Chaos Theory Applied to Analyze Tool Wear During Machining of Titanium Metal Matrix Composite (TiMMCs)

Ma thèse de doctorat a porté sur le développement d'une nouvelle méthode pour étudier l‘usure de l'outil et de la vie de l'outil lors de l'usinage d‘un composite à matrice métallique de titane (TiMMCs). Ce nouveau matériau offre de nombreux autres avantages par rapport aux alliages de titane conventionnels et les matériaux composites à matrice métallique. Grace à haute résistance, rigidité au fluage à des températures élevées, TiMMCs est considéré comme un matériau de choix pour des applications dans l'aérospatiale et de l'automobile dans un avenir proche. Toutefois, la combinaison de toutes ces caractéristiques d'usinage d'alliages de titane et des matériaux composites à matrice métallique rend les TiMMCs extrêmement difficile à usiner tandis que leur usinabilité n‘est pas complètement comprise dans la littérature. Dans des diverses études sur l'usure de l'outil trois régions différentes de l'usure des outils ont été distingués en fonction de l'augmentation de l'outil usure rapport au temps de coupe. Ils sont successivement l‘usure initiale, l‘usure régulière et la période d'usure accélérée. Cependant, le phénomène d'usure initiale de l'outil et ainsi que son impact sur la vie de l'outil pendant le processus d'usinage n‘est pas clairement compris. Ce fait peut être expliqué en notant que la plupart de ces études ont été focalisées sur la période de l'usure régulière qui semble intuitivement être une bonne méthode pour estimer la vie de l‘outil. Par conséquence, dans le but de mieux comprendre le phénomène de l'usure de l'outil initiale et ses influences sur la vie de l'outil, le comportement initial de l'usure de l'outil pendant l'usinage de TiMMCs a été considéré dans le cadre de ma thèse. Les résultats obtenus nous ont montré que l'usure se produit dès le premier instant de l‘usinage. Cette usure spéciale se prolonge jusqu‘à seulement dix secondes au maximum. Tel usure initiale est le résultat de plusieurs procédés compliqués tels que les dommages de la couche du revêtement, la friction – tribologique, la diffusion et l‘adhérence. La basse conductivité thermique et une grande réactivité des alliages de titane conduisent à la déformation plastique et à la formation d'un built-up-edge (BUE) à des températures élevées dans toutes les conditions expérimentales effectuées dans la première (ou initiale) zone d‘usure. Ce mécanisme d'usure est en effet opposé à celui de l'abrasion de la période de l'usure régulière.