Usinage de précision : Micro-Usidiam dépose ses conclusions

Mieux maîtriser le micro-usinage, la demande émane du terrain et se traduit en une problématique complexe à laquelle se sont attaqués des laboratoires de recherche et des entreprises régionales. Des partenaires réunis autour du projet Micro-Usidiam¹, qui, en 2011, a pris le relais du projet PMMC (Precised Micro Mould Cavities), tous deux lancés à l’initiative du CETIM.

Dans Micro-Usidiam, qui arrive aujourd’hui à son terme, l’analyse des technologies à disposition a orienté les efforts vers le micro-usinage diamant sur des revêtements nickel-phosphore (NiP) pour la fabrication de moules d’injection de taille millimétrique et de précision micrométrique, et sur des matériaux comme le carbure ou le cuivre pour l’usinage d’électrodes. Si les résultats sont prometteurs, ils appellent d’autres investigations encore, mais les avancées sont indéniables aussi bien pour la recherche que pour l’industrie.

Micrographie de l’interface NiP / substrat

Maîtriser le dépôt chimique de NiP n’est pas le moindre des casse-têtes auxquels s’est trouvé confrontée l’équipe de Jean-Yves Hihn à l’Institut UTINAM. La demande porte sur une épaisseur de l’ordre de 300 μm, beaucoup plus que les revêtements les plus courants. Obtenir la dureté voulue en limitant l’apparition de fissures est un compromis auquel sont parvenus les chercheurs grâce à un traitement thermique du dépôt, pour un résultat pouvant satisfaire de nombreuses applications. « Si l’on veut atteindre une qualité de dépôt supérieure, il faudra s’orienter vers d’autres pistes que le NiP, qui montre des limites », explique Jean-Yves Hihn, soulignant l’apport de l’expérience Micro-Usidiam pour le laboratoire et l’entreprise CTS en termes de savoir-faire et d’ingénierie de conception.

Photographie MEB d’une microfraise diamant
(corps supérieur en acier, dent en diamant naturel)

Les techniques de micro-usinage sont, elles, éprouvées et caractérisées au département de Mécanique appliquée de l’Institut FEMTO-ST. « Nous avons testé différentes microfraises en diamant sur quantité d’échantillons de revêtements, explique Michaël Fontaine. L’état de surface du dépôt, la durée de vie des outils ou encore la vitesse de réalisation des pièces posent des limites que les industriels ont à prendre en considération pour effectuer des choix en fonction de leurs objectifs de production et de leur équipement. »

Les enseignements sur les revêtements, les substrats et plus encore sur la caractérisation des usinages et des machines sont précieux pour les partenaires industriels VUILLERMOZ, CG.TEC et C&K COMPONENTS. Un aspect théorique qui ajoute à leurs compétences pour une meilleure maîtrise du sujet et des orientations à prendre.  De plus, un nouveau modèle de fraise diamant est en développement chez EURODIAM afin de s’adapter à cette nouvelle demande. Le projet est à l’origine de la production de connaissances et de savoir-faire, et de quantité d’informations qui devraient à l’avenir constituer le socle de nouvelles recherches. Au terme de trois ans de travail collaboratif, l’ensemble des partenaires, se félicitant du dynamisme du consortium, décrivent à l’unanimité Micro-Usidiam comme un projet exemplaire.

1 Le consortium Micro-Usidiam est composé des entreprises EURODIAM à Voray-sur-l’Ognon (réalisation d’outils diamant), VUILLERMOZ à Saint-Claude (micromécanique et usinage), CG.TEC à Frasne (micro-injection), CTS à Saint-Claude (traitements de surface) et C&K COMPONENTS à Dole (spécialiste de connectique), des instituts UTINAM et FEMTO-ST, avec le CETIM pour maître d’œuvre. Le projet, d’un budget global de 315 K€, a reçu le soutien de l’Europe par le biais du FEDER, de la DIRECCTE et des départements du Jura, du Doubs et de la Haute-Saône.