usinage céramique à cru

[Marmar]

Bonjour,

Des usineurs ont déjà tenté d'usiner à l'aide d'une fraiseuse de la céramique (zircone, alumine, etc) à cru ?

 

[g0b]

C'est une science compliquée...
Dans l'industrie, c'est toute une gamme de problèmes que l'on ne rencontre pas dans l'usinage "classique" (stratégies d'usinage très particulières, fraises boules uniquement, conditions de coupes ultra fines, usure à vitesse grand V des machines à cause de l'abrasivité, arrosage interdit, bridage compliqué, evacuation des "copeaux" compliquée mais cruciale, prise en compte du retrait à la cuisson...)

 

[osiver]

Que voulez-vous dire par "à cru" ? Sans arrosage ?
Attention à ne pas tenter d'usiner des céramiques de récupération, possibilité qu'elles soient en oxyde de béryllium, poussière mortelle ...

 

[g0b]

A cru, ça veut dire compacté, avant cuisson, normalement... En tout cas, c'est comme ça que je l'entends

 

[osiver]

À cru est surtout une expression d'équitation (monter sans selle), non ?
On parle peut-être de céramique crue, pâte non cuite mais faute de contexte ...

 

[g0b]

De cuisine surtout...cru/cuit. du pain ou de la ceramique c'est pareil sauf que la céramique diminue de volume à la cuisson contrairement au pain

 

[jo69]

Hello
Chez les fabriquant de céramique on parle d'usinages a "vert" céramique contenant environ moins de 5% d'eau outils de forme carbure poli

 

[Marmar]

Bonjour, quand on parle d'usinage "à cru", on parle d'usinage de céramique avant cuisson, aprés cuisson, deux stades existent: pré-frittée (900°) et frittée (a 1500°).

Et en effet, à la cuisson il y'a un phénomène de rétractation.

Avez-vous de l'expérience dans le domaine G0b?

Bien cordialement .

 

[g0b]

Avez-vous de l'expérience dans le domaine G0b?

Non, on ne peut pas dire çà. Mais je connais un peu le sujet pour avoir travaillé sur des problématiques de FAO très spécifiques à l'usinage de céramique à cru pour des clients qui faisaient des pièces dans cette matière.

 

[Marmar]

Bonjour,

Quel genre de problématique rencontrez t'il ?

D'avance, merci

 

[vieuxfraiseur]

possibilité qu'elles soient en oxyde de béryllium, poussière mortelle .

bonjour ,
oui vous avez raison.
en principe ces céramiques là sont rosée.pour les differencier.

 

[joumpy]

2 méthodes
1°) avec une pâte (donc encore pas mal d'eau), ça s'apparente au travail de potier. On met un couteau sur l'outil du tour vertical et c'est parti pour des prises de passe de 10 mm. C'est comme ça qu'on fait des isolateurs pour la haute tension: CERALEP. Ensuite, on cuit avec un palier long à 80°C pour se débarrasser de l'eau en douceur.

2°) avec un bloc compressé, c'est plutôt comme un château de sable: on n' enlève pas des copeaux, mais on remet la poudre dans son état fractionné. Ce sont plutôt les prothésistes dentaires qui font ça. ensuite, on cuit et on reprend le brut à l'outil diamanté si nécessaire.

Dans les deux cas, les machines souffrent car les produits sont très abrasifs, très durs et finement divisés donc se baladent partout!
Nous avons tué un centre DMG en moins de 6 mois avec de la céramique et du verre. Il y avait pourtant filtration + centrifugation de l'huile de coupe.

Et on appelle ça de l'usinage à vert parce qu'en anglais ça se dit green machining... Mais rien à voir avec la couleur: traducteur de merde!

 

[Marmar]

En ce qui me concerne, j'usine des blocs compressé de céramique crue.

