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UHMWPE

L'UHMWPE (polyéthylène ultra haute masse molaire) offre une résistance à l'abrasion exceptionnelle (Taber 10-30× HDPE) combinée à un coefficient de frottement très faible(μ 0,05-0,20, proche du PTFE). Référence glissières lourdes industrielles, patins convoyeurs charbon/minerai, cupules acétabulaires de prothèses hanche (biocompatible ISO 5834).

UHMWPE — RÉFÉRENCE ABRASION INDUSTRIELLE + GLISSEMENT

L'UHMWPE (polyéthylène ultra haute masse molaire) combine abrasion exceptionnelle (Taber 10-30× HDPE) + μ 0,05-0,20 (proche PTFE) + biocompatibilité ISO 5834 / USP Class VI. Masse molaire 3-6 × 10⁶ g/mol (10× HDPE), Rm 35-45 MPa, machinabilité ~300 %. Vc carbure non revêtu poli miroir 100-300 m/min. Quatre règles intangibles : (1) arête TRÈS vive géométrie positive+20° minimum — TiAlN INTERDIT (chaînes enchevêtrées s'agglutinent sur arête émoussée) ; (2) fraise 2 dents max — 3+ dents = bourrage copeaux filamenteux ; (3) aspiration aérée + débourrage G83 fréquent — copeaux extrêmement longs et collants ; (4) Vc modérée 100-200 m/min— sous Vc trop élevée (> 250 m/min sans HP), fusion thermique > 90 °C ramollit matière. Applications : patins convoyeurs charbon/ minerai, glissières lourdes, cupules acétabulaires prothèses hanche (UHMWPE GUR 1020/1050 ou Cross-Linked XLPE). Sources Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik, Seco, Walter (alphabétiques).
ISO N · Non-ferreuxUsinabilité : Moyen

UHMWPE

Polyéthylène ultra haute masse molaire (3-6 × 10⁶ g/mol, 10× HDPE). Abrasion exceptionnelle (Taber 10-30× HDPE), μ 0,05-0,20 (proche PTFE), Rm 35-45 MPa. Référence patins convoyeurs charbon/minerai, glissières lourdes, cupules acétabulaires prothèses hanche.

UHMWPEPE-UHMWGUR 1020/1050 (Ticona)ISO 11542ASTM F648
Densité0,93-0,94 g/cm³
Rm35-45 MPa
Rp 0,220-30 MPa
A %300-500 %
Dureté64 Shore D
λ0,4 W/m·K
α150 × 10⁻⁶/K
Applications typiques
Patins glissières convoyeurs charbon/mineraiCupules acétabulaires prothèses hancheGlissières industrie lourde + agroalimentaireTubes anti-abrasion mines/sablesDoublures bennes/silos charbonGalets et roues industrielles haute usure

Propriétés physiques et mécaniques

PropriétéValeurNote
CompositionPolyéthylène ultra haute masse molaire10× plus que HDPE
Masse molaire3 - 6 × 10⁶ g/molVs 200-500 k pour HDPE
Densité0,93 - 0,94 g/cm³Légèrement moins dense que HDPE
Rm (résistance traction)35 - 45 MPaSupérieur à HDPE (25-35)
Module élasticité0,5 - 0,9 GPaPlus souple que HDPE
Allongement A5300 - 500 %Très ductile
Coeff. frottementμ 0,05 - 0,20Proche PTFE — très glissant
Résistance abrasion Taber10 - 30× HDPE<strong>Exceptionnelle</strong> — meilleur plastique
Température service max~ 80 - 90 °CIdentique HDPE
Absorption eau< 0,01 %Nulle — cotes très stables
Machinabilité relative~300 % (vs XC42 = 100 %)Moins facile que HDPE — copeaux collants
BiocompatibilitéISO 5834 / USP Class VICupules prothèses hanche
CONSEIL
UHMWPE = champion abrasion industrielle + biocompatibilité
L'UHMWPE détient deux records dans son segment : (1) abrasion Taber 10-30× HDPE— meilleur plastique courant pour résistance usure ; (2) μ 0,05-0,20 proche du PTFE (le plus glissant), bien meilleur que HDPE (0,2-0,4) ou POM (0,2-0,3). Sweet spot industriel : mines + carrières + agroalimentaire + médical orthopédique. Pour cupules acétabulaires prothèses hanche, c'est la matière de référence depuis 1962(Charnley) — millions de patients. Coût bas (~6-10 €/kg). Pour T° > 90 °C ou inertie chimique totale → PTFE. Pour Rm > 45 MPa + précision IT7 → POM.

