Les bavures doivent être réduites au strict minimum.

 

Les méthodes de tronçonnage disponibles sont nombreuses, mais pour satisfaire les exigences imposées par un tronçonnage matérialographique, seules quelques techniques peuvent être mises en œuvre, dont le tronçonnage abrasif sous eau décrit ci-après.

Tronçonnage abrasif sous eau

Tronçonnage abrasif sous eau

Le tronçonnage abrasif sous eau est la méthode de tronçonnage matérialographique la mieux adaptée car elle génère le moins de déformations  possible. Le tronçonnage abrasif sous eau requiert une meule de tronçonnage contenant un abrasif et un liant. Afin de prévenir tout dommage à l’échantillon dû à l’échauffement par frottement, le liquide de refroidissement assure un arrosage permanent de la meule. Le liquide de refroidissement permet également d’éliminer les débris présents dans la zone de coupe.

L’association entre la tronçonneuse, les outils de bridage, la meule de tronçonnage, le liquide de refroidissement et toute une série de paramètres tels que le mode de tronçonnage, la vitesse d’avance et la vitesse de rotation, détermine la qualité du tronçonnage. Ci-dessous vous trouverez un guide de sélection de ces paramètres.

Comment procéder au tronçonnage

Choix de la tronçonneuse

La taille de la tronçonneuse est définie par la taille de la pièce vu que celle-ci doit pouvoir entrer dans le compartiment de tronçonnage et que le diamètre de la meule de tronçonnage doit être suffisamment important pour pouvoir traverser la pièce.

  • Le déplacement de la pièce ou de la meule de tronçonnage dans 3 directions au sein de la machine (x, y et z) peut être prédéfini au moment de la programmation de la tronçonneuse automatique ou assuré par l’opérateur s'il s'agit d'une tronçonneuse manuelle.
  • Les tronçonneuses proposent différentes possibilités de sélection des modes de tronçonnage, ce qui permet d'étendre la plage des tailles et des matériaux de la pièce.
  • La précision du tronçonnage et la possibilité de viser un endroit précis à tronçonner, par exemple à proximité d'un défaut, sont également définies par l’équipement. Les tronçonneuses de précision sont capables de positionner la pièce avec une précision pouvant atteindre quelques microns.

Choix de la solution de bridage

Le principal objectif du bridage est d'assurer la fixation de la pièce pendant l’opération de tronçonnage. Cette tâche peut être effectuée de différentes manières et a une forte influence sur la qualité du tronçonnage.

Le choix du bridage a aussi une grande influence sur le temps total du processus de tronçonnage, car une solution incluant une ou plusieurs opérations de bridage/débridage peut faire perdre beaucoup de temps.

Les géométries simples ou complexes, le tronçonnage d’un seul ou de plusieurs échantillons, les matériaux fragiles ou sensibles et un nombre important d'échantillons différents ou le tronçonnage récurrent de pièces identiques, sont quelques-uns des facteurs à prendre en compte lors du choix de la solution de bridage. La tronçonneuse choisie peut limiter l'utilisation de certains systèmes de bridage par exemple en raison du mouvement de la table de tronçonnage ou de la meule de tronçonnage.

Le positionnement de la pièce par rapport à la meule a également une influence sur la qualité du tronçonnage :

  • Bridage sous la partie avant de la meule pour une utilisation optimale du liquide de refroidissement.
  • Bridage des deux côtés de la meule afin de prévenir les bavures en fin du tronçonnage. Pour prévenir le ralentissement de la meule de tronçonnage dans un matériau présentant une contrainte interne importante et dans le pire des cas l’arrêt de la rotation.
  • Bridage léger au niveau de la partie à tronçonner pour la plupart des applications.

Les exigences standard ou uniques définissant le tronçonnage matérialographique sont satisfaites par un large choix d’outils de bridage universels standard permettant un bridage rapide, un bridage vertical, le bridage de barres cylindriques, sphères, tubes, boulons, etc. ainsi qu’une offre d'outils de bridage personnalisés répondant à des besoins spécifiques. Des solutions de bridage personnalisées permettent de répondre à divers besoins comme la réduction du nombre d'opérations de bridage afin de gagner du temps ou des conceptions spéciales visant à optimiser la qualité de coupe pour les géométries complexes.

Choix de la meule de tronçonnage

Les propriétés de la meule sont un facteur crucial et le choix de la meule dépend principalement du matériau à tronçonner. Les meules de tronçonnage abrasif sont définies comme suit :

  • Conception de la meule
  • Type d'abrasifs
  • Type de liant

Il existe différents  diamètres et épaisseurs de meules ainsi que différentes répartitions des abrasifs (en périphérie de la meule ou dans le corps de la meule de tronçonnage). De même le choix entre différentes tailles et de concentrations en abrasifs permettent d’optimiser les performances.

