Brevet FR2556263A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un procédé amélioré pour usiner des matières composites. Les matières composites deviennent de plus en plus populaires dans des applications o des matières légères de haute résistance sont nécessaires. Par exemple des matières composites ont été largement acceptées dans l'industrie aérospatiale pour des hélices d'aéro- planes et des pales de rotor d'hélicoptère ainsi que pour d'autres élémentsdeconstruction de fuselage d'avion. Les matières composites sont également utilisées comme matière.de construction principale dans les pales d'éoliennes modernes de grande dimension. En général des éléments de matières composites sont fabriqués en empilant des couches multiples de matières composites selon un arrangement stratifié, l'empilement étant ensuite cuit ou durci. Ainsi que ces spécialistes en la matière le comprendront, après la cuisson, il peut être nécessaire de percer et/ou aléser des trous dans la matière ou de réaliser d'autres usinages de la matière. De telles opérations d'usinage sont souvent coûteuses et demandent beaucoup de temps du fait de l'usure rapide des outils. Alors quelors cl'usinage de métaux, l'usure de l'outil est réduite au minimum en utilisant des liquides de coupe tels que l'une quelconque des huiles de coupe bien connues, de tels liquides peuvent attaquer les matières stratifiées composites nuisant ainsi à l'intégrité de la structure de l'article composite et ces liquides par conséquent sont généralement inadéquats pour être utilisés pourl'usinage de matières composites. Il est par conséquent parmi les buts de la pré- sente invention de réaliser un procédé pour améliorer l'usinage de matières composites avec usure limitée des outils. Il est un autre but de la présente invention de fournir un liquide de coupe amélioré à utiliser lors de l'usinage d'articles composites cuits. Ces buts et autres seront plus aisément apparents -2- à la lecture de la description détaillée suivante en considérant le dessin accompagnant. Le but de la présente invention est atteint en réduisant l'usure de l'outil et en augmentant la vitesse d'usinage de la matière composite en utilisant un liquide de coupe comprenant le même liant que celui utilisé dans la matière composite, seulement dans un état non durci. Donc, lors du perçage, alésage ou autre usinage des matières composites comprenant des torons de fibres de verre disposés dans une matrice de liant époxy, on utilise un époxy non cuit comme liquide de coupe. Similairement, lorsqu'on utilise des polyesters ou polyimides comme matières de matrice, selon la présente invention, ces matières à l'état non cuit sont utilisées comme liquide de coupe pour réduire l'usure de l'outil et augmenter la vitesse avec laquelle la matière est usinée. La figure unique est une représentation schéma- tique du procédé de la présente invention. En se référant au dessin, une matière composite stratifIe 10 est représentée en train d'être percée au moyen d'un foret 15 alors qu'un liquide de coupe 20 est déchargé depuis un conduit 25 vers le point de contact de la mèche et de la matière composite. La matière composite 10 comprend une pluralité de couches ou stratificatiors30 chacune comprenant une distribution de fibres 32 de toute matière convenable telle que l'une quelconque des diverses matières connues telles que les verres, graphite, ou carbure de silicium répartioedans une matrice 33 de résine époxy durcie ou l'un quelconque des nombreux polyesters ou polyimides connus. Alors que les fibres de chaque couche sont représentées comme étant angulairement décalées d'environ par rapport aux fibres d'une couche adjacente, la présente invention n'est pas limitée à un tel arrangement. Ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus, les liquides de coupe connus habituellement utilisés pour l'usinage des métaux sont généralement inadéquat pour être utilisés pour percer des trous ou usiner les matières composites en ce que de tels liquides de coupe réagissent de façon 3nuisible avec la matière composite. En conséquence, il a été de pratique habituelle jusqu'à présent de percer ou usiner la matière composite à l'état sec avec une usure rapide de l'outil et une vitesse lente d'enlèvement de matière. Selon la présente invention, un liquide de coupe comprenant la matière utilisée comme liant de la matière composite 10, mais dans un état non cuit, est appliqué au point de contact du foret 15 avec la matière composite. Donc, lorsque le liant dans la matière composite 10 comprend une résine époxy durcie, le liquide de coupe 20 comprend une telle résine à l'état non durci. Similairement, lorsque le liant comprend un polyester ou polyimide, le liquide 20 comprend une telle matière à l'état non durci. On a trouvé que l'utilisation de matière de liant non durcie comme liquide de coupe implique qu'il n'y ai aucune réaction nuisible entre le lilquide et la matière composite à usiner. Dans des essais, l'utilisation d'une résine époxy non durcie comme liquide de coupe lors d'un alésage à la main de matièrEs compositÈ de fibres de verre-époxy réduit leteîms nécessaire pour l'alésage des trous nécessaires d'un facteur de 10 tout en diminuant la fréquence avec laquelle les aléseuses utilisées doivent êtreré-aiuisées de 300%. Bien qu'un mode de réalisation particulier de la présente invention a été décrit, on comprendra que diverses modifications de la présente invention seront évidentes à ces spécialistes en la matière après la lecture de la description.Donc, bien que l'invention a été décrite avec application consistant à percet des trous dans la matière composite, on doit comprendre que l'invention est utile dans toute opération d'usinage de matière composite. Similairement, bien que des fibres spécifiques et des matières de matrices spécifiques ont été désignées, la présente invention est applicable avec toute matière de matrice synthétique qui existe à l'état liquide lorsqu'elle n'est pas durcie. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées aux procédés qui viennent d'être décrits - 4 - uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. - 5- Revendications: 1. Procédé pour usiner une matière composite au moyen d'une machine-outil, cette matière composite comprenant une disposition de matière fibreuse dans une matrice de matière de liant durci, caractérisé en ce qu'on lubrifie cette machine-outil au moyen d'un liquide comprenant cette matière liante à l'état non- durci pour réduire l'usure de l'outil et augmenter la vitesse d'enlèvement de cette matière composite au moyen de cet outil. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé consiste à aléser cette matière composite et cette machine-outil comprend une aléseuse. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de liant comprend une résine époxy. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de liant comprend une résine de polyester. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette matière de liant comprend une résine de polyimide.