Fraisage mineraux

Bonjour,
Personnellement mes besoins se limitent à la préparation de lames minces pour microscopie. Je travaille donc à l'eau avec une meule diamantée mais pour la taille de lames dans les matériaux siliceux tels ceux que tu cites, il y a malgré tout un échauffement qui me pose quelquefois problème. Je suivrai donc avec intérêt les réponses éventuelles.
Bonne soirée,
Michel

On est d'accord que sur de tels matériaux, il faut des outils diamantés et pas des outils coupants...

Autrefois, on arrosait au pétrole. Ca marche, mais ça pue.
Actuellement on peut travailler à l'huile entière fluide. Je n'aime pas à cause de la difficulté de coller les pièces ultérieurement.
On peut aussi utiliser des huiles solubles donc 95% eau + 5% huile soluble. Ca se rince très bien et les collages ultérieurs sont assurés.
Perso j'ai utilisé de la mecagreen 127 de chez Condat pendant 10 ans sans problème.

Ces matériaux craignent les chocs thermiques donc pas question de chauffer...De plus, le diamant résiste mal à la chauffe: au delà de 100°C, il se forme une barrière de vapeur qui est isolante et la température augmente encore plus vite. a partir de 450°C, le diamant brûle dans l'air. Ca fait de jolies étincelles...On peut casser la couche de vapeur en arrosant à l'eau salée...Mais les machines n'aiment pas! La microlub apporte un plus en écrasant les gouttelettes d'eau sur l'outil diamanté et en forçant le refroidissement. Mais il faut surtout ralentir la vitesse d'enlèvement de copeaux... Enlever des millimètres prend des heures!

Le secret pour usiner vite, c'est la vitesse de rotation. J'explique. Il s'agit de rectification donc il faut une vitesse périphérique de l'outil diamanté de 30 m/s minimum. C'est courant en rectif avec des meules de 200 à 300 mm de diamètre. Ca donne des vitesses d'arbre de 2000 à 3000 trs/min environ et c'est facile à obtenir. Avec une fraise de 4 mm de diamètre, il faudrait tourner à 150.000 trs/min: c'est impossible. Et si on fait le calcul inverse, sur une broche 30.000 trs/min, il ne faudrait pas descendre en dessous de 20 mm de diamètre....C'est pour ça que 99% du temps, quand on me pose la question de la vitesse de rotation, je réponds: à fond!

Alors comment faire? Tourner le plus vite possible et ralentir la vitesse d'avance en fonction de l'éloignement par rapport aux vitesses de rotation idéales...Pour les prises de passes, viser 30% maxi de la taille de grain...Evidemment, plus les grains sont fins, plus les passes sont faibles et plus le temps d'usinage augmente...Avec des gros grains de 100µm, on ne peut enlever que 0.03 mm par passes. Sur des pièces de 30 mm d'épaisseur, il faut 1000 passes!

Bonjour
+1
Salutations

joumpy a dit:

Alors comment faire? Tourner le plus vite possible et ralentir la vitesse d'avance en fonction de l'éloignement par rapport aux vitesses de rotation idéales...

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J'ai lu avec un grand intérêt ton post, je n'ai pas d’expérience dans l'usinage des minéraux, c'est la raison pour laquelle je l'ai lu avec attention.
en revanche j'ai une bonne connaissance dans l'usinage des métaux y compris la rectification,
Il semble , si j'ai bien compris que la problématique vient de la chauffe du diamant,
or de mon expérience pour éviter la chauffe, on diminue l’épaisseur de prise de passe et on augmente la vitesse d'avance,
c'est d'ailleurs la technique utilisée pour les UGV, j'ai donc du mal à comprendre pourquoi sur les minéraux les mêmes règles ne sont elles pas appliquables,
en rectification même au diamant les meules diamantées sont des outils que l'on appelle multi-coupe, c'est à dire que un grain de diamant représente une arrête de coupe, et il y en a des milliers (on parle de poussière de diamant) sur la meule, alors l’intérêt de mon point de vue justement c'est de devoir avancer le plus vite possible pour que le grain qui est entr'ain de couper reste le moins longtemps sur la pièce et donc s’échauffera moins, le prochain grain enlèvera ce qui reste et ainsi de suite,

encore une fois, je n'ai pas d’expérience sur les minéraux , juste une envie, sans prétention, d'exprimer/partager un retour d’expérience dans un autre domaine. qui peut peut être s'appliquer ici.

