Optimisation du perçage de multi-matériaux sur unité de perçage automatique (UPA)

Multilayer materials drilling optimisation on Automatic Drilling Units (ADU)

• Auteur / Autrice : Jérémy Jallageas
• Direction : Olivier Cahuc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 22/01/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux / I2M
• Jury : Président / Présidente : Franck Girot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mehdi Cherif, Jean-Yves K'nevez, Yann Landon, Jany Roger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Furet, Joël Rech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perçage et alésage

Construction mixte

Mots clés libres

Unité de perçage automatique

Perçage de multi-matériaux

Outil coupant

Perçage vibratoire

Perçage auto-adaptatif

Automatic drilling unit

Multilayer material drilling,

Cutting tool

Vibration-assisted drilling

Self-adaptive drilling

Résumé

L’allégement des structures aéronautiques conduit à associer par stratification les composites aux métaux : on parle alors de multi-matériaux. L’assemblage mécanique des empilages nécessite au préalable des opérations de perçage qui s’effectuent majoritairement sur Unité de Perçage Automatique (UPA). L’objectif des travaux présentés dans ce mémoire est d’optimiser les opérationsde perçage effectuées sur UPA dans des multi-matériaux CFRP-7175-TA6V. Trois axes de recherche ont ainsi été étudiés. Le premier concerne l’optimisation de l’outil. L’utilisation d’une méthode de conception adaptée a conduit vers plusieurs pistes d’améliorations de la géométrie d’un foret. Le deuxième axe traite de la modélisation du perçage vibratoire. Cette méthode consiste à ajouter un mouvement de vibration axiale, au mouvement de coupe. Le dernier axe développe la technique du perçage auto-adaptatif. Une nouvelle méthode est proposée pour identifier les différents matériaux constituants l’empilage.

The weight reduction of aero structures has led to use composite materials combined to metallicparts to form multilayer materials. Stacked materials are drilled in one-shot during the assemblyprocess. The objective of this work is to find optimised parameters to drill efficiently CFRP-7175-TA6Vmaterial stack using Automatic Drilling Units (ADU). Three research areas have been explored. Thefirst one concerns drill bit optimisation. A customized functional analysis had led to several toolimprovements. The second area focuses on vibration-assisted drilling. This method consists in addinga reciprocating axial displacement. Formerly under ribbon form, the chips become well broken withthe vibrations and their evacuation gets better. At last, the self-adaptive drilling technique is studied.A new methodology for real-time material identification is proposed.