MCD ou PCD : de quel outil diamant avez-vous besoin ?

La réponse courte

Choisissez le PCD quand l’outil doit durer sur de longues séries, des coupes lourdes, des coupes interrompues ou des matières abrasives, et qu’un bon brillant suffit. Choisissez le MCD (ou le diamant naturel) quand la surface doit sortir de la machine comme un miroir, par exemple un chanfrein brillant, une face réfléchissante ou une surface optique. Beaucoup d’usines utilisent les deux sur la même pièce : le PCD pour ébaucher et mettre en forme, un outil monocristallin pour la dernière passe.

Ce qu’est le PCD

Le PCD, diamant polycristallin, est fait de nombreux petits grains de diamant de synthèse. Les grains sont frittés ensemble sous haute pression avec un liant métallique, en général du cobalt, et liés à une base en carbure. La pointe de coupe est ensuite brasée sur l’outil et mise en forme par rectification ou par électroérosion.

Comme les grains sont orientés dans toutes les directions et que le liant les tient ensemble, le PCD est tenace. Une fissure ne peut pas traverser la pointe en ligne droite : il résiste bien aux chocs et aux vibrations. Il résiste aussi à l’usure dans les matières abrasives, comme les alliages d’aluminium à haute teneur en silicium, la fibre de carbone et les autres composites. C’est ce qui fait du PCD l’outil standard de l’usinage en grande série dans l’automobile et l’aéronautique.

Sa limite, c’est l’arête. Aussi fins que soient les grains, l’arête de coupe est faite de nombreux petits grains séparés par de minuscules interstices. Elle peut être vive, mais jamais parfaitement lisse. La surface qu’elle coupe est brillante, mais ce n’est pas un miroir.

Ce qu’est le MCD

Le MCD, diamant monocristallin, est un seul cristal de diamant. Il est produit dans une presse à haute pression et haute température, découpé en plaques et brasé sur l’outil. Le diamant naturel est aussi un monocristal et fonctionne de la même façon ; le diamant monocristallin CVD est une option plus récente, produite en laboratoire.

Un monocristal n’a ni grains ni liant : son arête peut donc être polie presque parfaitement droite et vive. Cette arête se reproduit directement sur la pièce. Sur l’aluminium, le laiton, le cuivre, l’or et les plastiques optiques, un outil MCD sur une machine stable laisse un poli miroir en une passe, sans polissage ensuite.

La contrepartie, c’est la ténacité. Un monocristal a des plans de clivage, des directions selon lesquelles il se fend plus facilement. Un choc violent ou des vibrations peuvent ébrécher l’arête. Les outils MCD servent donc aux passes de finition légères sur des machines stables, et le cristal est monté de façon que sa direction la plus résistante fasse face à l’effort de coupe.

MCD et PCD côte à côte

Comment choisir pour votre pièce

• Quelle finition vous faut-il ? Si la surface doit réfléchir comme un miroir, choisissez un outil monocristallin. Si une surface usinée nette et brillante suffit, le PCD est en général le choix le plus économique.
• Comment l’outil est-il sollicité ? Les coupes interrompues (rayons, trous et rainures qui croisent la trajectoire) et les passes profondes favorisent le PCD. Une passe de finition légère et régulière convient au MCD.
• Quelle matière ? Les deux coupent l’aluminium, le cuivre, le laiton et les plastiques. Les matières très abrasives, comme l’aluminium de fonderie à haute teneur en silicium et les composites, usent plus vite une arête monocristalline ; le PCD les supporte mieux. Aucun des deux n’est fait pour l’acier.
• Votre machine est-elle stable ? Un poli miroir demande une machine rigide et une broche qui tourne rond. Sur une machine qui vibre, un outil MCD s’ébrèche et perd son avantage.
• Combien de pièces ? Le PCD l’emporte souvent sur le coût par pièce en très grande série. Là où la finition fait vendre la pièce, l’outil monocristallin se rentabilise en supprimant l’étape de polissage.

Les deux ensemble : le PCD d’abord, le MCD en dernier

Sur beaucoup de pièces, la meilleure réponse est d’utiliser les deux. Un boîtier de téléphone ou d’ordinateur portable, par exemple, est fraisé à sa forme avec des outils carbure ou PCD, et seul le chanfrein visible est coupé en dernier avec une fraise MCD. Chaque outil fait le travail pour lequel il est le meilleur, et l’arête miroir, plus coûteuse, ne sert que là où elle se voit.

Où se situe Bulunmaz

Bulunmaz fabrique des outils en diamant monocristallin, en diamant naturel et en MCD, pour la passe de finition : outils de tournage, fraises, fraises à chanfreiner, plaquettes et outils à mouche, en standard ou sur plan. Nous ne fabriquons pas d’outils PCD. Si vous ne savez pas quel diamant convient à votre pièce, envoyez-nous la matière, un plan et la finition souhaitée : nous vous le dirons clairement. Pour en savoir plus sur le diamant naturel, le MCD et le CVD, voir notre guide des types de diamant.