Brevet FR2561556A1 — publié le 19850927

OUTIL -DE DETOURAGE DE MATERIAUX COMPOSITES. La présente invention a pour objet un outil destiné au détourage de panneaux en matériau composite et en particulier, mais non exclusivement, au détourage de panneaux constitués par des fibres de polyamide aromatique incluses dans une résine thermoplastique, phénolique ou epoxy. On sait que les fibres de polyamides aromatiques ou aramides, telle que celle connue sous le nom de "KEVLAR",( Marque Déposée par la Société Dupont de Nemours) présentent l'avantage d'avoir une résistance à la rupture supérieure à celle des aciers, avec un poids bien inférieur. Il est, par ailieurs connu de réaliser des matériaux composites en feuilles plus ou moins épaisses par inclusion de telles fibres, à plat, dans une résine d'enrobage et, par exemple, dans une résine phénolique. L'armature ainsi constituée par le Kevlar donne des panneaux très résistants et de faible poids qui, pour ces raisons constituent des matériaux recherchés dans l'aéronautique, par exemple. Malheureusement, et compte tenu des caractéristiques intrinsèques de la fibre Kevlar, il s'est avéré impossible d'obtenir un usinage net de ces panneaux, notamment par détourage, qui est une découpe suivant un gabarit. Les différents types de fraises expérimentées ne se sont pas révélées satisfaisantes dans la mesure où les fibres ne sont pas coupées par les dents des fraises mais sont arrachées de la résine où elles sont incluses et non coupées franchement de sorte que les bords des découpes présentent de la bourre incompatible avec une présentation convenable. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Selon la présente invention, l'outil de détourage pour matériaux composites est caractérisé en ce qu'il comprend une fraise constituée par une hélice et un canon, le diamètre interne du canon étant égal au diamètre extérieur de la fraise, la fraise étant entrainée en rotation à l'intérieur du canon et faisant saillie par rapport à la face avant de celui-ci de quelques millimètres. Ainsi, le matériau est cisaillé entre la fraise et le canon de sorte que la coupe est parfaitement propre, le matériau étant saisi et acheminé par la fraise jusqu'à l'endroit où il est coupé, c'est à dire sur la partie interne avant du canon. On obtient ainsi des panneaux de matériaux composites aux dimensions parfaitement adaptées à l'usage prévu, par une opération de détourage, beaucoup plus rapide qu'une série de perçages adjacents.La partie antérieure du canon 2 sert d'appui pour l'outil et la matière est ainsi bien maintenue par une pression de l'outil appliquant le panneau contre son support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - La Fig.l, un schéma de principe; - La Fig.2, en coupe verticale, un outil selon l'invention. Sur la Fiv.1, on distingue la partie inférieure de la fraise 1 constituée par une vis sans fin entraînée en rotation. Cette fraise 1 tourne à l1intérieur d'un canon 2, le diamètre sur filet de la fraise 1 et le diamètre intérieur du canon 2 devant être égaux. Ainsi, la matière M saisie par les filets de la vis est en quelque sorte remontée vers la surface interne du canon 1 et elle est coupée sur la ligne C.La résine et les fibres sont soumises à une coupe franche de sorte que le bord de coupe est net. Le pas de la vis 1 dont le bord supérieur est coupant doit être supérieur à l'épaisseur de la plaque M et, par exemple, pour une plaque de 3 mm. d'épaisseur, le pas sera de 4 mm. La vitesse de rotation varie, de préférence entre 500 et 5.000 tours/minute. La fraise 1 et le canon 2 sont, de préférence, en acier ou en carbure de tungstène éventuellement rapporté. Bien entendu, au cours d'une opération de détourage, la vitesse de déplacement transversal est bien inférieur à la vitesse linéaire de la fraise de sorte que la matière puisse être cisaillée comme indiqué précédemment. On retrouve la fraise 1 et le canon 2 sur la Fig.2 qui est une coupe verticale d'un outil selon la présente invention, l'outil étant en position verticale. La fraise 1 fait saillie, hors du canon 2 de par exemple un pas de manière à ce que la plaque soit saisie sur toute son épaisseur. Le canon 2 est monté sur la broche 7 d'une machine susceptible d'entraîner la fraise 1 en rotation à une vitesse convenable par exemple par air comprimé ou par tout autre moyen. Comme il a été signalé ci-dessus, il est essentiel que le diamètre extérieur de la fraise 1 et le diamètre intérieur du canon 2 soient égaux pour obtenir une bonne qualité de coupe. Malheureusement, la fraise 1 n'est guidée que par l'extérieur de son filet. Afin que ce dispositif puisse fonctionner sans problème, il est indispensable de prévoir d'une part un second guidage qui est effectué par portée de la partie cylindrique terminale de la fraise 1 dans un palier lisse 8. Le guidage de la fraise est ainsi renforcé. D'autre part, l'entraînement en rotation est flott-ant. C'est à dire que sur la broche 7 de la machine est monté un mandrin 5 dont la partie avant 4 pénètre dans un alésage borgne axial 9 prévu dans la partie arrière 10 de la fraise 1, avec jeu. L'entraînement en rotation proprement dit est obtenu au moyen d'une goupille 6. Afin que les parties de panneaux coupées puisse être éjectées hors de l'outil, à l'état pulvérulent, on a prévu dans le mandrin deux lumières longitudinales 3. Ainsi, la fraise 1 est convenablement guidée sans que les nécessités de son entralnement n'aboutissent à une rigidification de l'ensemble qui rendrait l'outil très fragile. Comme indiqué précédemment, le pas de la fraise peut être quelconque, en fonction de l'épaisseur de la plaque à usiner et il en va de même du diamètre extérieur de la partie antérieure du canon 2. Bien entendu, des outils selon la présente invention peuvent être utilisés chaque fois qu'il s'agit d'usiner un panneau composite incorporant des fibres, telles que Kevlar, carbone, bore, verre ou analogue, moyennant un choix adapté de la matière de la fraise et de la partie avant du canon. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention, tel que défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 10 Outil de détourage pour matériaux composites incluant au moins une couche de fibres incluses dans une résine, caractérisé en ce qu'il comprend une fraise (1) constituée par une vis sans fin, tournant à l'intérieur d'un canon (2) et faisant saillie par rapport à celui-ci. 20 Outil de détourage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du filet de la fraise (1) est égal au diamètre interne du canon (2). 30 Outil de détourage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fraise (1) est entraînée en rotation par une broche (7),et guidée dans un palier lisse (8). 40 Outil selon l'une quelconque des - revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un mandrin (5) est monte sur la broche (7) de la machine, le mandrin pénétrant avec jeu dans un alésage (9) de la partie arrière (10) de la fraise (1), la fraise (1) étant solidarisée en rotation avec le mandrin (5) par une goupille (6).