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Introduction aux fraises en diamant, PCD et CVD
Les fraises en PCD (diamant polycristallin)
Une fraise PCD (diamant polycristallin) est un outil de coupe conçu pour les opérations de fraisage.
Elle est fabriquée à partir d'une plaquette de PCD brasée sur un substrat en carbure de tungstène, créant ainsi un outil qui possède la solidité et la résistance à l'usure du diamant, mais aussi la ténacité et la ductilité du carbure.
Cette catégorie d’outils est réputée pour sa capacité à fournir une précision et des finitions de surface élevées, ainsi que pour sa capacité à conserver son arête de coupe plus longtemps que les autres outils de coupe en métal dur.
Les fraises PCD peuvent offrir une amélioration significative des performances de coupe et de la durée de vie de l'outil, ce qui se traduit par une augmentation de la productivité et une réduction des coûts.
Il est important de prendre en compte les différents facteurs qui peuvent avoir un impact sur leurs performances, tels que la géométrie des goujures, le revêtement et le diamètre de la fraise.
Dans l'ensemble, les fraises PCD sont des outils précieux pour toute opération d'usinage et peuvent offrir des avantages significatifs en termes de performances de coupe et d'efficacité.
Domaines d´application : Bijouterie, horlogerie, automobile, aéronautique, connectique, lunetterie, industrie du plastique, médical.
Les fraises en CVD
Le diamant polycristallin CVD se caractérise par une couche de cristaux de diamants résultant d´une croissance sous vide. Cette matière de coupe ne possède ni de liant, ni de sous couche en métal dur comme le PCD.
Matière dure et homogène, le CVD a une arrête de coupe très fine, ce qui permet d´obtention de très bons états de surface sur le produit fini.
La résistance aux hautes températures sera meilleure qu´avec un outil PCD, cependant le CVD sera plus fragile car n´ayant pas de sous couches pouvant absorber les chocs.
Métaux et alliages non ferreux uniquement usinables : Graphite, matières composites, aluminium, matières plastiques, laiton, platine, bronze, maillechort, fibre de verre.
Domaine d´application : Bijouterie, horlogerie, automobile, aéronautique, connectique, lunetterie, industrie du plastique, médical.
Opérations d’usinage avec les fraises en PCD et CVD
Tout comme les fraises en carbure de tungstène, les fraises en PCD et en CVD peuvent s’utiliser lors d’opération de contournage, surfaçage, rainurage, ramping, fraisage en interpolation circulaire 3D, fraisage trochoïdal et le fraisage en trèflage.
Les fraises en diamant monocristallin
Les outils diamantés sont fabriqués à partir de diamants naturels ou synthétiques qui sont soit liés à une matrice métallique, soit utilisés comme revêtement sur un substrat.
Ces outils sont couramment utilisés pour couper et rectifier des matériaux difficiles à usiner, tels que les céramiques, le verre et les composites.
Les outils diamantés offrent une précision et une finition de surface excellentes, et peuvent atteindre des vitesses de coupe et des taux d'enlèvement de matière élevés.
Elles sont essentiellement utilisées pour des opérations de fraisage de finition afin d’obtenir une finition poli-miroir.
Domaines d´application : Bijouterie, Horlogerie, optique, sanitaire, industrie du luxe, industrie du plastique.
Utilisation des outils diamant et PCD
Les outils diamants poly et monocristallins s’utilisent essentiellement dans des matériaux non-ferreux tels que le laiton, les alliages d’aluminium ou encore l’or.
Les diamants polycristallins, c’est-à-dire, les PCD et CVD, ont une durée de vie plus longue, une meilleure productivité et une bonne finition.
Les diamants monocristallins sont dédiés à un état de super finition, un état de surface de qualité optique ou poli miroir.
Pourquoi le diamant n’est pas utilisé dans les matériaux ferreux ?
Avec la température d’usinage, les atomes de carbone, présent dans les matières ferreuses, se diffusent dans la matière usinée, ce qui provoque la détérioration de l’arête de coupe.
Les matières à usiner à l’aide des fraises en PCD
Les fraises en PCD, CVD et diamant sont des outils de précision polyvalents qui peuvent être utilisés pour usiner une large gamme de matériaux de la norme ISO N, c’est-à-dire les matériaux non ferreux :
- Alliage d’aluminium corroyé
- Alliage d’aluminium coulé
- Fonte aluminium
- Alliages de cuivre (laiton et bronze)
- Plastique
- Matières composites
- Graphite
- Bois
- Argent
- Or
L’utilisation de la lubrification en usinage
Dans la grande majorité des applications de fraisage, l'utilisation d'une stratégie de refroidissement est importante. Non seulement le liquide de refroidissement permet de gérer la chaleur au niveau du point de fraisage ce qui contribue à prolonger la durée de vie de l'outil mais il permet également d’aider à l’évacuation des copeaux en les chassant du trou en augmentant la lubrification.
