Léger, polyvalent, exigeant – L'aluminium nécessite des outils performants, des processus stables et un réglage précis de tous les paramètres pour le traitement en série. Que ce soit dans l'industrie automobile, la technologie médicale, la construction de machines et d'installations ou l'électronique – les alliages d'aluminium combinent légèreté avec une bonne résistance, une haute résistance à la corrosion et une excellente recyclabilité. Malgré sa bonne usinabilité fondamentale, le matériau pose toujours des défis à l'utilisateur. En particulier lors du fraisage, des adhérences, des bords de coupe ou un flux de copeaux incontrôlé peuvent compromettre la sécurité du processus. Il est donc crucial d'ajuster précisément la géométrie de l'outil, le matériau de coupe, les données de coupe et le lubrifiant de refroidissement pour un usinage économique. La Paul Horn GmbH propose avec son portefeuille d'outils de nombreux systèmes qui permettent un usinage économique.
L'importance mondiale de l'aluminium se reflète dans les chiffres de production. Chaque année, plus de 60 millions de tonnes de ce métal léger sont produites dans le monde, l'Asie, et en particulier la Chine, jouant un rôle moteur. L'aluminium est le troisième élément le plus fréquent dans la croûte terrestre après l'oxygène et le silicium, mais il n'existe qu'à l'état lié. L'extraction industrielle se fait à partir de bauxite par le procédé Bayer et l'électrolyse en fusion qui suit.
Des éléments d'alliage ciblés tels que le silicium, le magnésium, le cuivre ou le zinc permettent d'ajuster les propriétés mécaniques, ce qui a des répercussions directes sur le comportement d'usinage.
Tendance d'adhésion prononcée
Lors du fraisage de l'aluminium, les propriétés spécifiques au matériau se manifestent particulièrement clairement. La faible dureté et la basse température de fusion favorisent des vitesses de coupe élevées, mais entraînent également une tendance d'adhésion prononcée. Sans mesures appropriées, des bords de coupe peuvent se former, ce qui affecte négativement la qualité de surface et la durée de vie des outils. Les outils de fraisage modernes pour l'aluminium se caractérisent donc par des arêtes tranchantes, des surfaces de copeaux polies et des géométries de forme de copeaux spéciales qui favorisent un écoulement facile des copeaux. Des revêtements avec de bonnes propriétés de glissement sont également utilisés ou, selon l'application, des arêtes non revêtues sont choisies pour maximiser la netteté.
HORN propose un programme complet d'outils de fraisage pour le traitement de l'aluminium, allant des fraises en carbure monobloc aux outils de fraisage circulaires en passant par des solutions PKD et MKD. En particulier lors du fraisage avec de grands volumes de copeaux, les outils à une ou deux arêtes avec de grands espaces de copeaux jouent un rôle central. Ils permettent des avances et des vitesses de coupe élevées sans entraver l'écoulement des copeaux. Les applications typiques incluent le fraisage de poches, l'immersion et le bordage de pièces en aluminium avec de grands enlèvements de matière.
Diamant polycristallin
Pour des tâches plus exigeantes et de longues durées de vie, des outils dotés de diamants sont principalement utilisés. Le diamant polycristallin est particulièrement adapté pour le fraisage des alliages d'aluminium en raison de sa haute résistance à l'usure et de sa faible tendance d'adhésion, notamment pour des volumes de production élevés. Les arêtes de coupe tranchantes permettent d'obtenir des qualités de surface élevées et des processus stables même avec des paramètres de coupe élevés. En plus des opérations de tournage classiques, le PKD s'est donc particulièrement établi dans le domaine du fraisage, par exemple pour le fraisage de surfaces planes de pièces structurelles ou le fraisage de contours de géométries complexes.
Au cours des dernières années, Horn a systématiquement élargi son portefeuille PKD et propose aujourd'hui, en plus des plaquettes de coupe réversibles en PKD, des outils de fraisage à tête fixe spécialement conçus pour l'usinage haute performance. Ces outils ont été présentés pour la première fois en 2024 dans un programme standardisé et couvrent de nombreuses applications – non seulement en aluminium, mais aussi dans d'autres matériaux non ferreux. Le système d'outils permet une grande rigidité et une précision de rotation, ce qui se traduit directement par la qualité de surface et la stabilité du processus.
Nouveaux potentiels dans l'usinage haute performance
Un exemple en est le système de tête interchangeable DG avec des arêtes PKD, basé sur un système en carbure existant et élargi avec des arêtes dotées de diamants. Grâce à sa construction modulaire, différentes variantes de tige en acier ou en carbure sont disponibles, ce qui rend le système adapté aux applications avec de grands porte-à-faux. Un autre point fort est un système de fraisage de surfaces planes avec des propriétés de rotation et de planéité précises. La grande rigidité de ce système permet des valeurs de coupe qui mettent même des fraiseuses puissantes à l'épreuve, ouvrant ainsi de nouveaux potentiels dans l'usinage haute performance.
Pour des applications avec les exigences optiques les plus élevées, par exemple dans la construction d'outils et de moules, le fraisage haute brillance avec des diamants monocrystallins est également utilisé. Ce matériau de coupe permet également d'obtenir des qualités de surface qui rendent le polissage ultérieur superflu. Cela permet non seulement de gagner du temps, mais augmente également la reproductibilité de la qualité des pièces. En particulier pour les pièces dont la surface sera ensuite revêtue ou chromée, cette sécurité de processus est un avantage décisif.
Qualité constante sur de longues durées
L'utilisation croissante de pièces en aluminium, par exemple grâce à de nouvelles technologies de fabrication comme le Gigacasting dans l'industrie automobile, souligne l'importance de solutions de fraisage performantes. En même temps, l'utilisation des matériaux évolue, ce qui pose de nouvelles exigences en matière de flexibilité et de précision. Les outils de fraisage modernes doivent donc non seulement permettre des taux d'enlèvement élevés, mais aussi garantir une qualité constante sur de longues durées. Avec des concepts d'outils adaptés, des matériaux de coupe innovants et des géométries spécifiques à l'application, ces exigences peuvent être satisfaites et l'usinage économique de l'aluminium optimisé de manière durable.
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