ARRONDIR DEVIENT LE STANDARD

Les clients exigent des pièces sans bavures et arrondies

L’usinage comporte toujours un risque de bavures. Ces bords relevés vifs ne facilitent pas d’emblée la manipulation, sans parler de l’apparence indigente et des problèmes dans l’application d’un revêtement. Heureusement, il existe diverses méthodes d’ébavurage. Les méthodes de travail mécaniques varient de la simple rectification manuelle à la tribofinition mécanique dans de gigantesques in­stal­lations spécialisées. Cet article vous guide à travers les méthodes les plus fré­quentes. Alerte spoiler: en raison de la consistance et de la qualité, on choisit de plus en plus souvent l’ébavurage mécanique et même robotique.

FORMATION DE BAVURES

Les bavures se créent lors de l’usinage du métal. Dans les usinages froids – tels que l’estampage, le perçage, le fraisage, le cisaillage ou le tournage, un chant (tranchant) relevé subsiste sur le bord du métal usiné. Ceci, parce que, d’un point de vue volumétrique, la déformation plastique est plus importante à l‘avant sur l’arête du foret, de la fraise ou du ciseau. Les usinages chauds tels que le coupage laser ou plasma, le coulage ou le forgeage laissent parfois un tel bord, mais souvent, celui-ci est fusionné à la pièce par la chaleur. Ceci complique particulièrement l’élimination de la bavure.

Conséquences

A première vue, l’aspect des bavures n’est pas particulièrement professionnel et qualitatif. Rien que du point de vue esthétique, l’ébavurage est recommandé. Par ailleurs, les bavures peuvent perturber le montage en raison d’un ajustement incorrect. Même si des pièces se montent parfaitement avec des bavures, elles menacent le bon fonctionnement de l’installation dans laquelle elles sont montées. Songez aux dégâts que peut occasionner une bavure à terme dans un moteur qui tourne, par la friction et la corrosion. De plus, les bavures sont souvent vives et peu­vent donc causer des lésions lors de la manipulation manuelle. Last but not least, les bavures sur une pièce ne sont pas un avantage dans le post-usinage avec, par exemple, un revêtement. Car l’épaisseur de couche sera plus mince sur le chant vif qu’ailleurs, avec toutes les conséquences qui en découlent.

EBAVURER

Enlever les bavures d’une pièce métallique peut se faire de plusieurs manières. La méthode pure et uniquement manuelle (sans l’aide de machines quelconques, avec l’utilisation de papier abrasif, voire de râpes et de limes) ne se fait presque plus, en raison de l’intensité en temps et en travail, et de la qualité inconstante. Dans cet article, nous illustrons l’élimination mécanique des ba­vures, aussi bien à l’aide du travail manuel (rectifieuses manuelles ou polisseuse hélicop­tère) qu’au moyen de machines de tribo­finition spéciales, par exemple.

Il existe aussi des méthodes d’ébavurage qui utilisent l’électrochimie, l’énergie thermique et la cryogénique, mais étant donné que celles-ci ne sont utilisées que de façon sporadique dans l’industrie du métal, nous ne nous y intéressons pas.

Ebavurer avec des power tools

L’ébavurage ‘manuel’ s’effectue encore au­jourd’hui, mais avec l’aide de power tools. L’outillage à main ne diffère pas ou à peine des outils utilisés pour poncer, meuler, …

Quatre milieux

Ce qui diffère bel et bien, ce sont les con­sommables pour l’ébavurage. Il existe quatre possibilités. Nous les citons brièvement:

• Pour un matériau revêtu est appliqué le grain sur un support sur la bande ou le disque. Ceci permet d’éliminer la première bavure, mais on crée quasi toujours une bavure secondaire, il est vrai plus petite.
• Un matériau intissé tel que Scotch-Brite comporte une fibre de grain qui le rend flexible et donc capable de suivre la forme de la pièce. Ceci est idéal pour arrondir les chants de la pièce.
• Une combinaison de matériau revêtu et lié est possible en association avec des roues de rectification fine. Celles-ci comportent des lamelles en toile abrasive et des lamelles en fibre de nylon imprégnées de grains abrasifs.
• Pour se débarrasser vraiment des bavures, on recourt souvent à des brosses métalliques de dureté diverse selon le type de métal à ébavurer.

Grain et dureté du métal

La granulométrie des trois premiers milieux d’ébavurage dépend fortement du type de métal à ébavurer. Pour un alliage (plus tendre), on opte pour un type de grain plus fin; pour l’acier ou l’inox, on peut utiliser une artillerie plus grossière. Pour ce qui est des brosses métalliques, l’utilisation du type de métal dans les brosses dépend de la composition du métal à usiner.

