Le polissage améliore non seulement l'aspect de la pièce, mais aussi sa résistance à la corrosion et à l'abrasion à la surface du matériau. En outre, il peut apporter des avantages supplémentaires aux moules en plastique, notamment en facilitant le démoulage du produit fini et en réduisant la durée du cycle de production. Le polissage est donc une étape cruciale dans [...]
Le polissage améliore non seulement l'aspect de la pièce, mais aussi sa résistance à la corrosion et à l'abrasion sur la surface du matériau.
En outre, il peut apporter des avantages supplémentaires aux moules en plastique, notamment en facilitant le démoulage du produit fini et en réduisant la durée du cycle de production. Le polissage est donc une étape cruciale dans la production des moules en plastique.
Actuellement, les 6 méthodes de polissage suivantes sont couramment utilisées :
Polissage mécanique Le ponçage est une technique qui consiste à enlever la matière qui dépasse de la surface d'une pièce en la coupant pour obtenir une finition lisse. Cette opération est généralement réalisée manuellement à l'aide d'outils tels que des pierres à aiguiser, des meules de laine et du papier de verre.
Pour les pièces spéciales telles que les surfaces rotatives, des outils auxiliaires tels que des plateaux tournants peuvent être utilisés. Lorsqu'une qualité de surface élevée est requise, il est possible de recourir au polissage par meulage ultra-précis. Cette méthode utilise un outil de meulage spécial et consiste à le presser contre la pièce dans un liquide de polissage contenant des abrasifs et à le soumettre à une rotation à grande vitesse.
Ce processus peut aboutir à une rugosité de la surface de Ra0,008μm, le plus élevé parmi les différentes méthodes de polissage, et est couramment utilisé pour les moules de lentilles optiques.
Le polissage chimique est un processus qui consiste à lisser la surface du matériau en dissolvant les parties microscopiques en relief dans un milieu chimique, en les dissolvant de préférence par rapport aux parties concaves.
Le principal avantage de cette méthode est qu'elle ne nécessite pas d'équipement complexe et qu'elle permet de polir des pièces de forme complexe. Elle est également très efficace car elle permet de polir plusieurs pièces à la fois.
Le principal défi du polissage chimique est la préparation de la solution de polissage.
Généralement, le polissage chimique permet d'obtenir une rugosité de surface de plusieurs 10μm.
Le principe de base de la polissage électrolytique Le polissage électrolytique est similaire au polissage chimique en ce sens que la surface est lissée par la dissolution sélective du matériau avec les minuscules parties saillantes de la surface. Par rapport au polissage chimique, le polissage électrolytique offre un résultat supérieur en éliminant l'effet des réactions de la cathode.
L'électrochimie processus de polissage est divisé en deux étapes :
(1) Macro-polissage.
Le produit dissous se diffuse dans l'électrolyte, et la rugosité de surface du matériau diminue, Ra> 1 μm.
(2) Micro-polissage.
Polarisation anodique, amélioration de la brillance de la surface, Ra <1μm.
La pièce est placée dans une suspension abrasive et positionnée dans un champ ultrasonique, où l'abrasif est broyé et poli sur la surface de la pièce par vibration ultrasonique.
Usinage par ultrasons a une force macro minimale et ne provoque pas de déformation de la pièce, mais la production et l'installation de l'outillage peuvent s'avérer difficiles.
Le traitement par ultrasons peut être combiné avec des méthodes chimiques ou électrochimiques. En combinant la corrosion en solution et l'électrolyse, la vibration ultrasonique est utilisée pour remuer la solution et dissoudre les produits dissous à la surface de la pièce, assurant ainsi une corrosion uniforme ou un électrolyte près de la surface.
La cavitation des ondes ultrasoniques dans le liquide peut également supprimer le processus de corrosion, ce qui est bénéfique pour l'éclaircissement des surfaces.
Le polissage liquide est un procédé qui consiste à polir la surface d'une pièce à l'aide d'un liquide s'écoulant à grande vitesse et contenant des particules abrasives. Les particules abrasives contenues dans le liquide lavent la surface de la pièce pour obtenir une finition polie.
Les méthodes les plus courantes sont les suivantes :
La rectification hydrodynamique utilise la pression hydraulique pour entraîner le fluide liquide, qui contient des particules abrasives, dans un mouvement de va-et-vient rapide sur la surface de la pièce à usiner.
Le milieu est principalement constitué de composés spécialisés ayant une bonne fluidité à basse pression, ainsi que d'abrasifs. Par exemple, la poudre de carbure de silicium peut être utilisée comme matériau abrasif.
