Découpe chimique de l'aluminium pour des applications industrielles exigeantes

Grâce à l'utilisation de résines photosensibles et d'agents d'attaque pour usiner chimiquement des zones sélectionnées avec précision, le processus se caractérise par la conservation des propriétés des matériaux, l'absence de bavures et de contraintes sur les pièces, des profils propres et l'absence de zones affectées par la chaleur.

Associée au fait que la découpe chimique utilise un outillage numérique facilement réproductible et peu coûteux, elle constitue une alternative de fabrication rentable, très précise et rapide aux technologies d'usinage traditionnelles telles que l'emboutissage, la découpe au laser et la découpe au jet d'eau.

Quels sont les problèmes liés à l'usinage de l'aluminium ?

De nombreuses entreprises qui ont essayé de fabriquer de l'aluminium connaissent certains problèmes liés à l'utilisation de ce métal, tels que sa nature réfléchissante (qui rend la découpe au laser problématique) et le fait qu'il sert de revêtement aux matrices, ce qui rend le poinçonnage peu fiable. L'aluminium est également connu pour être un excellent conducteur de chaleur et d'électricité, ainsi que pour sa résistance à la corrosion, deux propriétés utiles mais qui posent des problèmes aux fabricants.

Par exemple, dans le processus de découpe chimique, l'alum,inium réagit avec les produits chimiques corrosifs et devient exothermique, libérant de l'énergie thermique. Cela a des répercussions sur l'efficacité et la précision du processus de découpe chimique. La réaction hautement exothermique de l'aluminium au processus de découpe peut, dans certains cas, détruire la résine photosensible, créant ainsi une découpe grossière.

En effet, la réaction exothermique provoque le décollement de la résine de la feuille d'aluminium, ce qui permet à l'agent de découpe de s'infiltrer sous la résine et de compromettre la découpe. Il en résulte un bord rugueux, dentelé et granuleux, bien loin des profils de découpe lisses et droits typiques du processus de découpe chimique.

Une découpe sur aluminium réussie

En raison de la demande exceptionnelle d'aluminium dans une variété d'applications industrielles et de la nécessité d'un processus d'usinage qui soit à la fois répétable, cohérent et qui surmonte des problèmes tels que ceux qui viennent d'être soulignés avec la découpe au laser et le poinçonnage, Precision Micro a investi des ressources considérables dans l'équipement de laminage afin d'améliorer l'adhérence de la résine photosensible à l'aluminium.

L'entreprise a également mis à profit ses cinq décennies d'expérience en matière de découpe chimique pour affiner et ajuster les concentrations des produits chimiques corrosifs utilisés sur l'aluminium. Ces adaptations chimiques ont été combinées à l'ajustement de la vitesse du processus et au contrôle de la température. Tous ces facteurs étant interdépendants, l'optimisation du processus est un exercice d'équilibre dont le succès repose sur une expertise considérable acquise au fil de nombreuses années et de nombreux projets.

Études de cas

Grilles d'admission d'air

Grâce à la reconfiguration des machines, des produits chimiques et des paramètres du processus, Precision Micro a participé à d'innombrables projets réussis de découpe chimique de l'aluminium. L'un de ces projets a été entrepris pour un grand fabricant d'hélicoptères et consistait à découper des grilles d'admission d'air en aluminium.

Il ne s'agissait en aucun cas d'un projet à grand volume, et les pièces n'étaient certainement pas aussi riches en fonctionnalités que celles avec lesquelles Precision Micro travaille (la découpe chimique étant généralement associée à des séries à grand volume de pièces complexes). Cependant, la découpe a été le processus de fabrication retenu car les autres technologies alternatives introduisaient des contraintes dans les composants.

Comme il s'agissait d'une application aérospatiale, le poids était un facteur clé. Le client a donc exigé l'utilisation de l'aluminium en raison des économies de poids inhérentes, et le projet a été mené à bien grâce à la combinaison des adaptations de Precision Micro en matière de chimie, de processus et de machines.

Plaques de déshumidification pour avions

Dans une autre application aérospatiale, Precision Micro a appliqué avec succès des techniques similaires à la fabrication de nombreuses pièces d'aluminium différentes qui composaient un déshumidificateur utilisé dans les cabines d'avion. Pour cette application, l'aluminium a été utilisé pour diverses raisons, notamment pour son faible poids, mais aussi pour ses caractéristiques thermiques.

Precision Micro a produit des canaux et des ouvertures de précision découpés dans un grand nombre de ces pièces, la découpe chimique étant le processus de fabrication choisi car l'emboutissage aurait été d'un coût prohibitif en raison de la nécessité d'utiliser 36 outils d'emboutissage différents. En outre, l'emboutissage n'aurait pas permis d'obtenir la section transversale nécessaire des profils qui était essentielle pour obtenir le débit et le profil thermique spécifiés.

L'attaque chimique a également permis d'éviter les couches de refonte qui sont typiques de certains procédés d'usinage tels que l'électroérosion.