Ebavurer avec polisseuse hélicoptère/bande abrasive

Les roues mentionnées précédemment – re­vêtues ou intissées – peuvent aussi être montées sur une polisseuse hélicoptère contre laquelle est maintenue la pièce par un individu. Cet ‘individu’ peut aussi être remplacé par un cobot (robot collaboratif), ce qui accroît déjà la consistance par rapport au travail manuel (voir plus loin). Le même principe vaut aussi pour l’utilisation d’une bande abrasive: une personne ou un cobot maintient la pièce contre la bande jusqu’à ce que la bavure soit meulée.

Ebavurage mécanique

L’ébavurage mécanique – par l’engagement de machines spécialisées – connaît certaines variantes.

Ebavurer sur bande

Utilisant les différents milieux abrasifs tels que décrits plus haut, il existe des machines avec bande qui insèrent les pièces dans la machine. Là, les brosses ou disques rotatifs se déplacent d’avant en arrière sur les pièces pour enlever les bavures. Des usi­nages combinés (ébavurer et arrondir les chants, poncer, …) sont possibles.

Ebavurer sur la table de travail

Il existe également des tables de travail sur lesquelles est monté un bras qui aide à porter l’outil de rectification. Dans ce cas, l’opérateur continue d’exécuter le mouvement et de déterminer la qualité.

Tribofinition

En principe, la tribofinition consiste en une friction continue des médias abrasifs (chips contenant des grains) dans un tambour rotatif ou une machine vibrante et de la pièce avec bavures, ce qui meule les bavures.

Ebavurage centrifuge

Une variante spéciale de la tribofinition est la centrifugation ou ébavurage à grande vitesse; convient fort bien, par exemple, aux éléments imprimés en 3D ou aux pièces de mécanique de précision. Cette machine spécifique comporte une partie de fond rotative au lieu d’une cuve entièrement rotative/ vibrante. Ceci procure un certain flux permettant d’écourter jusqu’à sept fois le temps de pro­cessus. Idéal donc pour les pièces exigeant une grande vitesse de finition. Cette technique n’est bel et bien applicable que sur les pièces de dimensions limitées.

Mouillé ou sec?

Selon le type de métal, l’ébavurage doit se faire à sec ou mouillé. L’ébavurage mouillé autorise un travail plus propre et la poussière et les déchets de métal sont évacués avec le liquide. L’inconvénient est qu’il faut prévoir une évacuation de l’eau, avec une filtration supplémentaire, d’où le coût plus élevé d’une telle machine. L’ébavurage à sec crée tout autant un dégagement de poussière. Un dispositif de dépoussiérage est donc un must et peut être intégré dans l’installation.

Robotique pour qualité constante

L’ajout d’un robot ou cobot dans une instal­lation d’ébavurage peut entraîner un apport de qualité et délivrer, en outre, un résultat final consistant. L’application se fait avec une brosse d’ébavurage sur un bras de robot, mais ce bras de robot peut tout aussi bien saisir une pièce et la maintenir contre une bande roulante ou une brosse rotative. Le robot peut aussi déplacer une pièce dans une cuve avec un milieu d’ébavurage, de sorte que le milieu glisse à grande vitesse sur l’élément. Indépendamment de l’ébavurage, les robots/cobots s’utilisent parfaitement pour charger et décharger l’installation d’ébavurage.

CHANTS ARRONDIS

Actuellement, l’ébavurage est souvent un service qui doit être inclus, simplement parce que le client pose aujourd’hui ces exigences. Et cela va parfois encore plus loin … des bords arrondis, même jusqu’au rayon 2 mm, sont aussi demandés ou exigés de plus en plus souvent.

Ceci est essentiellement lié à la couverture de chant quand une surface est revêtue ou laquée. A l’instar de l’eau dans un verre, un revêtement forme une surface ‘convexe’, avec moins de couverture sur les bords. En raison des chants arrondis, l’épaisseur de couche y est – en théorie – identique à celle du reste de la surface. Approfondir ce point nous entraînerait trop loin et est donc matière à un prochain article.

ASSISTANCE PAR DES EXPERTS

Pour conclure, nous vous conseillons de vous faire assister par des experts ès ébavurage. Certaines sociétés ont acquis une large expertise en la matière et offrent, en plus des outils et des machines, les connaissances et le savoir-faire pour une exécution optimale. Vous ne pouvez qu’en tirer profit.

Merci à Extrom, Q-Fin, Rösler, TimeSavers en Topfinish.