La particularité de l'UGV est de stocker les calories dans le copeau de façon à ce que ni la pièce ni l'outil ne chauffent.
En rectification, les grains sont tellement petits que ce transfert de chaleur est impossible.

Les passes sont fonction de la taille de grain, ça on le sentait venir, mais il faut aussi que le grain soit tenu par le liant. On estime que le grain dépasse de 30% de sa taille et que 70% du grain est enchâssé dans le liant. Du coup, si on dépasse 30% de la taille de grain en prise de passe, le liant frotte sur le matériau et participe (fortement) à l'augmentation de chaleur...

La vitesse d'avance doit être au moins 10 fois plus faible que la vitesse de rotation de l'outil pour ne pas créer de choc. Pour de la rectification d'acier avec une meule qui tourne à 30m/s, il ne faut pas dépasser 3m/s... On est en général largement dessous: quelques m/min. La chauffe dans cette application intervient surtout quand les grains sont usés ou cassés, donc moins de coupe et la passe d'après, le liant frotte et chauffe la pièce qui noircit. On peut dresser la meule et c'est la bonne chose à faire. On peut aussi diminuer la passe pour laisser à la meule plus de temps pour couper la même quantité de matière. Et enfin, on peut aussi augmenter la vitesse pour laisser moins de temps la meule à la même place et éviter la chauffe locale.

Avec les outils diamantés qui ne tournent pas suffisamment vite et les minéraux qui résistent très mal aux chocs, il est difficile d'accélérer la vitesse de passe. On peut diminuer la prise de passe, mais c'est au détriment de la durée d'usinage. On préfère travailler sur l'arrosage et avec un outil aux diamants bien avivés... Ce n'est que sur des minéraux tendres ou des coupes profondes que l'arrosage atteint sa limite: il doit certes refroidir mais aussi évacuer les poussières de minéraux sous forme de boue en dehors de la zone de coupe. Et là, c'est ralentir ou casser!

Dernier élément, le dressage d'une meule pierre est une opération facile et rapide. Il existe même des diamants montés sur une butée micrométrique en haut de la meule et que l'on peut déplacer sur la largeur de meule. Le dressage + avivage d'une meule diamant est loin d'être aussi simple. Par exemple, une meule diamant Ø200 mm va nécessiter 2 à 3 H de boulot avant de retrouver 100% de ses capacités de coupe. Donc on fait durer au maximum en pratiquant l'autoavivage. Le but est d'user le liant à la même vitesse que les grains diamants usés se déchaussent...C'est le seul moyen d'utiliser une CN pour usiner des pièces pendant plusieurs heures voire plusieurs jours!

Bonsoir,
@joumpy
J'y connais rien, donc je me (te) pose une question.
Le Pb des minéraux ne vient-il pas aussi de leur mauvaise conductivité thermique? Un métal arrosé il reste "froid" un minéral(ça doit dépendre du quel) chauffe à l'endroit de l'usinage sans transmettre la chaleur..
Vrai ou faux à ton avis?

très intéressant et instructif ce retour d’expérience sur la rectification des minéraux
Merci à toi @joumpy

Les minéraux, c'est vaste... Evidemment certains conduisent mieux la chaleur que d'autres!
Mais en général, il résistent à des températures très élevées sans ramollir contrairement aux métaux.

Le plus gros soucis avec ce qui est naturel, c'est l'hétérogénéité de la matière.
Le pire dans ce domaine: les météorites qui ont refroidi tellement vite que des métaux se trouvent piégés au milieu des minéraux ou vice versa!

Du coup, le sciage au fil diamanté est intéressant pour sa douceur extrême. Un peu comme l'électro érosion à fil même si ce n'est pas du tout le même principe physique... Les progrès réalisés ces dernières années sur le fil diamanté sont colossaux.

bonjour,
le mieux serait peut-etre d'utiliser une meule diamantée ?