- « Donnez de la valeur à vos pièces »
ABC SwissTech propose une vaste gamme de plus de 150 équipements différents.
Les tonneaux rotatifs correspondent aux premières générations de machines pour la tribofinition. Ils génèrent un mouvement rotatif selon un axe horizontal.
Ces équipements sont limités par une faible énergie liée à de faibles vitesses de rotation.
Les vibrateurs sont des équipements industriels classiques de tribofinition pour les opérations d’ébavurage et de polissage en vrac. Il existe deux familles de vibrateurs :
Bien qu’ils génèrent plus d’énergie que les tonneaux rotatifs, leur point faible demeure également la faible énergie, ce qui conduit à des temps de cycles souvent assez longs.
Les centrifugeuses à fond tournant sont des équipements bien adaptées pour des opérations de polissage ou d’ébavurage. Pendant le traitement, les pièces subissent un mouvement de type vortex. L’énergie générée est d’environ 5 fois plus importante que celle d’un vibrateur.
Cependant, elle est fréquemment considérée comme trop faible pour les opérations les plus exigeantes ; d’autres part la présence du joint tournant (qui sépare la partie fixe de la partie mobile de la cuve de travail), génère des coûts de maintenance très élevés et déconseille fortement l’utilisation de médias de taille inferieure à 0,2 mm.
Sur la base de constat, il était nécessaire de développer une nouvelle famille d’équipement proposant sensiblement plus d’énergie, ne comportant pas de joints, permettant de travailler plusieurs lots simultanément sans mélange et de réduire sensiblement les coûts de maintenance.
Les centrifugeuses satellitaires sont des machines rotatives et non vibrantes. Elles font partie des équipements les plus performants pour la plupart des opérations de polissage et d’ébavurage. Ces équipements sont composés des familles suivantes :
Leur principal avantage est la très importante énergie qu’elles procurent aux médias leur permettant de réduire de manière très sensible les durées des traitements et d’utiliser des médias de taille très réduite, extrêmement difficiles à utiliser dans des vibrateurs ou des centrifugeuses à fond tournant par exemple.
Un autre avantage très important tient à la possibilité de traiter simultanément un nombre de lots de pièces variant de 4 à 72.
La tribofinition est lié aux mouvements relatifs entre les médias et les pièces. L’énergie du traitement est définie par la vitesse tangentielle et la pression appliquée à l’interface entre les pièces et les médias.
Les bénéfices générées par ces traitements se matérialise par :
Les centrifugeuses satellitaires permettent d’obtenir des résultats équivalents à ceux obtenus dans un vibrateur circulaire avec des temps de cycle jusqu’à 100 fois plus faible.
Pourquoi les tonneaux rotatifs sont limités en puissance de travail et en vitesse de rotation ?
Le phénomène observé pour les tonneaux rotatifs est connu en mécanique des milieux granulaires et en rhéologie sous le nom de « régime de rotation en masse », souvent appelé en anglais centrifuging ou cataracting/centrifugal regime selon le contexte.
Dans un tonneau rotatif rempli de particules (grains, billes, poudre…), on observe différents régimes selon la vitesse de rotation :
Ainsi, dans certaines conditions, la masse se comporte comme un solide unique, car la force centrifuge dépasse le poids et les forces de friction internes.
Le terme généralement utilisé est « régime centrifuge » ou « rotation en masse » (solid-body rotation)
La centrifugation satellitaire génère une énergie bien plus élevée que celle d’un tonneau rotatif classique, permettant un traitement plus rapide et intense des matériaux. Contrairement à la rotation en masse, elle implique des cuves secondaires tournant autour d’un axe central, créant des forces centrifuges multiples.
Le terme vient du fait que les cuves secondaires (les « satellites ») tournent autour d’un axe principal, comme des planètes autour du Soleil. Cela crée une double rotation :
Ce mouvement complexe génère des forces centrifuges combinées, bien supérieures en intensité à celles d’un simple tonneau rotatif.
Les pièces et les médias sont mis en mouvement par la rotation et effet de la gravité.
Le phénomène abrasif prédominant est donc lié aux frottements lors de la chute des pièces et des médias.
Vitesse tangentielle
v=ωR
R : rayon du tonneau
Accélération centrifuge maximale
a=ω²R
En pratique, les vitesses appliquées restent modérées afin d’éviter que toute la charge (pièces et médias) reste plaquée aux parois (plus de brassage).
Énergie cinétique caractéristique d’une pièce
E≈1/2m(ωR)²
Mais une part importante de l’énergie provient également des impacts de chute :
E(choc)≈mgh
Centrifugeuse satellitaire
Chaque cuve tourne autour de l’axe central (carrousel) mais également sur elle-même, ce qui entraine une augmentation très sensible de l’énergie résultante.
Vitesses
Selon la position, la vitesse peut approcher :
v ≈ ΩR ± ωr
Accélération équivalente
On obtient une superposition :
a ≈ Ω²R + ω²r
Il est possible d’atteindre entre 10 et 100g, voir plus en fonction des vitesses de rotation.
Energie cinétique
E ≈ 1/2m (ΩR ± ωr)²
L’énergie cinétique est fonction des vitesses au carré ; la possibilité d’appliquer des vitesses très élevées dans les centrifugeuses satellitaires permet d’effectuer des enlèvements de matières beaucoup plus important.
Dans un tonneau rotatif :
– les pièces glissent sur comme sur une vague.
Dans une centrifugeuse satellitaire :
– les pièces subissent une pression très élevée entre elles-mêmes et les médias.
Les forces de friction sont très importantes et accélèrent sensiblement les procédés.