La rectification et le polissage magnétiques utilisent des abrasifs magnétiques pour former des brosses abrasives sous l'influence d'un champ magnétique afin de polir les pièces. Cette méthode se caractérise par une grande efficacité de traitement, une qualité supérieure, un contrôle aisé des conditions de traitement et de bonnes conditions de travail. Avec un abrasif approprié, il est possible d'obtenir une rugosité de surface de Ra0,1μm.
Dans la transformation des moules en plastique, le polissage requis est différent du polissage des surfaces dans d'autres industries. En fait, le polissage des moules devrait être qualifié de traitement des miroirs. Ce processus exige non seulement des normes de polissage élevées, mais aussi des exigences strictes en matière de planéité, de douceur et de précision géométrique de la surface. En revanche, le polissage de surface n'exige généralement qu'une surface brillante.
La norme de traitement des miroirs est divisée en quatre niveaux :
En raison de la difficulté à contrôler avec précision la géométrie des pièces avec des méthodes telles que le polissage électrolytique et le polissage fluide, la qualité de surface produite par des méthodes telles que le polissage chimique, le polissage par ultrasons et le polissage magnétique peut ne pas répondre aux exigences. C'est pourquoi le polissage mécanique est principalement utilisé pour les applications suivantes polissage des miroirs de moules de précision.
Pour obtenir des résultats de polissage de haute qualité, il est essentiel de disposer d'outils et d'accessoires de polissage de haute qualité, tels que des pierres à aiguiser, du papier de verre et de la pâte abrasive diamantée. Le choix de la méthode de polissage dépend de l'état de la surface après les étapes de traitement précédentes, telles que l'usinage, l'électroérosion, la rectification, etc.
Le processus général de polissage mécanique est le suivant :
Après le fraisage, l'électroérosion, le meulage et d'autres traitements, la surface peut être polie à l'aide d'une machine de polissage de surface rotative ou d'une machine de meulage à ultrasons avec une vitesse de rotation de 35 000 à 40 000 tours/minute. La méthode couramment utilisée consiste à éliminer la couche blanche d'étincelles électriques à l'aide d'une meule de 3 mm de diamètre et de WA #400.
Vient ensuite l'affûtage manuel à la pierre à aiguiser, à l'aide de bandes de pierre à aiguiser et de kérosène comme lubrifiant ou liquide de refroidissement. L'ordre général est le suivant : #180 à #240, #320, #400, #600, #800 et #1000. Toutefois, de nombreux fabricants de moules choisissent de commencer par le #400 pour gagner du temps.
Le polissage de semi-précision utilise principalement du papier de verre et du kérosène. Les papiers de verre utilisés sont numérotés : #400, #600, #800, #1000, #1200 et #1500. Toutefois, il est important de noter que le papier de verre #1500 ne convient qu'à l'acier moulé trempé (supérieur à 52HRC) et non à l'acier prétrempé, car il peut provoquer des brûlures à la surface de l'acier prétrempé.
La pâte à polir diamantée est principalement utilisée pour le polissage fin. Lorsqu'un drap de polissage est utilisé avec de la poudre ou de la pâte abrasive diamantée pour le prépolissage, la séquence de prépolissage typique est de 9μm (#1800) à 6μm (#3000) à 3μm (#8000). La pâte abrasive diamantée de 9μm et la roue en tissu de polissage peuvent éliminer les cicatrices capillaires laissées par le papier de verre #1200 et #1500.
Le polissage ultérieur est effectué avec un feutre collant et une pâte abrasive diamantée, en commençant par 1μm (#14000), puis 1/2μm (#60000), et enfin 1/4μm (#100000). Le polissage avec une précision de 1μm ou plus doit être effectué dans une salle blanche au sein de l'atelier de traitement des moules afin d'éviter tout contaminant susceptible d'endommager la surface polie de haute précision après des heures de travail.
Pour obtenir un polissage encore plus précis, un environnement parfaitement propre est nécessaire, car même de petites quantités de poussière, de fumée, de pellicules et de bave peuvent avoir un impact négatif sur le résultat final.
Faites attention aux points suivants lorsque vous polissez avec du papier de verre :
1) Le polissage au papier de verre nécessite l'utilisation de tiges de liège ou de bâtons de bambou. Pour le polissage de surfaces rondes ou sphériques, l'utilisation de tiges de liège est mieux adaptée à l'arc de la surface. Les barres plus dures, comme le bois de cerisier, conviennent mieux au polissage des surfaces planes. Les extrémités de la bande de bois doivent être coupées pour s'aligner sur la forme de la surface d'acier afin d'éviter que la bande de bois ne se détache de la surface. bord tranchant de la bande de bois de faire des rayures profondes sur la surface de l'acier.