Je suis encore en phase de test, je cherche le bon compromis entre outils nu ou avec revêtement, grande passe ou petite passe, grande VC ou petite, grand FZ ou petite, les résultats sont aléatoires c'est assez perturbant.

 

[joumpy]

Au lieu de te baser sur le bruit et la couleur du copeau comme habituellement, fais des vidéos de la sortie de poudre des rainures de l'outil pendant qu'il travaille. La pluie de poudre est LE paramètre important de ce genre d'usinage...

Pour démarrer, outil à angle vif, donc pas de revêtement. Les revêtements intéressants sont dans la goujure pour faciliter la glisse de la poudre, pas du tout la même problématique que du copeau!

Fais quelques usinages dans des conditions différentes, passe les échantillons en cuisson/frittage et coupe les en 2 pour examen sous microscope. C'est le seul moyen de détecter les fissures.

 

[g0b]

Bonjour,

Quel genre de problématique rencontrez t'il ?

D'avance, merci

C'est essentiellement lié à la fragilité du matériau qui ne supporte pas les vibrations, les recollage de matière, ...
Donc il faut des géométries d'outil particulières (Pas d'angle vif sur l'outil, donc pas de fraise 2T !), évacuer les copeaux sans abimer la surface pour éviter le recollage, ne pas arroser évidemment, des conditions de coupes spécifiques (idéalement, arriver à synchroniser l'avance avec la fréquence de rotation selon la surface usinée pour annuler le faux rond et les vibrations de la fraise), alterner les passes d'ébauche et de finition sur les parties fragiles, etc...

 

[Marmar]

Au lieu de te baser sur le bruit et la couleur du copeau comme habituellement, fais des vidéos de la sortie de poudre des rainures de l'outil pendant qu'il travaille. La pluie de poudre est LE paramètre important de ce genre d'usinage...

Peux tu m'en dire plus? Personnellement, j'aspire tout, j'ai vu sur une vidéo que c'était le mieux pour pas mouiller, c'est de tout aspirer (gros aspirateur industriel) mais du coup je ne vois pas comment la poudre est évacuée.

 

[joumpy]

Quand on veut voir l'évacuation des copeaux, on coupe l'arrosage.
Quand on veut voir le cône d'éjection de poudre, on coupe l'aspiration... Pas le choix! Mais juste quelques secondes.

 

[sans]

Il y a une boite en Angleterre qui propose de la céramique usinable ; après usinage ça passe au four. C'est assez bluffant: http://www.ceramic-substrates.co.uk/machinable-ceramics/

 

[joumpy]

En France aussi: Sceram et Final ont du stock...
Que ce soit de la céramique crue qu'il faut fritter ensuite ou de la céramique déjà cuite que l'on peut usiner.

La céramique crue impose de connaître le retrait sur toutes les dimensions de la pièces pour espérer finir pas trop loin de la cote finale et en excès. Ensuite, légère finition et on tombe dans les tolérances. Ou alors, il faut des tolérances larges dès le départ... Typiquement le demi ou le quart de millimètre sans finition.
La céramique usinable tient moins haut en température mais peut effectivement s'usiner avec des outils coupants classiques. Après, il ne faut pas rêver, la fraise ne fera pas des kilomètres dans ces matières, mais pour une pièce ou 2, ça passe.

 

[osiver]

Et comment on bride la pièce sans la casser, naturellement ??

 

[joumpy]

Collage à la cire chaude pour la céramique cuite.

