Ce dossier donne des conseils pour :
- Équipement pour percer l’acrylique
- Procédures
- Dépannage
- Fournisseurs d’équipement
Équipement pour percer l’acrylique
Perceuses
Tout équipement motorisé disponible dans le commerce est acceptable pour percer les feuilles d’acrylique. Cela inclut les perceuses portables, les perceuses à colonne, les tours, les unités de perçage automatiques à broches multiples, les routeurs CNC et les centres d’usinage.
Mèches
Plusieurs fabricants proposent des mèches conçues spécialement pour les plastiques. Les mèches sont fabriquées en acier rapide (HSS), en cobalt, en HSS avec des pointes en carbure ou en carbure massif. Les forets hélicoïdaux en acier rapide pour le travail du métal peuvent être utilisés avec quelques modifications.
Les forets standard pour le travail du métal sont conçus pour découper agressivement le métal lorsqu’ils y sont introduits. Si elles sont utilisées sur de l’acrylique sans modification, ces mèches s’ébrécheront et causeront d’autres dommages au plastique. Ces forets doivent être réaffûtés afin de racler le plastique au lieu de le couper de manière agressive et de le gouger. Il y a trois points à considérer lors de la modification d’un foret hélicoïdal standard pour le travail du métal pour les plastiques :
1. Les angles de pointe des forets standard sont généralement de 118-130°. Cet angle de pointe doit être rectifié à 60-90°. Cela permettra à la mèche d’entrer et de sortir facilement de l’acrylique sans s’ébrécher. Des angles de pointe plus importants provoquent généralement des fissures et des éclatements lorsque la mèche sort de la plaque. Pour la plupart des opérations de perçage des plaques ACRYLITE®, il convient d’utiliser des mèches à angle de pointe de 90°. Une mèche avec un angle de pointe de 90° génère des copeaux plus petits qui sont plus faciles à évacuer, ce qui réduit la fusion et améliore la qualité du trou. Des précautions doivent être prises aux points d’entrée et de sortie. En général, les trépans avec un angle de pointe de 90° sont recommandés. Les mèches avec un angle de pointe de 60° sont également utilisées, en particulier pour les trous d’un diamètre de 1/2″ et plus. Voir la figure 1.
Figure 1
2. Le bord de coupe doit être rectifié » à plat » avec un angle de coupe de 0-4°. Ce bord de coupe va gratter l’acrylique, et non le gouger. Voir figure 2.
Figure 2
3. La surface derrière le bord de coupe doit être meulée à des angles de dégagement de 12-15°. Ce dégagement arrière réduit le contact métal/plastique et l’accumulation de chaleur. Cette modification est standard sur la plupart des forets hélicoïdaux de haute qualité. Voir la figure 3.
Figure 3
La géométrie du foret affecte la qualité des trous percés puisqu’elle affecte la taille et l’évacuation des copeaux. Les trépans de plus grand diamètre et les trépans avec des angles de pointe plus petits produisent des copeaux plus grands. Si la profondeur du trou (H) est inférieure au diamètre du trépan (D), les gros copeaux sont facilement éjectés. Au fur et à mesure que la profondeur du trou augmente, c’est-à-dire H>D, les gros copeaux deviennent plus difficiles à éjecter en raison du jeu étroit entre le trépan et les parois du trou. L’augmentation de l’angle de la pointe de la mèche diminue la taille des copeaux générés, facilitant ainsi leur éjection. Cependant, comme mentionné ci-dessus, si l’angle de pointe est trop important, supérieur à 90°, l’éjection et l’écaillage peuvent constituer un problème lorsque le trépan sort de l’acrylique.
L’angle d’hélice d’un trépan est l’angle entre le bord de coupe et une ligne verticale le long du centre du trépan. Les mèches avec un angle d’hélice modéré aident à l’éjection des copeaux et sont recommandées pour le perçage des plastiques. Les petits angles d’hélice gênent l’éjection des copeaux et augmentent la fusion. Les angles d’hélice trop importants peuvent provoquer des fissures sur les bords du trou. Généralement, un angle d’hélice de 15 à 30° est recommandé. Voir la figure 4.
Figure 4
Procédures
S’assurer de suivre les recommandations de sécurité du fabricant pour l’équipement et les matériaux utilisés avec la feuille ACRYLITE®.
