Traitement par micro-fraisage : avantages, inconvénients et applications

Traitement de la micro-coupe Introduction.

L'usinage par micro-découpe appartient à la catégorie de l'usinage traditionnel et son mécanisme est similaire à celui de l'usinage par enlèvement de copeaux conventionnel, qui consiste à enlever de la matière de la surface de la pièce à l'aide d'un outil de coupe. La différence réside dans la taille des composants, qui est généralement comprise entre 0,1 et 10 mm, et dans la dimension des éléments traités, qui est comprise entre 0,01 et 1 mm, ce qui correspond à la méso-échelle. Le traitement par micro-découpe comprend le micro-tournage, le micro-fraisage, le micro-perçage et le micro-meulage. Le micro-fraisage utilise des fraises d'un diamètre inférieur à 1 mm, voire plus petit. Le fraisage est l'une des méthodes de coupe les plus flexibles, et le micro-fraisage permet le traitement diversifié de petits composants tridimensionnels de forme complexe.

Avantages et limites de la technologie du micro-fraisage.

Par rapport à d'autres méthodes de micro-coupe, la technologie du micro-fraisage présente les avantages suivants :

1. Traitement de divers matériaux : Le micro-fraisage permet d'usiner divers matériaux en enlevant de la matière à la surface de la pièce à l'aide d'un outil de coupe. En théorie, en choisissant la dureté et la résistance appropriées de l'outil, il est possible d'usiner différents matériaux.
2. Forte capacité de traitement tridimensionnel : Il permet un traitement rapide, fiable et reproductible des surfaces de forme libre et des caractéristiques tridimensionnelles complexes à l'échelle moyenne.
3. Précision de traitement élevée : l'utilisation de fraises de micro-fraisage en PCD (diamant polycristallin) et en diamant monocristallin permet d'obtenir une précision d'usinage stable et une rugosité de surface supérieure à 100 nm en micro-fraisage.
4. Faible coût de traitement : Le coût de traitement du micro-fraisage est relativement faible par rapport à d'autres méthodes de micro-traitement telles que la photolithographie, usinage par microdécharge électriqueet l'usinage microélectrochimique. En outre, la capacité de produire des composants en grandes quantités avec une bonne répétabilité contribue au faible coût de traitement.

Bien que le micro-fraisage présente de nombreux avantages par rapport à d'autres méthodes de micro-coupe, il a aussi ses limites. Le micro-fraisage n'est pas simplement une réduction de la taille du macro-fraisage par rapport au macro-fraisage conventionnel. Dans le processus de micro-fraisage, lorsque les paramètres de coupe diminuent dans le même ordre de grandeur que le rayon de l'arête de coupe ou la taille du grain du matériau de la pièce, il présente des caractéristiques de coupe différentes de celles du macro-fraisage, telles que les effets de taille et le phénomène d'épaisseur minimale des copeaux. Les effets de taille et l'épaisseur minimale des copeaux peuvent conduire à des mécanismes de coupe différents et à des degrés variables d'usure de l'outil et de défauts d'usinage, ce qui peut limiter l'application de la technologie du micro-fraisage dans la production. En outre, la fabrication des fraises de micro-fraisage et le maintien d'arêtes de coupe tranchantes affectent également le processus et l'intégrité de la surface du micro-usinage. Par conséquent, des recherches théoriques et expérimentales approfondies sont encore nécessaires pour combler les lacunes actuelles de la technologie de traitement par micro-fraisage.

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Applications de la technologie de micro-fraisage.

La technologie traditionnelle de micro-fraisage utilise principalement des micro-fraises dont le diamètre varie de quelques dizaines de micromètres à un millimètre pour le micro-usinage sur des machines-outils d'ultra-précision de taille conventionnelle. Comme ces machines-outils sont principalement utilisées pour l'usinage de haute précision de pièces géométriques non microscopiques, des conceptions et des processus complexes sont nécessaires pour atteindre la précision souhaitée. Cependant, elles n'ont pas la flexibilité nécessaire pour l'usinage de petits composants et présentent des coûts élevés et une faible efficacité. Les équipements d'usinage miniaturisés présentent les avantages d'une grande flexibilité, d'une grande efficacité, d'une forte intégration et d'un faible coût.

Avec le développement de la technologie, la demande de petits composants dans la société ne cesse d'augmenter et modifie discrètement le mode de vie des gens. Par exemple, les smartphones évoluent vers la miniaturisation, la légèreté et l'intelligence, ce qui nécessite l'utilisation de diverses technologies de micro-usinage pour fabriquer des composants micro-structurels. La technologie du micro-fraisage, en tant que méthode de traitement rapide et peu coûteuse pour les petits composants, a été largement appliquée dans des domaines tels que l'aviation, la communication, l'automobile et l'optique.