Pour la céramique crue, maintien en posage/gabarit sous faible pression avec des amortisseurs pour éviter les concentrations de contraintes dans les coins/angles. Parfois sous vide, ou encore avec de la glace... Chaque cas doit être étudié

 

[jo69]

Hello
Joumpy
As tu travaillé Chez ou avec Ceralep !
Je reprends le process quand on parle de travail a" vert" donc a moins 5% d'eau maxi c'est déjà très dur et abrasif. Les boudins de matière contenant environ 20% d'eau extrait des filtres presse sont extrudés a un diamètre supérieur et préséché jusqu'à moins de 5% d'eau ensuite usinés au tour vertical dont la taille est adapté au produit (les copeaux peuvent reprendre le cycle complet de la préparation de la pâte) les outil de forme finale ressemblent a des morceaux de tôles formé aux profils à obtenir mais en carbure. avec cette technologie il n'y a pas ou presque pas de poussière Pour la cuisson attention les retraits sont important(cuisson a environ 1250°pour les céramiques) Usinages après cuisson disque diamant
Pour ce qui concerne le frittage au arrive a la technologie des poudre et la pour agglomérer il faut de très grande pression dans une presse équipée de la forme de la pièce et là c'est pas pour les amateurs et en plus il faut cuire approximativement aux même températures
A l'origine de cela le tour de potier fonctionnait mais pour seulement de petite hauteur mais il s'agissait d'autre produits!

 

[joumpy]

Ceralep avait besoin d'un coup de main pour remettre au point le sciage après cuisson. C'était mon domaine, j'ai fait une visite de l'usine et nous avons beaucoup discuté process d'usinage... C'était il y a plus de 10 ans!

 

[Marmar]

@g0b qu'appelez-vous "recollage"?
Comment arrives t'on à cet idéal, sur base de quel facteur, comment savoir si on est arrivé à ce bon compromis entre fréquence de rotation et surface usinée?

Pour exemple , je dois foret sur 70mm (36 par coté) dans un bloc, j'ai utilisé de petite avance avec une vitesse de rotation minimum (15000Rp, Foret de Ø2 Non revêtu, 100mm/minutes) avec remontée tous les 2 mm: casse. J'ai essayé d'aller en une fois en tournant plus vite: casse. Je vais essayer en diminuant de moitié les premières paramètres.

 

[g0b]

recollage = la matière enlevée précédemment se retrouve entre la fraise et la surface usinée et se recolle (en faisant en général des dégats) sur la surface.

 

[joumpy]

Pour moi, dans le cas du perçage, le paramètre limitant la profondeur est le taillage du foret.
Si le foret est taillé sur 40 mm, pas de problème pour descendre à 36 mm de profondeur.
S'il est taillé sur 15 mm, c'est juste impossible, même en peck drilling, la poudre prend trop de place dans les goujures par rapport à la profondeur percée...
A mon avis, 15000 trs/min et F100, pas bon car l'avance est trop lente.
Je tenterais 7500 trs/min et F500.
Bien regarder le cône de poudre en sortie du trou.
Si la poudre cesse de sortir: ARU
Quelle est la compo et la granulo de la poudre de départ? Pressage à quelle pression et sur quelle surface?

 

[Marmar]

Le soucis étant en effet que le fôret était trop petit du coup, le dégagement de poudre se fait plus à moitié du foret, créer un bourrage, de la chauffe et de la casse.

Paramètre fonctionnel du moment: 900Rpm et F10.

Etant sous NDA je ne peux donner les informations relatives à la compo, granulo et poudre ainsi que les caractéristiques de pressage.

Ayant peu d'expérience, j'essaie surtout de récolter déjà les caractéristique de base en usinage sur ce qui se fait déjà pour pouvoir ajuster.

merci de vos retours déjà, ca m'aide pas mal.

 

[joumpy]

La granulo, c'est important parce qu'on ne veut surtout pas essayer de couper un grain en 2, donc il faut une avance suffisante par rapport à la taille de grain moyen. A toi de voir ça du coup.

 

[Marmar]

@joumpy Oui, la granulométrie est importante, il faut arriver au plus fin possible, du moins c'est mon postulat de base.

 

[a donf la sub]

pour percer il faut le faire en tourbillonant avec aspiration, ou évacuation manuelle en plusieurs passes, sinon la poudre ou la pate bourre, ca colle a l'outil ! ca fait comme avec un fraise en roulant, quand elle n'est pas détalonnée