Le choix idéal en termes d’abrasifs pour les différents matériaux est indiqué ci-dessous :

Aperçu du choix des meules de tronçonnage

Les disques diamantés à liant métal sont principalement utilisés pour les matériaux non-métalliques présentant une dureté modérée :

Choix du mode et des paramètres de tronçonnage

Vitesse d’avance

Vitesse d’avance

Pour le tronçonnage matérialographique, la vitesse d’avance est généralement inférieure à 1 mm/s. Elle est ajustée en fonction de la meule de tronçonnage et de l'échantillon à tronçonner. Une vitesse d'avance trop faible prolongera le processus de tronçonnage inutilement alors qu'une vitesse d’avance trop élevée augmentera le risque de dommages thermiques.

Vitesse de rotation

Vitesse de rotation

L’ajustement de ce paramètre permet de réduire la plage des meules de tronçonnage requises lorsque l’on procède au tronçonnage de matériaux présentant des duretés différentes. Au lieu de changer de meule de tronçonnage, la vitesse de rotation est modifiée. Une meule dure peut ainsi effectuer le travail d'une meule douce simplement en réduisant la vitesse de rotation et vice-versa.

Mode de tronçonnage

Le tronçonnage automatique est le mode de tronçonnage le plus utilisé. La meule de tronçonnage pénètre directement dans la pièce.

Afin d'améliorer le processus de tronçonnage direct ou augmenter les applications d'une machine ou d'une meule de tronçonnage, d'autres modes de coupe peuvent être envisagés. En général, l'amélioration est liée à la réduction de la zone de contact pendant le processus de tronçonnage, ce qui présente certains avantages :

  • Une augmentation de la force au niveau de la zone de contact permet de tronçonner des matériaux plus durs. Le tronçonnage des matériaux standard est beaucoup plus rapide et la meule s’use moins. Une meule plus dure que celle utilisée pour le tronçonnage direct peut être utilisée pour un matériau donné.

  • La variation de la surface de contact améliore le refroidissement. Ceci permet de réduire le risque de dommages à la pièce ainsi que le travail de préparation qui suit le tronçonnage.

Modes de tronçonnage alternatifs :

Photo de couverture ExciCut

ExiCut

Adapté aux matériaux durs. Tronçonnage plus rapide. Refroidissement amélioré pendant le tronçonnage. Risque réduit de dommages sur la pièce. Travail moins important une fois le tronçonnage terminé.

Photo de couverture AxioCut Step

AxioCut

Adapté aux pièces de très grande taille. Pour le tronçonnage de très grandes pièces, l’AxioCut offre une capacité de tronçonnage supplémentaire de 150 mm. Ce mode permet le tronçonnage de pièces très profondes.

Le tronçonnage par étape permet un tronçonnage très rapide alors que le tronçonnage par balayage permet une tronçonnage rapide associé à une usure moindre de la meule tout en garantissant une coupe bien nette.

Rotation et oscillation

Tronçonnage par rotation et par oscillation

Convient pour la coupe de matériaux ultra-durs.

Refroidissement

Le tronçonnage abrasif sous eau nécessite l’utilisation de liquides de tronçonnage qui servent d'agent de refroidissement, de rinçage, de lubrification, de protection contre la corrosion et de prévention des bactéries.

Le positionnement de la pièce et le choix du mode de tronçonnage peuvent faciliter la pénétration du liquide de refroidissement dans la zone de tronçonnage. Si la machine est équipée de tuyaux de refroidissement flexibles, il faudra les orienter perpendiculairement à la meule de tronçonnage.

Diagnostic - Tronçonnage

Problème

Délaminage ou fissures dans le revêtement

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Solution : Passer au tronçonnage automatique au lieu du tronçonnage manuel
Solution :  Toujours démarrer le tronçonnage par le côté du revêtement
Solution :  Commencer par mettre la meule de tronçonnage en contact avec la surface revêtue (traitée) avant  d’appliquer les forces de tronçonnage sur l’échantillon. Tenir compte du sens de rotation de la meule. Le substrat agit tel un support pour le revêtement.
Solution : Si le revêtement continue à se fissurer, on peut envisager d’enrober l’échantillon avant de procéder au  tronçonnage. La résine d’enrobage servira alors de support pendant le tronçonnage.
La performance de tronçonnage diminue graduellement
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Solution : La régénération des abrasifs des meules de tronçonnage diamantées et en nitrure de bore cubique permet d'éliminer les incrustations de  matériaux autour des abrasifs, qui entraînent une diminution de la performance de tronçonnage.
Appareils de tronçonnage

Appareils de tronçonnage

Le processus de tronçonnage doit être aussi simple, rapide et précis que possible. Ici vous pouvez trouver des tronçonneuses pour le tronçonnage rapide sans déformation des pièces de toutes tailles, conçus pour l’extrême durabilité et facilité d’utilisation maximale. Vous pouvez choisir entre des solutions de tronçonnage, petites à grandes et manuelles à automatisées.

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