2) Lorsque l'on passe d'un type de papier de verre à un autre, la direction de polissage doit passer de 45° à 90° pour distinguer les rayures et les ombres laissées par le papier de verre précédent. Avant de passer d'un type de papier à l'autre, la surface de polissage doit être soigneusement essuyée avec une solution de nettoyage, telle que du coton 100% humidifié avec de l'alcool, car toute petite particule laissée sur la surface peut gâcher l'ensemble du processus de polissage. Cette étape de nettoyage est également importante lors du passage du polissage au papier de verre au polissage au diamant. Toutes les particules et le kérosène doivent être complètement éliminés.
3) Pour éviter de rayer et de brûler la surface de la pièce, il convient d'être particulièrement prudent lors du polissage avec le papier de verre #1200 et #1500. Une charge légère doit être utilisée et la surface doit être polie en utilisant une méthode en deux étapes. Lors du polissage avec chaque type de papier de verre, il convient d'effectuer deux rotations dans deux directions différentes entre 45° et 90°.
Il convient de prêter attention aux points suivants lors du meulage et du polissage au diamant :
Ce polissage doit être effectué avec une pression aussi faible que possible, en particulier lors du polissage de pièces en acier pré-durci et de l'utilisation d'une pâte abrasive fine. La charge recommandée pour le polissage avec la pâte abrasive #8000 se situe entre 100 et 200 g/cm², mais il peut être difficile de maintenir ce niveau de pression de manière constante. Pour faciliter la tâche, vous pouvez ajouter un manche étroit à la barre en bois, par exemple en y attachant une pièce de cuivre ou en coupant une partie de la barre en bambou pour la rendre plus souple. Cela permettra de contrôler la pression de polissage et d'éviter que la pression de la surface du moule ne soit trop élevée.
Lors du meulage et du polissage au diamant, il faut non seulement que la surface de travail soit propre, mais aussi que les mains de l'ouvrier soient soigneusement nettoyées. Chaque séance de polissage ne doit pas durer trop longtemps, car plus le temps est court, meilleur est le résultat. Si le processus de polissage est trop long, il peut provoquer une "peau d'orange" et des "piqûres". Pour obtenir des résultats de polissage de qualité, il convient d'éviter les méthodes et les outils qui génèrent de la chaleur pendant le processus de polissage, comme le disque de polissage. La chaleur générée par un disque de polissage peut facilement provoquer une "peau d'orange".
Il est important de nettoyer la surface de la pièce et d'éliminer tous les abrasifs et lubrifiants lorsque le processus de polissage est terminé. Une couche de revêtement antirouille doit ensuite être appliquée sur la surface. La qualité du polissage dépend principalement de la technique de polissage, qui est en grande partie réalisée manuellement. D'autres facteurs peuvent affecter la qualité du polissage, notamment le matériau du moule, l'état de la surface avant le polissage et le processus de traitement thermique.
Un acier de haute qualité est une condition nécessaire pour obtenir une bonne qualité de polissage. Si la dureté de la surface de l'acier est inégale ou présente des caractéristiques différentes, le polissage peut souvent s'avérer difficile. La présence de diverses inclusions et pores dans l'acier rend également le polissage difficile.
L'augmentation de la dureté rend le meulage plus difficile, mais permet d'obtenir une surface plus lisse après le polissage.
Plus la dureté augmente, plus le temps nécessaire pour obtenir une rugosité plus faible lors du polissage augmente.
Parallèlement, plus la dureté est élevée, plus le risque de polissage excessif de la surface est faible.
Lors de l'usinage de l'acier, la surface peut être endommagée par la chaleur, stress interneou d'autres facteurs au cours du processus de broyage. Des paramètres de coupe incorrects peuvent également avoir un impact négatif sur le résultat du polissage.
La surface après l'usinage par décharge électrique (EDM) est plus difficile à rectifier qu'une surface ayant subi un usinage ordinaire ou un traitement thermique. Pour éviter la formation d'une couche durcie sur la surface, il convient de procéder à un ébarbage de précision à la fin du processus d'électroérosion.
Une mauvaise finition par électroérosion peut entraîner la formation d'une couche affectée par la chaleur d'une profondeur allant jusqu'à 0,4 mm, dont la dureté est supérieure à celle de la matrice et qui doit être enlevée. Pour obtenir les meilleurs résultats de polissage, il est recommandé d'ajouter un processus de meulage grossier afin d'éliminer complètement la couche de surface endommagée et de créer une surface métallique lisse qui servira de base au polissage.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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