rapport jet d'eau 1

Ecole Mohammadia d’IngénieursDépartement Génie Mécanique

RAPPORT

PROCEDES DE FABRICATION

USINAGE PAR JET D’EAU

Yassine AKHRIF Mohammed Amine LABBARDI Ismail SALAMY


INTRODUCTION :

Depuis la nuit des temps, l’eau joue un rôle essentiel dans la vie de l’homme, d’une part c’est la source de la vie et sans l’eau la vie est impossible, d’autre part l’eau a contribué à l’évolution de l’homme. Dès le départ l’homme a pu exploiter la puissance de l’eau qui lui a permis de minimiser ses efforts et faire de plus d’autres travaux qui lui semble dans le passée impossible, exemple de noria et son rôle dans l’agriculture et dans la distribution de l’eau dans les villes. Jusqu’à aujourd’hui l’eau continue son rôle et devient de plus en plus un élément indispensable dans l’industrie du monde, on le rencontre dans le refroidissement des fluides et des pièces, le nettoyage et préparation des surfaces, enlèvement de la peinture, les pompes.... jusqu’à le domaine d’usinage où on trouve l’usinage par jet d’eau qui est le sujet de notre rapport.

Pour ce qui concerne l’usinage par jet d’eau et comme son nom l’indique c’est l’utilisation de l’eau sous pression pour usiner la matière, il inclut le tournage, le perçage, le fraisage… et le découpage par jet d’eau, Dans ce rapport on va vous présenter le découpage par jet d’eau, le principe de fonctionnement, les types de découpage, les avantages et les domaine d’application.



PLAN :

Introduction :

1- Le principe de fonctionnement :

2- Les types de découpage :

3- Les principaux avantages de la découpe par jet d’eau

4- Les domaines d’application :



1- LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT :

La découpe par jet d’eau se base sur l’eau et /ou additionnée d’abrasif (pour faciliter la coupe des matériaux) qui sort avec une très grande vitesse grâce à un système de compression qui pousse l’eau traversant une buse de faible diamètre, cette vitesse qui atteindre les 1000m/s peut être calculé par l’équation de Bernoulli :

Veau=√ 2(P (eau )−P0)ρ (eau)

Avec : P (eau) : la pression hydraulique.P0 : est la pression environnante.ρ(eau): La masse volumique de l’eau supposée incompressible.

2- LES TYPES DE DÉCOUPAGE :

- La découpe à l’eau pure :

L'eau à haute pression; jusqu’à 4136 bars ; est ensuite concentrée en un fin jet par le biais d'une buse en diamant ou en saphir, d'un diamètre allant de 0,1 mm à 0,7 mm. Cette méthode de découpe sert essentiellement à la découpe de matériaux tendres comme le caoutchouc, la mousse, les garnitures d'étanchéité, le plastique, le papier, le contreplaqué, le cuir, les textiles, les produits alimentaires et de nombreuses autres matières similaires. De l'eau normale est pressurisée à très haute pression et chassée à travers une petite buse en pierre précieuse pour former un intense jet de découpe. La vitesse du jet peut atteindre jusqu'à 2,5 fois la vitesse du son, ceci permettant une découpe à très haut rendement. Les vitesses varient en fonction du matériau traité.

- La découpe à l'abrasif :

Avec les matériaux où la découpe à l'eau pure ne permet plus l'effet escompté, on utilise la méthode dite abrasive. Ce processus consiste à adjoindre à l'eau un agent de découpe à fines particules. Après ajout de l'abrasif, celui-ci, l'eau et l'air sont combinés dans la chambre de mélange, puis ils sont accélérés dans la buse de focalisation. Le résultat en est un jet à haute énergie qui perce et découpe par effet de micro-érosion des matériaux de grande épaisseur et des consistances les plus diverses, comme par exemple le métal, la céramique,



la roche et le verre pare-balles(c’est presque le même principe de l’usinage par électroérosion)

Dans les deux applications, la découpe à l'eau pure et à l'abrasif, les opérations peuvent s'effectuer en plusieurs dimensions.

Découpe au jet d'eau 1D :

La structure du système est généralement tout à fait simple ; les vitesses de coupe sont élevées et le système utilise presque toujours de l'eau seulement. Les caractéristiques principales en sont la haute vitesse de découpe, la fiabilité et une humidité résiduelle minime, en raison des vitesses et du jet d'eau de dimensions réduites. Comme le travail s'effectue avec de très fins jets d'eau, et donc la rétention d'eau sur le matériau est très faible, on peut soit déplacer le matériau soit la tête, ainsi de nombreuses têtes de découpe peuvent être utilisées simultanément.


L'application la plus populaire est la table de découpe en 2 dimensions. La tête de découpe se déplace sur des axes X-Y, en fonction des instructions fournies par le contrôleur CNC. Étant donné que la tête de découpe doit être très proche du matériau à découper. Ce type de système est idéal pour produire rapidement des types de pièces très différents dans les matériaux les plus divers. Les caractéristiques essentielles en sont la vitesse de découpe (jusqu'à 114 m par minute) et le nombre de pièces à découper.

Application

Métaux, composites, garnitures d'étanchéité, céramique, pierre, verre et tout matériau de densité constante.


Une tête de découpe à six axes peut découper des cônes dans des feuillards métalliques, des chanfreins, ainsi que des trous dans des tubes. En général ces machines sont plus coûteuses, mais elles sont également extrêmement polyvalentes.

3- LES PRINCIPAUX AVANTAGES DE LA DÉCOUPE PAR JET D’EAU :

Transition très rapide entre le dessin et la découpe Haute précision – découpe secondaire inutile Haute vitesse de découpe Affûtage des outils inutile Plus grande sécurité pour l'opérateur et l'environnement – ni vapeur, ni poussière, ni

fumée, et pas de coûteux réfrigérants Un produit fini propre évite les opérations de nettoyage secondaires



Finition de surface secondaire inutile pour la plupart des applications Petites entailles Idéale pour la production rapide et flexible de prototypes, production á haut volume

possible Utilisation optimale du matériau via logiciel CFAO Le plus gros avantage de découpe au jet d’eau est son processus de découpe à froid ;

parce que le matériau n’y soumis à aucune contrainte thermique, et par conséquence pas de zones affectées thermiquement ni fusion, pas de durcissement et pas d’émission gazeuse

Le matériau est soumis à des forces tangentielles faible, ainsi le blocage de la pièce est inutile et donc y’a pas de gauchissement de surface, et la déformation de la pièce est évitée et une précision de découpe élevée est atteinte sans laisser d'effiloches ou de bavures en bordure

On veut être capable de découper des formes complexes à haute précision tout en conservant une bonne qualité de l'arête de coupe.

Les arêtes de coupe sont d'excellente qualité et ne nécessitent aucun usinage ultérieur. La surface de la pièce ne subit aucun dommage. Le très mince jet d'eau cause une entaille minimale. La perte de matériau est par conséquent moindre qu'avec les technologies conventionnelles

La faculté de débuter une découpe à n'importe quel endroit de la pièce, ainsi que la découpe en plongée, offrent un outil et un processus universels, indépendamment du matériau découpé.

Les hautes performances en matière d'économie de la tête de découpe abrasive doivent être démontées en plus de sa facilité d'entretien et de sa fiabilité. Et donc elle présente une conception simple qui permet un remplacement rapide et sans outil de la buse

4- LES DOMAINES D’APPLICATION : Cette technique est utilisée dans plusieurs domaines différents comme aéronautique et l’aérospatiale, l’industrie métallurgique, industrie électrique.


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