Dans le domaine des essais de matériaux composites, il est largement reconnu que les résultats positifs dépendent de la précision et de la qualité des échantillons.
Cela signifie que si vos échantillons sont systématiquement produits selon les normes les plus strictes (c’est-à-dire si l’état de surface, le parallélisme et la perpendicularité sont bons), vos résultats d’essai refléteront les véritables caractéristiques du matériau testé. Cependant, si vos échantillons sont de mauvaise qualité et irréguliers, cela peut avoir un effet négatif sur vos résultats, ce qui peut conduire à un rejet des lots, des retouches et donc une perte de temps et d’argent.
Chez un de nos clients, le processus de production d’échantillons composites à géométrie complexe reposait sur des fournisseurs externes qui utilisaient des processus de coupe et de finition traditionnels. Cela prenait du temps, coûtait cher et manquait d’uniformité.
La production de ces échantillons a été considérablement améliorée grâce à l’acquisition de la machine de découpe de précision de composites COMPCUT PCR 300. Les échantillons à géométrie complexe peuvent désormais être produits rapidement et à moindre coût en interne, avec une précision constante et une finition de qualité inégalée.
Le défi
Notre client fournit des services d’essai et d’évaluation des composites à des clients issus de divers secteurs de l’ingénierie de pointe, notamment l’aérospatiale, l’automobile, la marine, les énergies renouvelables et la recherche et le développement. Avec l’augmentation de la demande, l’entreprise a dû produire des échantillons de géométrie plus complexe pour ses clients.
Traditionnellement, le processus de découpe de ces géométries complexes était confié à des entreprises d’usinage tierces qui utilisaient généralement leurs fraiseuses CNC pour travailler les métaux et n’étaient donc pas familiarisées avec les caractéristiques des matériaux composites. Non seulement les matériaux composites se comportent différemment du métal lorsqu’ils sont usinés, mais ils sont difficiles à serrer et produisent des quantités importantes de débris fins qui peuvent pénétrer et endommager les pièces mobiles de l’équipement CNC standard.
D’une manière générale, l’usinage des composites n’est donc pas très apprécié des opérateurs de CNC, ce qui a posé une série de problèmes à notre client, notamment la lenteur des délais d’exécution, qui pouvait entraîner un retard de trois semaines avant le début des essais. Outre le fait que cela ralentissait le processus de bout en bout pour sa clientèle, notre client n’avait que peu de contrôle sur les processus de coupe utilisés et n’était pas en mesure d’agir sur les problèmes externes tels que les dysfonctionnements des machines ou d’autres retards. Lorsque des échantillons à trous étaient nécessaires, notre client utilisait une perceuse à colonne manuelle, ce qui allongeait les temps de mise en place et augmentait la quantité de déchets. Relevez le défi du compcut ici
La solution
Notre client a donc investi dans une machine de découpe composites COMPCUT PCR 300 et a installé cette machine compacte dans son laboratoire. Le Compcut PCR 300 leur a permis de produire en interne une gamme complète d’échantillons aux géométries complexes, avec la possibilité de personnaliser les échantillons en fonction des exigences des clients. Dès la réception de la COMPCUT PCR 300, le potentiel d’amélioration de l’efficacité du processus est apparu immédiatement.
Au départ, notre client a reçu l’outillage et les programmes nécessaires pour créer une gamme de géométries d’essai standard. Avec notre aide et la formation, ils sont maintenant en mesure d’adapter le processus et les programmes pour usiner des géométries sur mesure en interne. Notre client a rapidement formé plusieurs utilisateurs et a mis la machine en service quelques jours après l’achat. L’ensemble des outils inclus a permis d’usiner rapidement des échantillons à encoche en V conformément à la norme ASTM D5379/D7078 et des échantillons d’haltère conformément aux normes ISO 527-2 et ASTM D638.
La machine de découpe Compcut PCR 300 est une solution d’usinage composite tout-en-un, capable de créer tous types d’échantillons conformes aux spécifications telles que ASTM D5766, ASTM D6484, ASTM D5961, … La zone de travail entièrement fermée de la machine garantit un environnement de travail sûr et propre, protégé contre les projections et la poussière, ce qui permet aux opérateurs de travailler en toute confiance.
La vitesse à laquelle les matériaux peuvent désormais être découpés avant d’être testés a permis de réduire considérablement les délais d’exécution et d’éviter le recours à une sous-traitance coûteuse. Un processus qui prenait auparavant des semaines pour fournir des échantillons prêts à être testés ne prend plus que quelques heures, grâce aux capacités de la Compcut PCR 300. La PCR 300 a non seulement rationalisé l’ensemble du processus de préparation des échantillons, mais elle l’a aussi rendu plus fiable, car il ne dépend plus de tierces parties pour produire régulièrement ces échantillons de test si importants.
La technologie unique de la PCR, avec des vitesses de fonctionnement allant jusqu’à 50 000 tours/minute permet de découper les échantillons avec une précision et un état de surface inégalés. Alors que les échantillons externalisés étaient produits par des machinistes inexpérimentés en matériaux composites sur des fraises conçues pour usiner les métaux, la gamme PCR peut être utilisée par des ingénieurs spécialisés dans les composites et a été spécialement conçue pour usiner les matériaux composites. Cela témoigne de l’exactitude et de la précision de coupe de la machine.
Conclusion
Certains processus de production utilisant des matériaux composites nécessitent des essais réglementaires par lots à l’aide d’échantillons d’essai à géométrie complexe. Si le lot échoue au test, la conception peut être modifiée inutilement ou le cycle de production particulier utilisant ce lot peut être interrompu. Il s’agit là d’une conséquence très coûteuse, d’où l’importance primordiale de la précision des essais. La précision des résultats des tests repose sur l’utilisation d’échantillons de haute qualité qui présentent des niveaux élevés de finition de surface, de parallélisme et de perpendicularité.
Traditionnellement, la production de ces échantillons requiert un haut niveau de compétence et l’utilisation de machines à commande numérique conçues pour découper des métaux plutôt que des composites. Il s’agit d’un processus lent et coûteux, qui n’est pas apprécié des opérateurs de machines, car les débris de composites peuvent endommager ces machines. En plus, de nombreux échantillons doivent être finis à la main après avoir été découpés, afin d’obtenir une finition de surface et une précision adéquates.
La gamme de produits PCR de COMPCUT a été développée spécifiquement pour découper des géométries complexes dans des matériaux composites et elle fournit systématiquement des échantillons prêts à être testés, directement à la sortie de la machine. L’utilisation d’une COMPCUT PCR 300 a permis à notre client d’intégrer la production d’échantillons à géométrie complexe en interne, avec la possibilité d’usiner des échantillons sur mesure à la demande de ses clients. Grâce à l’expertise de COMPCUT dans l’usinage des composites, la PCR 300 a été conçue pour découper une grande variété de matériaux, notamment le plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) et les composites à matrice céramique (CMC), ainsi que les composites thermoplastiques et les plastiques renforcés de fibres de verre (PRF). Les géométries complexes peuvent désormais être découpées en plusieurs tailles, ce qui permet des transferts plus rapides vers les différents postes d’essai.
La rationalisation de la production d’échantillons a permis à notre client d’accélérer ses opérations, en particulier la production d’échantillons de cisaillement et de traction, ce qui s’est traduit par des délais d’exécution plus courts pour les clients tout en améliorant l’efficacité interne de l’entreprise.
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