Lorsqu’on utilise des fraises en usinage, il se produit un frottement entre l’outillage et la matière à usiner. Ce frottement engendre des dégagements de chaleur importants. La température peut atteindre les 800°C dans la zone de coupe selon la vitesse de coupe et la matière usinée.
Les avantages des dispositifs de lubrification
Afin de contrer ces désagréments causés par le frottement, un dispositif de lubrification peut être mis en place. En effet, la lubrification permet :
- De minimiser le frottement
- D’atténuer les chocs
- De protéger contre la corrosion
- De réduire significativement la chaleur
- D’évacuer les copeaux
Trous de lubrification interne
Globalement, l'utilisation d'un liquide de refroidissement interne pendant une opération de fraisage peut entraîner une amélioration de la productivité, une réduction de l'usure de l'outil, une amélioration de la précision et un meilleur état de surface.
Les fraises en diamant, PCD ou CVD DIXI 72421-SH DIA, DIXI 72420-SH, DIXI 70520-SH et DIXI 70320-SH PCD comportent des trous de lubrification.
Quelle stratégie d’usinage choisir ?
Les différents types de fraisage
Le fraisage ébauche
Cette opération de fraisage consiste à enlever une grande quantité de matière dans un intervalle de temps réduit à l'aide d'un outil de coupe sans se soucier du dimensionnel ou de l’aspect visuel de la pièce. Ce procédé est généralement effectué avant de faire un usinage de finition.
Le fraisage de finition
C’est une opération d’une précision dimensionnelle très élevée, qui consiste à usiner la surface d'un matériau jusqu'à obtenir un certain niveau de rugosité et un certain aspect esthétique.
Les pièces usinées par fraisage de finition sont généralement utilisées pour des applications précises telles que les pièces mécaniques et les pièces d'ingénierie.
Les fraises en diamant sont particulièrement recommandé pour cette stratégie d’usinage afin d’obtenir une surface poli-miroir.
Les stratégies d’usinage
Pour réaliser des fraisages en ébauches ou de finitions, il existe plusieurs stratégies d’usinage, différent parcours outil.
Il est important de comprendre les différentes opérations nécessaires pour l’usinage afin d’avoir une meilleure sélection sur l'outillage nécessaire à la fabrication.
Voici quelques exemples de parcours outil possible :
Le contournage
C’est un procédé consistant à réaliser une pièce mécanique en usinant à l'aide d'une fraise. Les déplacements des axes de la machine sont linéaires.
Cette technique permet de créer des pièces complexes avec une grande précision et une grande qualité de surface.
Le nombre de dents pour un usinage en ébauche est de trois à quatre dents.
Le surfaçage
Il s'agit d'une méthode de finition ou semi-finition qui permet d'obtenir une surface lisse et uniforme.
Les prises de passes en profondeur sont généralement faibles entre 2% et 10% du diamètre de la fraise contrairement aux prises de passes axiales qui sont comprises entre 10% et 100% du diamètre de la fraise en bout. Un minimum de trois dents est conseillé pour cette stratégie d’usinage.
Le rainurage
L’opération de rainurage consiste à prendre la totalité du diamètre de la fraise comme prise de passe latéral (ae). Ce type d’usinage est très utilisé pour la création de rainure de clavette.
Pour le rainurage fermé, entrée de clavette, la sélection du nombre de dents sera entre deux et trois dents. Pour de la rainure ouverte, le nombre de dents sera compris entre trois et quatre dents.
Le ramping
Le ramping un procédé de pénétration dans la matière sur deux axes simultanés (Z et X ou Z et Y). Cette méthode est souvent utilisée pour ouvrir des poches fermées.
Pour effectuer une entrée en rampe, le nombre de dents idéal est entre deux et trois.
Le fraisage en interpolation circulaire 3D
Comme pour l’application de la descente en rampe, l’interpolation circulaire 3D est un procédé de pénétration dans la matière mais en utilisant les trois axes de la machine.
Cette stratégie de pénétration, augmente la durée de vie de la fraise en comparaison à une pénétration verticale (sur l’axe Z). Pour effectuer une entrée en interpolation circulaire, le nombre de dents de la fraise serait entre deux et trois.
Le fraisage trochoïdal
Aussi appelé fraisage par interpolation, le fraisage trochoïdal est une méthode de fraisage qui consiste à faire des interpolations circulaires à la pièce tout en avançant la fraise le long de la surface à usiner.
