Les plaquettes de tournage font face à de nouveaux défis

Commercialisées à l'origine pour leur compétence dans les applications d'enlèvement de métaux lourds tout en offrant une durée de vie plus longue et une efficacité multipoint, les plaquettes de tournage sont devenues plus sophistiquées en réponse aux progrès des matériaux, des machines, des méthodes et même des facteurs sociaux.

Les progrès réalisés dans les matériaux à couper constituent un facteur crucial dans le développement des plaquettes de tournage. Une nouvelle génération de matériaux, notamment des alliages résistants à la chaleur et des matériaux personnalisés spécialement développés, a conduit les fabricants d'outils à développer stratégiquement des substrats et des revêtements pour les plaquettes « disponibles dans le commerce » et les plaquettes « spéciales » ou personnalisées. La combinaison de vitesses plus élevées et de matériaux plus exotiques, tels que ceux à haute teneur en vanadium, constitue un défi permanent pour les fabricants d'outils alors que les clients recherchent encore plus d'efficacité, selon Travis Coomer, responsable national des grands comptes chez GWS Tool Group, Tavares, Floride.

« Vous avez besoin de nuances et de revêtements capables de résister à des températures élevées lors de la découpe. De plus, pour de nombreux matériaux, comme l’Inconel ou le titane, vous avez besoin de géométries pointues. Mais les géométries pointues et les préparations de pointe sont fortement affectées par les températures élevées, donc [la plaquette] a besoin d'une géométrie pointue/positive et d'un revêtement qui offre une résistance à la chaleur pour obtenir une durée de vie suffisante de l'outil », a déclaré Lothar Unglaub, directeur de la gestion du portefeuille marketing chez Kennametal Inc. ., Latrobe, Pennsylvanie.

Edwin Tonne, spécialiste de la formation et technique chez Horn USA Inc., Franklin, Tennessee, a commenté : « Les nouveaux matériaux sont développés avec des propriétés favorables pour des applications spécifiques et ne sont pas nécessairement conçus pour les outils de coupe. Cela est particulièrement vrai dans des domaines tels que les dispositifs médicaux et les implants et nécessite des tests d'usinabilité. Les plaquettes développées pour ces applications nécessitent des carbures très homogènes et de qualité plus fine pour garantir une qualité constante et une durée de vie plus longue, ainsi que des revêtements déposés par pulvérisation cathodique qui entraînent une densité améliorée et une meilleure adhérence au substrat.

Martin Dillaman, directeur de l'ingénierie des applications chez Greenleaf Corp., Saegertown, Pennsylvanie, a souligné les problèmes qui surviennent avec les matériaux exclusifs. « Nous devons découvrir comment les matériaux interagissent avec le substrat et le revêtement. Évidemment, la température peut dégrader l’insert si elle est trop élevée », précise-t-il. « La solution est d’obtenir autant d’informations que possible sur le matériau. C'est plus facile avec des matériaux courants, mais les stocks exclusifs fournis par le client peuvent être extrêmement difficiles dans la mesure où ils refusent souvent de divulguer l'intégralité des informations sur la chimie et, par conséquent, nous devons nous fier aux essais et aux erreurs plutôt qu'à la simulation.

Le problème du contrôle des copeaux dans les matériaux les plus récents est évoqué par John Winter, spécialiste du tournage chez Sandvik Coromant, Fair Lawn, NJ « Dans notre centre technologique aérospatial, nous effectuons continuellement des recherches sur de nouveaux matériaux. Le contrôle des copeaux est un problème majeur dans les aciers à faible teneur en carbone dans les applications aérospatiales et automobiles. En fait, nous l'appelons « le Saint Graal » dans l'usinage automobile. Pour répondre à cette question, nous développons des substrats créés à partir de mélanges de poudres à haute résistance thermique et, pour les applications en acier et en acier inoxydable, nous impliquons Inveio Technology dans l'alignement des cristaux dans les revêtements.

Randy Hudgins, chef de produit national – tournage et filetage chez Iscar USA, Arlington, Texas, a également souligné l'intérêt de la manipulation de la structure cristalline. « De nouvelles nuances qui réduisent la friction et la chaleur pour une durée de vie plus longue, notamment les inserts à revêtement CVD, ont joué un rôle déterminant dans l'amélioration du délaminage que nous rencontrons dans certains aciers. Cela a atténué les problèmes de copeaux difficiles à briser et de durée de vie des outils.

La difficulté d'usiner des matériaux développés à des fins spécifiques est citée par Jens Bald, responsable de la ligne de produits chez Seco Tools, Troy, Michigan : « Ces matériaux sont développés pour des utilisations très spécifiques, souvent sans tenir compte de leur usinabilité ou de leur facilité de production. Nous constatons que les ateliers d'usinage ont du mal à trouver des méthodes et des outils adaptés pour usiner ces matériaux, et nous les aidons avec notre expertise à trouver une solution. Si nécessaire, les inserts (substrat et revêtement) peuvent être adaptés à ce nouveau matériau spécifique.