Les constructions légères dans le domaine de la mobilité électrique et le développement d’avions plus économes en carburant ont permis de remplacer de nombreux métaux par des plastiques. Les matériaux composites, par exemple le CFK ou le GFK, se démarquent par leur haute stabilité mécanique et leur faible poids spécifique. En règle générale, les pièces non métalliques ont pour point commun de devoir être encore usinées pour être opérationnelles. Cela vaut également pour les composants céramiques en dioxyde de zirconium dans les prothèses dentaire.
Parmi les matériaux non métalliques contraignants, l’on peut notamment citer les suivants :
- Kevlar : il s’agit en réalité d’un nom déposé de DuPont qui fait référence à l’aramide (polyamide aromatique) à partir duquel les fibres sont filées. Son avantage réside dans la grande résistance des fibres compactes et la grande résistance aux chocs. En outre, ce matériau est particulièrement léger et amortit facilement les vibrations. Il convient donc aux composants soumis aux chocs. Lors de l’usinage de KFK, il existe un risque de délaminage provoqué par l’effilochage des bords de coupe et donc de dégradation de la pièce. Les fibres sollicitent les outils d’usinage par abrasion s’ils ne sont pas spécialement conçus à cet effet.
- CFK : le CFK est environ quatre à cinq fois plus résistant que l’acier et plus léger par le même facteur. Les fibres sont incorporées dans un plastique thermodurcissable (non fusible) ou, de plus en plus, thermoplastique (fusible). En outre, le CFK est très résistant à la fatigue. Ce matériau est utilisé pour les supports et éléments de carrosserie dans les secteurs de l’automobile et de l’aérospatial ainsi que pour les tables médicales légères. Lors de l’usinage, le délaminage et le fort pouvoir abrasif sont des difficultés à prendre en compte.
- GFK : pour ce matériau composite, les fibres de verre sont incorporées dans le plastique. Le GFK est relativement solide et moins cher que le CFK. Lors de l’usinage, le délaminage et l’effet abrasif peuvent endommager l’outil.
- Zircon : il s’agit ici d’un minéral. Il est principalement utilisé sous forme de dioxyde de zirconium en médecine dentaire, notamment pour fabriquer des implants, des couronnes dentaires, des tenons radiculaires ou de prothèses télescopiques. Malheureusement, l’usinage de ce matériau très dur peut accélérer l’usure des outils.
L’usinage de matériaux non métalliques possède également son lot de difficultés spécifiques. En particulier lors de la plongée et du retrait de l’outil, le phénomène de délaminage peut facilement survenir avec les plastiques renforcés en fibres. Ce phénomène se remarque par l’effilochement ou la présence d’éclats. Les matériaux de type céramique, par exemple le dioxyde de zirconium, usent les outils. Les outils d’usinage haute qualité de ZCC-CT permettent de lutter contre ces difficultés lors du fraisage, du tournage ou du perçage de ces matériaux.