Lors du perçage de la tôle ACRYLITE®, de la chaleur est générée en raison du jeu étroit entre la mèche et les parois du trou et en raison de la difficulté d’éjection des copeaux. Comme mentionné ci-dessus, l’éjection des copeaux devient plus difficile à mesure que le trou devient plus profond. Le frottement entre la mèche et le matériau augmente également en raison de la conductivité thermique relativement faible de l’acrylique et de son coefficient de dilatation thermique élevé, qui entraînent une dilatation du matériau. Ces facteurs, s’ils ne sont pas pris en compte, peuvent entraîner la fusion et la gomme du matériau, ce qui ne permet pas d’obtenir une qualité de trou optimale. Il est donc essentiel de réduire la chaleur générée et d’éliminer rapidement les copeaux.
La pièce doit être maintenue fermement ou, de préférence, solidement serrée sur la table de travail. Il est préférable d’étayer la pièce à percer avec de l’acrylique, une autre feuille thermoplastique ou un panneau de fibres de densité moyenne (MDF) afin que la mèche se poursuive dans le matériau solide lorsqu’elle pénètre dans la surface inférieure. Cela évitera l’écaillage de la surface inférieure. Utiliser une vitesse d’avance lente au début de l’action de perçage pour permettre à la mèche de pénétrer dans le matériau et également ralentir la vitesse d’avance lorsque la mèche sort de la surface inférieure pour éviter l’écaillage.
Conditions de perçage suggérées
Les conditions de perçage appropriées sont une combinaison de la vitesse de rotation de la broche (RPM) et de la vitesse d’avance (IPM). Deux paramètres sont généralement employés pour les déterminer. Ce sont :
- SFM (pieds de surface par minute) – la vitesse à SFM à laquelle le bord coupant du trépan frappe le matériau.
- IPR (pouces par révolution) – la quantité de matériau IPR enlevé par révolution du trépan, également appelée charge de copeaux. Le SFM et l’IPR ne peuvent pas être réglés directement sur les équipements de forage à commande manuelle. Cependant, les données SFM et IPR peuvent être utilisées pour déterminer les réglages appropriés de la vitesse de rotation de la broche en RPM (tours par minute) et de la vitesse d’avance en IPM (pouces par minute). Si le SFM et l’IPR optimaux sont connus, les réglages peuvent être déterminés à l’aide des équations suivantes :
RPM =3,82 x SFM/D
IPM=IPR x RPM
Pour le perçage acrylique, les valeurs recommandées pour le SFM et l’IPR sont indiquées dans le tableau ci-dessous.
Figure 5
Figure 6
Figure 7
Comme l’indiquent les graphiques et le tableau ci-dessus, des SFM plus faibles sont nécessaires pour les forets de plus grande taille. Cela permet d’assurer un forage régulier et sans vibrations, car les trépans de grande taille auront tendance à saisir davantage le matériau. Par conséquent, la vitesse d’avance doit généralement être ralentie afin d’éviter l’écaillage et, par conséquent, la vitesse de la broche doit être réduite pour éviter la fusion.
Pour H>D, il convient d’employer le perçage par paliers, en forant par incréments et en retirant périodiquement la mèche du matériau pour éliminer les copeaux.
Forage manuel
Les opérations de forage manuel doivent être effectuées à une vitesse et une avance plus faibles que le forage automatisé ou CNC en tenant compte du diamètre de la mèche, de l’épaisseur du matériau et de la capacité de refroidissement pendant le forage. De plus, le perçage par pointes doit être employé dans les trous plus profonds afin de réduire la fusion. Il est difficile de contrôler précisément la vitesse d’avance dans les opérations de perçage manuel. La finition du trou peut être utilisée comme un guide pour les vitesses d’avance appropriées une fois que le régime correct est établi. Si le matériau s’écaille, la vitesse d’avance est trop rapide et doit être réduite. Si le matériau fond, la vitesse d’avance est trop lente et doit être augmentée.
Forme des copeaux
La forme des copeaux générés par le forage peut servir de guide pour les conditions de forage. Les conditions optimales donnent des trous à surface lisse avec des copeaux lisses et continus. Si les copeaux sont friables et que la coupe est irrégulière, la vitesse d’avance est trop élevée ou le régime est trop faible. Les copeaux qui sont fondus et les trous qui présentent une fusion indiquent que la vitesse d’avance est trop faible ou que le RPM est trop élevé.
