Comment réaliser un perçage profond et à quoi il sert, quels outils utiliser

Le forage profond est une technique à utiliser uniquement dans des circonstances spécifiques et avec des outils appropriés. D'habitude, ces activités se déroulent principalement sur les chantiers et dans les ateliers de mécanique où le traitement doit être subordonné à des résultats spécifiques.

Pour faire un forage en profondeur, cependant, vous ne pouvez pas vous contenter de forets quelconques : comme vous pouvez bien l'imaginer, vous avez besoin de lames capables d'atteindre des profondeurs importantes même sur des matériaux difficiles à travailler. Avant de faire de faux pas qui pourraient gâcher votre déroulement opérationnel, vous pouvez lire cet article qui vous explique quelles sont les meilleures solutions pour vous.

Qu'est-ce que le forage profond et à quoi sert-il?

Le forage profond est un usinage nécessaire à la réalisation de trous dont la profondeur dépasse au moins 10 fois le diamètre de l'outil. Il sert à créer des passages pour les fluides, des allègements structurels ou des sièges de fixation. Cette activité nécessite un outil aux caractéristiques spécifiques et des systèmes avancés pour garantir l'évacuation des débris, le refroidissement et la précision du trou.

Pour simplifier et alerter les responsables, aussi basé sur notre expérience sur le terrain, nous pouvons dire que le forage profond est un processus dans lequel les variables en jeu - comme l'évacuation du matériau, le contrôle thermique et la dérive de l'axe du trou - exigent de l'opérateur des choix ciblés concernant les outils et les paramètres opérationnels. Ce qui, comme nous le verrons dans les paragraphes suivants, ne sont pas triviaux.

À quoi sert le forage profond: secteurs utiles

Le forage profond a des exigences structurelles précises. En mécanique industrielle et dans le traitement des métaux, cette technologie produit des conduits pour la lubrification des sections mécaniques, crée des canaux de refroidissement dans les moules pour l'injection de matières plastiques ou le moulage par injection. L'industrie aérospatiale ou automobile utilise également cette technique à différentes fins.

Dans le domaine de la construction et de l'ingénierie civile, cependant, le besoin d'effectuer des trous profonds se manifeste principalement dans les activités de consolidation structurelle avec l'insertion de barres d'acier ou de tirants d'ancrage dans les fondations et les murs de soutènement. Le forage profond sert également à créer les passages des systèmes technologiques, des canalisations et des câblages de grand diamètre à travers les dalles ou les murs porteurs.

La relation entre le diamètre et la profondeur du forage

Quand une opération peut-elle être définie comme profonde? Au moment où le rapport entre la longueur et le diamètre du trou dépasse un certain seuil. En termes généraux, on parle de forage profond lorsque ce rapport dépasse la valeur de 10:1 dans les usinages mécaniques standard, atteignant au-delà du rapport 100:1 ou même 150:1 avec des machines dédiées qui utilisent des outils BTA/STS.

En construction, on se réfère aux forages qui traversent des épaisseurs structurelles importantes ou qui nécessitent l'ancrage de tirants profonds. Dans ces cas, cependant, nous devons également considérer les variantes nécessaires pour forer des matériaux particulièrement durs, comme l'utilisation d'une perceuse à percussion et des forets pour forer le béton armé. Ce qui est toujours très difficile à travailler.

Les outils pour le forage profond

Tout dépend du contexte et du travail à accomplir. Le choix de l'outil et du foret pour faire un forage profond est lié au volume de production et au degré de précision requis en termes de rugosité et de tolérance géométrique. Mais aussi à la profondeur requise. De ces considérations, vous pouvez envisager d'utiliser une perceuse normale, une machine CNC ou un tour. Dans le premier cas, n'oubliez pas d'utiliser des forets hélicoïdaux avec affûtage en croix et hélice spéciale haute résistance pour les forages profonds : les modèles en cobalt et avec revêtement TiAlN sont parfaits dans ces circonstances.

Forets à canon

Par exemple, si avec des diamètres et des longueurs pas trop exigeants, vous pouvez utiliser des forets hélicoïdaux HSS normaux - si vous le souhaitez avec des inserts en cobalt et/ou revêtement en titane - pour des rapports plus élevés mais des diamètres toujours moyens, vous pouvez utiliser des forets à canon (gun drills). Ici, nous avons une seule arête de coupe asymétrique et une rainure en V qui s'étend sur toute la longueur de l'outil.

Dans le foret à canon pour les trous profonds, le fluide de refroidissement est injecté à haute pression par un canal interne et pousse le copeau vers l'extérieur le long de la rainure. Il nécessite un trou pilote avec un foret HSS pour garantir une entrée correcte.

Forets à inserts

Utilisés sur les centres d'usinage modernes, ces forets permettent de couvrir des profondeurs importantes sans besoin de machines dédiées. Ceci est rendu possible grâce à la flexibilité des inserts en métal dur (carbure de tungstène) ou revêtus avec TiN. Les forets à inserts et à pointe interchangeable peuvent atteindre des vitesses d'avance élevées, réduisant les temps dans les productions en série.

Systèmes BTA (Boring and Trepanning Association)

Idéal pour les grands diamètres, à utiliser uniquement pour les applications professionnelles. Contrairement aux forets à canon, le fluide de lubrification est introduit à l'extérieur, entre le tube d'outil et la paroi du trou, tandis que les copeaux sont évacués de force de l'intérieur du tube lui-même. C'est la solution pour obtenir de grands arbres forés et des cylindres hydromécaniques.

Les outils pour le forage profond en construction

Le dépassement des résistances de matériaux hétérogènes et durs comme le béton armé, la pierre naturelle ou la brique pleine nécessite des outils qui exploitent l'action combinée de rotation et percussion, ou l'abrasion diamantée.

Forets avec fixation SDS-Plus et SDS-Max

Pour la charpenterie et les fixations lourdes, on utilise des forets avec queue SDS-Max et des longueurs qui dépassent souvent 500 mm ou 1000 mm. La géométrie de la tête, souvent en tant que quatre arêtes de coupe en carbure monobloc, est conçue pour briser les agrégats et l'armature métallique du béton sans subir de déviation. La rainure favorise la remontée de la poussière et empêche le blocage du foret.

Couronnes et carottiers diamantés

Lorsque des diamètres importants sont nécessaires ou lorsqu'on doit opérer sur des structures à haute densité d'armature sans transmettre de vibrations au bâtiment, le carottage est le choix obligatoire. Les couronnes diamantées, montées sur des moteurs de colonne spécialisés, enlèvent seulement un anneau circulaire de matériau. Le système peut fonctionner à sec (avec extraction de poussière) ou humide, où l'eau sert de fluide de refroidissement et de transport de la boue de forage. De cette façon, vous pouvez effectuer un forage en construction profond.