Perçage d'empilages multi-materiaux

A study on the drilling of composite and aluminium stocks

¹ SYNERVIA, 2 avenue du Professeur Jean Rouxel, 44475 Carquefou, France
² IRCCYN, UMR CNRS 6597, École Centrale, École des Mines, Université, IUT de Nantes, 1 rue de la Noë, 44321 Nantes, France

Auteur de correspondance : sebastien.gouleau@univ-nantes.fr

Reçu : 15 Mars 2007
Accepté : 6 Juillet 2007

Résumé

La part des matériaux composites dans les structures aéronautiques devient de plus en plus importante et devrait se situer aux alentours de 50 % d'ici 2012. Dans la phase d'assemblage des tronçons d'avions, les centres de production aéronautiques actuels utilisent des Unités de Perçage Automatique (UPA) pneumatiques positionnés manuellement sur un outillage dédié pour le perçage axial des panneaux de structure. Les panneaux à percer sont des assemblages de matériaux composites, aluminium et titane. En particulier, le perçage de matériaux composites (hétérogène et anisotrope) peut engendrer l'apparition de défauts, tels que le délaminage ou l'écaillage, influençant directement les propriétés mécaniques. Les paramètres de coupe caractéristiques et l'usure des outils nécessitent d'être suivis et maîtrisés pour diminuer l'apparition de ces défauts macro et microgéométriques. Cet article présente donc la problématique du perçage de panneaux multi-matériaux, en rappelant les spécificités des matériaux usinés, les moyens de générations actuels ainsi que les modes de dégradations rencontrés. Un point sera fait sur l'influence des paramètres d'usinage sur la qualité géométrique et les défauts de surface. Les conclusions montreront les résultats obtenus et les développements à mener dans un futur proche.

Abstract

Composite in aeronautical structures become increasingly important and should be at the neighbourhoods of 50% between now and 2012. During the assembly, the aeronautical centers of production use pneumatic Units of Automatic Drilling manually positioned on dedicated tools for the axial drilling of the panels of structure (assemblies of composite materials, aluminium and titanium). In particular, the drilling of composites (heterogeneous and anisotropic) can generate the appearance of defects, such as delamination or flaking, influencing directly the mechanical properties. The cut parameters and tools wear requires being followed and controlled to decrease the appearance of these macro and microgeometrical defects. This article presents the problems of multi-materials parts drilling by pointing out the specificities of machining such materials, the actual generations means and all the degradations modes met during the study. A point will be made on the influence of the parameters of machining on geometrical quality and the defects of surface. The conclusions will show the results obtained and the developments to be carried out in an immediate future.