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1 LA DECOUPE AU JET DEAU Brunon Aline Chavanne Robin Mons Pierre.

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1 1 LA DECOUPE AU JET DEAU Brunon Aline Chavanne Robin Mons Pierre

2 2 Sommaire 1.Présentation générale 1.Le procédé 2.Les différents types de découpe au jet deau 3.La découpe au jet deau avec abrasifs 2.Applications industrielles Trois exemples concrets 3.Conclusion 4.Bibliographie

3 3 1. Présentation générale 1. Le procédé Petit historique fin des années 60 premières bases de la découpe, par le Dr Norman Franz, pour résoudre le problème de Boeing: comment découper des panneaux composites sans écraser leur structure alvéolaire ? 1971 première installation industrielle, chez Altan Boxboard (pour du contreplaqué) années 80 Adjonction dabrasifs et multiplication de brevets pour des outils périphériques Aujourdhui Plus de machines dans le monde

4 4 Principe Basé sur deux données: - énergie potentielle due à la pression - transformation de lénergie potentielle en énergie cinétique en accélérant le fluide Découpage par arrachement de matière

5 5 Éléments dun banc de découpe: Station de traitement de leau Multiplicateur hydraulique de pression: entrée à 200 bars, diminution de section dans le conduit (1/20), sortie à 4000 bars Conduite de distribution deau THP Une ou plusieurs têtes de découpe: ø 0.1 à 0.4 mm Réceptacle deau de coupe avec des billes Système dépuration des eaux de coupe Trois configurations possibles: - pièce mobile/jet deau fixe - pièce fixe/jet deau mobile - pièce mobile selon un axe/jet deau mobile selon un axe perpendiculaire

6 6 Avantages de ce procédé Découpe de tous types de matériaux, jusquà 150 mm dépaisseur Découpe de matériaux hétérogènes (ex: tôle sandwich, composites multicouches, etc.) Absence de dégagement toxique Absence déchauffement donc de déformation des pièces Pas de changement doutil Peu de limites dans les formes usinables Inconvénients de ce procédé Niveau sonore: pompes très bruyantes (supérieur à 80 dB) Difficulté à découper des corps creux Problème de recyclage des eaux usées Vitesse dexécution parfois faible (par rapport au laser)

7 7 2. Les différents types de découpe au jet deau Jet deau pure: adoucie puis filtrée pour découper les matériaux tendres (éponge, acier doux, cuir, tissus, plastiques, carton, etc) Jet deau avec abrasifs pour découper les matériaux durs (métaux, verre, céramiques, etc) et/ou de grande épaisseur Jet deau avec polymères plastiques pour améliorer la cohérence du jet par les longues fibres

8 8 3. La découpe avec abrasifs Tête de découpe

9 9 Caractéristiques Types dabrasifs utilisés: grenat, olivine Cadence: vitesse dexécution fonction de lépaisseur Ex: pour la même longueur: 13mm daluminium: 2 à 10 min 13 mm dacier: 4 à 20 min 50 mm dacier: plusieurs heures 1.5 mm: quelques secondes Tolérances: fonction de lusure des pièces Ex: machine des années 90: 0.25 à 1.5mm machines daujourdhui: jusquà mm

10 10 Série: procédé adapté aux petites, moyennes et grandes séries Coût: prix du système complet: euros coût des abrasifs: quantité: 250 à 500 g par minute coût: 380 euros la tonne pour le grenat, 180 euros pour lolivine. coût total: 0.19 euros/min maximum débit deau: 10L/min à 3500 bars coût de maintenance: ex: buse: changée toutes les h chambre de mélange coût global: 20 à 35 euros/h

11 11 2. Applications industrielles GENIE CIVIL AGRO ALIMENTAIRE HORLOGERIE

12 12 Découpe par jet deau de tapis de sol de FORD Mondéo Production via 2 machines à 2 robots Temps de découpe : 70 s / pièce avec 2 robots Production : 800 véhicules / jour. Dimensions indicatives des pièces (maximum) sur ce type dinstallation : 1850 x 1450 x 600 mm. Exemple 1: les tapis de sol des voitures Découpe par jet deau de tapis et garnitures de coffre – Peugeot 206 et 206 CC Production via 4 machines 'mono-robot', à chargement manuel. Temps de découpe dun tapis : 100 s Production : 1300 véhicules / jour. Dimensions indicatives des pièces (maximum) sur ce type dinstallation : 2000 x 1600 x 400 mm.

13 13 Exemple 2: la chirurgie Jet deau pour remplacer le scalpel traditionnel Pression moins élevée (environ 30 bars) Découpe sélective (évite de laisser échapper trop de sang en préservant les vaisseaux lymphatiques et sanguins) Buse en rubis de diamètre compris entre 0.08 et 0.6 mm Mis en évidence dans des expériences sur le foie Développement de la découpe de la cornée

14 14 Exemple 3: lébavurage Deux technologies sont utilisées en fonction des matériaux à ébavurer : La Très Haute Pression, par jet deau ou jet dhuile: employée pour ébavurer des matériaux relativement tendres. –pression de 250 à 1000 bars –débit du fluide privilégié. Matériaux : alliages daluminium, Cuivre, Laiton, Dérivés plastiques Exemples de pièces : corps de pompe dans lautomobile, pièces intérieures de mécanismes dhorlogerie, pièces de serrurerie, pièces mécaniques en matériaux tels que cités ci- dessus. Les outils spécifiques : Pompe Triplex : débit jusquà 30 l/min ; têtes à jet fixe et/ou à jet rotatif

15 15 La Ultra Haute Pression : ébavurer des matériaux relativement durs. –la pression est de 1000 à 3500 bar –pression du fluide qui est privilégiée par rapport au débit. Matériaux : inox, aciers trempés… Exemples de pièces : injecteurs dans lautomobile, pièces mécaniques, pièces extérieures dhorlogerie. Les outils spécifiques : Pompe UHP : pression jusquà 3500 bar, débit jusquà 5 l/min; têtes à jet fixe. Avantages du process Constance du résultat grâce au contrôle de la pression débavurage. Caractéristiques dimensionnelles et mécaniques de la pièce inchangées. Amélioration de la propreté finale de la pièce. Amélioration de la fiabilité : moins de coincements mécaniques (moins de détachements de particules des pièces contenues dans les sous-ensembles mécaniques en mouvement)

16 16 Technologie récente et en progression: Précision Nombre de machines utilisées 3. Conclusion Bonne alternative/bon complément aux procédés conventionnels

17 17 Documentation MECADEC Contribution à laide robotisée au geste médical: nouvelle approche en ophtalmologie, de Nathalie Smith -Guerin 4. Bibliographie


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