Les réfrigérants
Les réfrigérants à air ou liquides doivent être utilisés chaque fois que possible. Les liquides de refroidissement réduisent la chaleur générée et améliorent donc la qualité du trou. Dans certaines profondeurs et tailles de trous, les liquides de refroidissement sont nécessaires pour éviter la fusion. En règle générale, les liquides de refroidissement doivent être utilisés lorsque la profondeur du trou (H) est supérieure au diamètre du foret (D) (par exemple, pour D=0,250″, un liquide de refroidissement doit être utilisé pour H>0,250″). Les liquides de refroidissement doivent également être utilisés pour les trous d’un diamètre supérieur ou égal à 1/2″ (D ≥1/2″).
Les pistolets à air froid fournissent un bon refroidissement et sont généralement plus propres à utiliser que les liquides de refroidissement. Cependant, les liquides de refroidissement fournissent plus de refroidissement, car le liquide peut ruisseler dans le trou à mesure que la mèche traverse le matériau, ce qui permet d’obtenir une meilleure finition des trous. On peut utiliser de l’eau, du kérosène, des huiles minérales et d’autres solvants compatibles.
Ébavurage et fraisage
Les trous qui peuvent être soumis aux forces des vis ou des boulons doivent être ébavurés avec un fraisage. Les fraises à cannelure zéro fonctionnent bien pour le fraisage et l’ébavurage des trous dans les feuilles d’acrylique. Si un lamage n’est pas disponible, utilisez un foret de diamètre supérieur à celui du trou et ébavurez le bord rugueux du côté de la sortie du trou (côté où le foret a traversé la feuille).
Perçage de circuits imprimés
Le perçage de circuits imprimés est un cas particulier où des machines automatisées percent des milliers de trous minuscules à très grande vitesse. Des mèches spécialement conçues sont nécessaires. Les recommandations relatives à la vitesse d’avance et au régime sont fournies dans les figures 8 et 9.
Figure 8
Figure 9
Réaliser de grands trous
Pour percer un trou dans la feuille ACRYLITE® de plus de 1″ (25.4 mm), il est possible d’utiliser un cutter circulaire. La mèche du cutter doit également être modifiée pour tenir compte des propriétés du matériau acrylique. La pointe doit racler l’acrylique, et non le creuser. Pour une découpe optimale avec les coupe-cercles, tenez compte des recommandations suivantes :
- Le coupe-mouche et l’outil de coupe lui-même doivent être fixés correctement. L’outil de coupe ne doit être étendu que suffisamment pour obtenir la profondeur de coupe souhaitée.
- La plaque d’acrylique doit être correctement soutenue et serrée pour éviter toute flexion ou vibration pendant l’opération de coupe. Le matériau doit également être placé aussi près que possible de la fraise volante pour réduire la distance que la fraise doit parcourir.
- Une vitesse de rotation de la broche comprise entre 400 et 600 tr/min est recommandée.
- Une vitesse d’avance lente et régulière est très importante pour obtenir un trou propre et lisse. Lorsque le trou est terminé et que la « pièce brute » s’est libérée, il est souhaitable d’éteindre la perceuse à colonne sans retirer l’outil de coupe, afin d’éviter tout écaillage du trou lors de la sortie de l’outil.
- Une légère brumisation d’eau est également recommandée pour garder l’outil de coupe et le plastique frais, et aussi pour agir comme lubrifiant de coupe.
- La mouche et l’outil de coupe lui-même doivent être fixés correctement. L’outil de coupe ne doit être étendu que suffisamment pour obtenir la profondeur de coupe souhaitée.
- La feuille d’ACRYLITE® doit être correctement soutenue et serrée pour éviter toute flexion ou vibration pendant l’opération de coupe. Le matériau doit également être placé aussi près que possible de la fraise volante afin de réduire la distance que la fraise doit parcourir.
CAUTION : Une fraise volante ne doit être utilisée que dans une perceuse à colonne avec la feuille acrylique solidement fixée à la table de la machine. La perceuse à colonne fournit la pression uniforme et le positionnement constant essentiels pour un perçage sûr de trous de qualité. N’essayez jamais d’utiliser un coupe-cercles avec une perceuse électrique manuelle.
