Usinage HDPE (PE-HD) — paramètres de coupe
Le HDPE (polyéthylène haute densité) est l'un des plastiques les plus faciles à usiner. Léger, glissant, résistant aux chocs et aux produits chimiques. Copeaux longs et sensibilité thermique sont ses principales contraintes.
Propriétés clés
| Propriété | Valeur | Note |
|---|---|---|
| Composition | Polyéthylène haute densité (PE-HD) | Masse molaire 200 000–500 000 g/mol |
| Densité | 0,94–0,97 g/cm³ | Le plus léger des plastiques techniques |
| Résistance traction Rm | 25–35 MPa | Faible — ne pas confondre avec UHMWPE |
| Allongement rupture | 300–900% | Très ductile — attention aux copeaux longs |
| Dureté Shore D | 60–70 | Faible — sensible au marquage |
| Module élasticité | 0,7–1,4 GPa | Faible rigidité — bridage critique |
| Temp. utilisation max | ≈ 80°C continu | Ramollissement dès 90°C — pas de chaleur |
| Machinabilité relative | ~400% | Par rapport acier XC42 = 100% |
| Coefficient frottement | 0,2–0,4 | Glissant — paliers et guidages |
| Absorption eau | <0,01% | Quasi nulle — cotes stables |
Paramètres tournage
| Opération | Vc (m/min) | fn (mm/tr) | ap (mm) | Note |
|---|---|---|---|---|
| Ébauche | 200–350 m/min | 0,20–0,40 mm/tr | 2–6 mm | Outil carbure non revêtu ou HSS |
| Finition | 300–500 m/min | 0,05–0,15 mm/tr | 0,2–1 mm | Arête très tranchante, Ra < 2 µm |
| Filetage | 80–150 m/min | pas×1 | — | Outil filetage HSS — refroidissement air |
Paramètres fraisage / perçage
| Opération | Vc (m/min) | fz (mm/dt) | ae | Note |
|---|---|---|---|---|
| Fraisage contour | 200–400 m/min | 0,05–0,15 mm/dt | 40–60% D | Fraise 2–3 dents, hélice 45° |
| Poche | 200–350 m/min | 0,05–0,10 mm/dt | 50% D | Stratégie trochoïdale recommandée — évite chauffe |
| Perçage | 100–200 m/min | — | Foret à 2 lèvres, pointe 118°, débourrage fréquent |
4 pièges courants
Gaufrage thermique (deformation par chaleur)
Le HDPE ramollit dès 90°C. Sans refroidissement, la pièce se déforme ou les cotes dérivent. Utiliser de l'air soufflé ou MQL — jamais d'émulsion (gonflement négligeable mais copeaux problématiques). Réduire Vc si bridage insuffisant.
Copeaux longs et enroulement
Le HDPE produit des copeaux rubanés très longs qui s'enroulent autour de l'outil. Programmer des pauses de débourrage en perçage (G83). En tournage, utiliser une géométrie à brise-copeaux ou interrompre manuellement.
Retrait après usinage
Le HDPE a un coefficient de dilatation élevé (130–200 µm/m·°C, soit 3× l'acier). Mesurer à température ambiante (20°C). Laisser la pièce se stabiliser 30 min avant mesure finale. Prévoir surcote si usinage à chaud.
Bridage : marques et déformation
Faible Rm et module → risque de déformation par serrage excessif. Utiliser des mors doux (aluminium ou plastique) ou mors à large surface de contact. Ne pas dépasser 50 N·m sur mors standard.