Ce type de fraisage est très efficace et permet d'usiner avec de grandes avances de travail. Cette stratégie d’usinage diminue les forces de coupe et réduit les vibrations, ce qui entraîne une meilleure évacuation des copeaux.
Le fraisage en trèflage
Ce procédé d’enlèvement de copeaux requiert des outils spéciaux et une programmation spécifique.
Le trèflage est un procédé d’enlèvement de copeaux selon l’axe Z (en plongée verticale), la fraise est engagée sur 90% selon l’axe des X et 30% selon l’axe des Y ou vice-versa. Pour effectuer un fraisage en trèflage, le nombre de dents de la fraise est de deux dents ou trois.
La gamme des fraises en diamant, PCD et CVD
Des informations plus détaillées sur les outils en diamant, PCD et CVD DIXI Polytool sont disponibles dans la catégorie « outils en diamant & PCD ».
DIXI 70600 PCD, Fraises en bout de finition avec coupe au centre
Fraises 2 tailles PCD à fond plat développées pour l'usinage sans bavure et sans déformation des matériaux non-ferreux.
Une application typique : la finition de composants horlogers. Le PCD permet d'améliorer la durée de vie et la productivité.
DIXI 70630 PCD, Fraises 1 dent PCD affûtage superfinition
Fraises 2 tailles PCD de superfinition, développées pour l'obtention de faces transparentes dans les matières plastiques.
DIXI 70600 DIA, fraises en bout diamant monocristallin avec coupe au centre
Fraises 2 tailles diamant monocristallin à fond plat développées pour l’usinage sans bavure et sans déformation des matériaux non-ferreux.
Une application typique : la finition des composants horlogers.
Le DIA est utilisé pour le diamantage des surfaces.
DIXI 72310 DIA, micro-fraises diamant monocristallin
Micro-fraises diamant monocristallin avec coupe au centre développées pour les matériaux non-ferreux, métaux précieux et composites.
Le DIA est utilisé pour le diamantage des surfaces.
DIXI 72421-SH DIA, fraises 2 tailles diamant monocristallin
Fraises 2 tailles diamant monocristallin, sans coupe au centre, avec trous de lubrification, développées pour le contournage de finition des matériaux non-ferreux, métaux précieux et composites.
Le DIA est utilisé pour le diamantage des surfaces.
DIXI 72420 – DIXI 72420-SH, fraises en bout avec coupe au centre et trous de lubrification
Fraises 2 tailles PCD avec coupe au centre et trous de lubrification développées pour l'usinage général des matériaux non-ferreux, métaux précieux et composites. Le PCD permet d'améliorer la durée de vie et la productivité.
Fraises 2 tailles CVD avec coupe au centre et trous de lubrification développées pour l'usinage en finition des matériaux non-ferreux abrasifs, métaux précieux et composites. Le CVD améliore la durée de vie en comparaison du PCD. A éviter dans le cas des coupes interrompues.
DIXI 70520 – 70520-SH, Fraises toriques avec coupe au centre et trous de lubrification
Fraises 2 tailles toriques PCD avec coupe au centre et trous de lubrification développées pour l'usinage général des matériaux non-ferreux, métaux précieux et composites. Le PCD permet d'améliorer la durée de vie et la productivité.
Fraises 2 tailles toriques CVD avec coupe au centre et trous de lubrification développées pour l'usinage en finition des matériaux non-ferreux abrasifs, métaux précieux et composites. Le CVD améliore la durée de vie en comparaison du PCD.
A éviter dans le cas des coupes interrompues.
DIXI 70320-SH PCD, Fraises hémisphériques avec trous de lubrification
Fraises hémisphériques PCD avec trous de lubrification développées pour l'usinage de forme des matériaux non-ferreux, métaux précieux et composites.
Le PCD permet d'améliorer la durée de vie et la productivité.
DIXI 70320 DIA, fraises hémisphériques diamant monocristallin
Fraises hémisphériques diamant monocristallin développées pour l’usinage de forme des matériaux non-ferreux, métaux précieux.
Le DIA est utilisé pour le diamantage des surfaces
DIXI 70330 DIA, fraises hémisphériques diamant monocristallin
Fraises hémisphériques DIA développées pour la finition des formes complexes dans les matières non ferreuses.
Le DIA est utilisé pour l'obtention d'une finition polie miroir.
Outils sur demande
DIXI Polytool conçoit et fabrique des outils PCD, CVD et DIA sur mesure afin de répondre à vos besoins le tout dans des délais courts. Du fraisage au tournage, de l’usinage mat à la superfinition, tout est envisageable.
Outils sur demande système de lubrification COOL +
Sur commande spéciale, un système de lubrification COOL+ peut être intégrer sur les fraises en diamant, PCD et CVD.