Fraisage – Installations sur site
Les sections précédentes ont traité de la production contrôlée et des applications en atelier. La compréhension de ces informations est inestimable pour de nombreuses exigences de réalisation de trous. En outre, il arrive que des trous doivent être réalisés, par exemple sur un chantier, où le contrôle des vitesses et des avances exactes utilisées est limité. Dans ces situations, les recommandations de mèches suivantes peuvent être utiles.
Plusieurs géométries de mèches sont décrites ci-dessous et peuvent être utilisées avec succès, bien que la plupart ne laissent pas le diamètre intérieur du trou avec une finition lisse. Ces mèches nécessitent les mêmes considérations pour le support derrière la feuille et pour le refroidissement que celles examinées précédemment pour les mèches de forets hélicoïdaux.
Mèche à bêche (1 mèche à bêche (1-1/2″ à 2″) – utilisez une conception avancée comme le SPEEDBOR 2000® d’Irwin qui a des éperons sur les bords extérieurs pour aider à l’alignement et fournir une percée lisse lorsque la mèche sort du matériau.
Mèche à pointe brad (1/8″ à 1″) – cette conception est similaire à un foret hélicoïdal avec une pointe modifiée similaire à une mèche à bêche avec des éperons. Elle présente un avantage par rapport à une mèche à bêche, car elle a une conception de cannelure hélicoïdale qui arrachera les copeaux.
Mèche étagée Unibit® ou Vari-Bit® (1/8″ à 1/2″) – ces mèches peuvent être utilisées pour des feuilles d’une épaisseur maximale de 0,118″ (3 mm) afin d’obtenir une variété de diamètres de trous avec une seule mèche. Elles nécessitent un soutien maximal derrière la tôle pendant l’utilisation pour éviter les fissures.
Scies à trou avec arbre de forage pilote central (3/4″ à 6″)- elles nécessitent un refroidissement pendant la coupe pour éviter l’accumulation de contraintes dans la tôle. Elles laissent une finition médiocre sur l’intérieur du trou. Elles sont utiles pour les trous de passage brut pour l’installation de CVC, de plomberie ou de câblage électrique.
Lignes directrices pour la distance de perçage à partir du bord de la tôle
Lorsque vous percez des trous pour soutenir la tôle par fixation ponctuelle, deux règles s’appliquent. Premièrement, le diamètre du trou de boulon doit être au moins 2 fois le diamètre du boulon. Cela permet un dégagement adéquat pour l’expansion et la contraction thermique et de l’humidité. Deuxièmement, la distance entre le centre du trou et le bord de la tôle doit être au moins égale à 1,5 fois le diamètre du trou percé. Veuillez consulter l’image à droite pour un schéma détaillé.
Dépannage
Fournisseurs d’équipement
Les fournisseurs énumérés ci-dessous offrent des matériaux et des équipements testés et approuvés par Roehm America LLC. Les distributeurs agréés de feuillesACRYLITE® peuvent également offrir des matériaux et de l’équipement.
Mèches en plastique
Onsrud Cutter, Inc.
80 Liberty Drive
Libertyville, IL 60048
800-234-1560
Fax : 800-557-6720
Craftics, Inc.
2701 N. Pulaski Rd.
Chicago IL 60639
773-235-3307
Fax : 800-289-2020
American Tool Co.
92 Grant Street
Wilmington, OH 45177-0829
800-866-5740
Fax : 937-382-8199
Fraises standard
Fraises en acier rapide :
La quincaillerie locale
Le magazine de l’industrie du bois
Les mèches en carbure massif
Consultez le « Thomas Register of
American Manufacturers » ou les
Pages jaunes. pour trouver votre fournisseur d’outils local
Fraises à cannelure zéro
J & L Industrial Supply
31800 Industrial Road
Livonia, MI 48151
800-521-9520
Fax: 800-525-6817
Marque Weldon
Vendue par J&L Industrial Supply
Couteaux circulaires
General Tools Manufacturing Inc.
80 White Street
New York, NY 10013-3567
212-431-6100
Fax : 212-431-6499
Ralmike’s Tool-A-Rama
4405 S. Clinton Avenue
S. Plainfield, NJ 07080
800-462-4243
800-472-5645
Stanley Tools
Division of Stanley Works
1000 Stanley Drive
New Britain, CT 06053
860-225-5111 or
1-800-648-7654
Fax : 860-827-3895
www.stanleyworks.com