Paramètres de coupe

OpérationVc (m/min)f / fzap / aeNote
Tournage ébauche100 - 2000,15 - 0,35 mm/trap 2 - 5 mmCarbure non revêtu poli ou HSS — air
Tournage finition150 - 2500,05 - 0,12 mm/trap 0,2 - 0,8 mmCoupe TRÈS positive ≥ +20° — Ra 1-2 µm
Fraisage contour150 - 3000,05 - 0,12 mm/dtae 40 % D · ap 1-3 mmFraise 2 dents max — air contre copeaux
Fraisage poche trochoïdal150 - 2500,04 - 0,10 mm/dtae 30-50 % DTrochoïdal évite accumulation thermique
Perçage80 - 1500,10 - 0,20 mm/trForet HSS poli — débourrage fréquent G83
ATTENTION
Quatre règles intangibles UHMWPE — gérer copeaux filamenteux
(1) Arête TRÈS vive géométrie positive ≥ +20°— TiAlN INTERDIT (chaînes enchevêtrées masse molaire 3-6 millions s'agglutinent sur arête émoussée). Carbure non revêtu poli miroir ou HSS affûté + affûtage régulier critique. (2) Fraise 2 dents max— 3+ dents = bourrage copeaux filamenteux dans goujures (rupture outil). En tournage : brise-copeau ouvert ou interruption manuelle G04. (3) Aspiration aérée + débourrage G83 fréquent— copeaux extrêmement longs (filamenteux comme cheveux) marquent surface, enroulent autour outil. (4) Vc modérée 100-200 m/min— au-delà 250 m/min sans HP, fusion thermique > 90 °C ramollit matière (UHMWPE = HDPE pour Tservice). Pour grandes séries : diamant PCD durée vie × 5-10.
INFO
UHMWPE médical : grades + Cross-Linked + stérilisation
Pour cupules acétabulaires prothèses hanche (référence depuis Charnley 1962), grades médicaux : UHMWPE GUR 1020 / 1050 (Ticona/Celanese), conformité ASTM F648+ ISO 5834-2. Évolution : Cross-Linked UHMWPE (XLPE) — irradiation gamma 50-100 kGy + traitement thermique stabilisation = durée vie × 5-10 en prothèses (réduit usure adhésive). Standards XLPE : ASTM F2565. Stérilisation: gamma sous azote N₂ (préserve propriétés) ou EtO (oxyde d'éthylène). Outils dédiés (anti- contamination ferreuse), nettoyage ultrasons + emballage stérile post-usinage.

Pour aller plus loin

HDPE — économique/matieres/plastiques/hdpe/Si abrasion modérée + alimentaire (~3-4× moins cher)PTFE — étanchéité/matieres/plastiques/ptfe/Si glissement + chimie + Tservice 260 °CPOM — précision/matieres/plastiques/pom/Si pièces mécaniques précision IT7Tous les plastiques/matieres/plastiques/Panorama 7 nuances techniques

Cas atelier — Patin glissière convoyeur charbon UHMWPE

PiècePatin glissière convoyeur charbon UHMWPE — Ø50 × 100 mm
Matière étatUHMWPE vierge — barre Ø60 — masse molaire 5×10⁶ g/mol
Outil tournageCarbure non revêtu poli miroir ou HSS affûté — coupe positive +20°
Vc retenue180 m/min → N = 1 000 × 180 / (π × 50) ≈ 1 145 tr/min
fn / Vffn = 0,15 mm/tr → Vf = 172 mm/min
ap / lubrif.ap = 0,5 mm — air soufflé contre copeaux longs
BridageMors doux larges — copeaux filamenteux longs (collants)
RésultatRa 1,8 µm — pas de fusion thermique — durée vie patin 5× HDPE
📄 OUTIL ATELIER — PDF À IMPRIMER

Mémo Atelier CNC — Paramètres de coupe par matière

Vc, fz, Ra pour 10 matières (acier, inox, alu, titane, Inconel...) + 7 formules essentielles + checklist 16 points. 2 pages, format A4, à imprimer et garder près de la machine.

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Questions fréquentes

Sources et références

Calculer Vc, N, fz pour cette nuance

Vitesse de coupe/calculateurs/vitesse-de-coupe/N = (1 000 × Vc) / (π × D)Avance fraisage/calculateurs/avance-fraisage/Vf = fz × z × NTous les calculateurs/calculateurs/12 outils CNC : Vc, fz, MRR, tolérances ISO…