Faits concrets sur les outils de coupe les plus durs

Les outils de coupe en diamant et en CBN sont des armes puissantes, mais quand et comment doivent-ils être utilisés ?

Deux choses que tout le monde sait à propos des diamants : ils sont très durs et très chers. Il en va de même pour les outils de coupe en diamant polycristallin (PCD) et en nitrure de bore cubique (CBN). Ils sont suffisamment durs pour couper des matériaux extrêmement difficiles à usiner, mais à un coût qui en fait un outil de dernier recours dans la plupart des cas, utilisé uniquement lorsqu'il n'existe pas de solution meilleure et moins chère.

« Les technologies CBN et PCD sont quelque peu en marge des applications des outils de coupe », a noté Tom Raun d'Iscar USA. « Et c’est pourquoi ils ont tendance à être négligés la plupart du temps.

Il y a cependant deux vérités que les fabricants plus spécialisés dans l’usinage des métaux devraient cependant prendre en compte. Premièrement, même si le coût initial des outils de coupe durs peut sembler un formidable obstacle à leur utilisation, ils peuvent en réalité générer un excellent retour sur investissement et réduire le coût par pièce lorsqu'ils sont utilisés dans la bonne application. Deuxièmement, les outils PCD et CBN s’améliorent, les rendant plus polyvalents et élargissant les types d’applications pour lesquels ils conviennent.

Avec l’aide de quatre experts (dont Raun), nous examinons comment les deux types sont utilisés et comment ces outils s’améliorent et deviennent plus utiles.

« Les matériaux PCD et CBN sont généralement utilisés pour des applications de production élevée, ce qui signifie qu'un grand volume de pièces doit être produit », a déclaré Steve Howard, directeur marketing et ingénierie de NTK Cutting Tools USA, Wixom, Michigan. matériaux de l'industrie, ils peuvent offrir la meilleure durée de vie d'outil pour divers matériaux de pièces. Dans le cas du CBN, il existe d'autres matériaux pour outils de coupe sur le marché qui permettent d'effectuer la même opération d'usinage à une vitesse de coupe plus élevée, mais ceux-ci ne peuvent pas atteindre la durée de vie de l'outil du CBN. CBN peut offrir plus de pièces et moins d'indexation d'inserts avec une surface inférieure [pour] un temps de cycle amélioré sur une pièce.

Les nuances CBN sont principalement utilisées pour couper l'acier trempé et les métaux en poudre, tandis que les nuances PCD sont plus applicables à l'usinage de matériaux non ferreux, a noté Howard.

"Cependant, les fabricants de pièces détachées constatent une évolution dans la composition des matériaux et de nouveaux matériaux sont inventés chaque jour", a-t-il déclaré. "Il est important de prendre le temps d'étudier la composition et les caractéristiques du matériau à usiner afin de déterminer quel outil de coupe et quels paramètres fonctionneront le mieux pour l'usiner."

Le prix du PCD et du CBN les maintient hors de la liste des solutions possibles pour de nombreux magasins jusqu'à ce qu'ils découvrent qu'ils n'ont pas d'autre choix – et alors certains d'entre eux franchissent le pas sans rechercher suffisamment les matériaux à couper, selon Howard.

« Avec les options PCD et CBN, le coût de la plaquette est le principal facteur de dissuasion pour les clients lorsqu'ils choisissent l'outil de coupe pour leur application », a-t-il déclaré. « L’une des choses les plus difficiles à évaluer est la durée de vie exacte de ces deux matériaux d’outils de coupe. Les tests sont essentiels pour déterminer le nombre maximum de pièces que ces plaquettes peuvent couper avant qu'elles ne s'usent. En raison de leur coût élevé, vous souhaitez en tirer le maximum de pièces. De nombreux utilisateurs ne savent pas si la durée de vie de leurs outils est maximale et n'en ont peut-être pas pour leur argent avec chaque index.

Craig Bastian a vu la tendance à l'allègement dans l'industrie automobile entraîner une plus grande utilisation des outils PCD dans son rôle de directeur général d'IT.TE.DI Amérique du Nord, une société sœur d'Ingersoll Cutting Tools Co. Les deux sociétés sont basées à Rockford, dans l'Illinois. , et font partie du groupe IMC.

"Au cours des 10 ou 15 dernières années, de plus en plus de composants automobiles sont passés de la fonte à l'aluminium, de sorte que l'utilisation du PCD se développe de manière folle dans cette industrie", a déclaré Bastian.

« De nos jours, presque toutes les voitures particulières et les camions légers ont un bloc et une culasse en aluminium. Et dans les véhicules électriques, encore plus de composants sont en aluminium. PCD va continuer à croître au cours des 20 à 25 prochaines années.

La même tendance à l'allègement étend également l'utilisation du CBN, a-t-il déclaré, en donnant l'exemple du passage de la fonte à la CGI (fonte à graphite compactée) dans la fabrication de camions.