Matières de stylets

Matériau de bille

Rubis

Standard reconnu dans l'industrie et matière optimale de billes de stylet pour un très grand nombre d’applications de mesure, le rubis est l’une des matières les plus dures connues. Le rubis synthétique est fait avec 99 % d’oxyde d’alumine pur cultivé en cristaux (ou « boules ») à 2000°C par le procédé Verneuil.

Les boules sont alors découpées et usinées progressivement en formes hautement sphériques. Les billes en rubis ont une surface exceptionnellement lisse, une grande résistance à la compression et une grande résistance à la corrosion mécanique.

Il existe très peu d’applications pour lesquelles le rubis n’est pas la matière de bille préférée. Toutefois, pour deux d'entre elles, des billes à base d’autres matières sont recommandées.

La première est le scanning en grande série sur l’aluminium. Comme les deux matières s’attirent, un phénomène appelé « usure d'adhérence » peut se produire. Il entraîne une accumulation d’aluminium de la surface sur la bille. Pour ces applications, une bille en nitrure de silicium convient mieux.

La deuxième est le scanning en grande série, cette fois sur la fonte. L’interaction entre les deux matières peut entraîner une usure par abrasion de la surface de la bille en rubis. Pour ces applications, des billes en zircone sont recommandées.

Nitrure de silicium

Le nitrure de silicium présente beaucoup de propriétés similaires à celles du rubis. C’est une matière céramique très dure et très résistante usinable en forme de sphères de haute précision. Il peut aussi être poli pour obtenir une finition extrêmement lisse en surface.

N’étant pas attiré par l’aluminium, le nitrure de silicium ne sera pas sujet à l’usure d’adhérence du rubis dans le cadre d’applications similaires. Le nitrure de silicium provoque toutefois une usure par abrasion notable lors du scanning des surfaces en acier. Il est donc conseillé de limiter ses applications à l’aluminium.

Zircone

La zircone est une céramique particulièrement résistante dont les caractéristiques de dureté et d’usure sont proches de celles du rubis. Ses propriétés de surface en font une matière idéale pour les applications « dures » de scanning sur composants en fonte.

Matières des tiges

Acier

L’utilisation de tiges en aciers non magnétiques est très répandue pour les stylets de diamètre de bille/pointe supérieur ou égal à 2 mm et dont la longueur peut atteindre 30 mm. Dans cette plage, les tiges en acier d’une seule pièce confèrent un rapport rigidité/poids optimal qui permet d’avoir un dégagement adéquat bille/tige sans pour autant compromettre la rigidité avec une articulation entre la tige et le corps fileté.

Carbure de tungstène

Les tiges en carbure de tungstène conviennent surtout pour maximiser la rigidité lorsqu’on utilise soit des tiges de petits diamètres (nécessaires pour les billes de diamètre inférieur ou égal à 1 mm) soit des tiges plus longues (pouvant atteindre 50 mm). Au-delà, le poids risque de devenir prohibitif et la rigidité être compromise à cause du fléchissement au niveau de l’articulation tige/corps.

Céramique

Pour les diamètres de billes supérieurs à 3 mm, et les longueurs supérieures à 30 mm, les tiges en céramique confèrent une rigidité comparable à celle de l’acier, mais elles sont nettement plus légères que celles en carbure de tungstène. Les stylets à tiges céramiques procurent en outre une protection supplémentaire puisqu'elles se briseront en cas de collision.

Fibre de carbone

Comme les stylets en fibres de carbone pèsent environ 20 % en moins que ceux en carbure de tungstène, ils conviennent donc bien aux stylets de grande longueur. Sa stabilité thermique est également avantageuse, en particulier avec des stylets très longs et ils conviennent bien aux environnements de production.

Aluminium

Cette matière très légère convient parfaitement aux allonges mais seulement en environnement climatisé à cause de sa dilatation thermique.

Titane

Par rapport à l'aluminium, le titane est une matière thermiquement stable, sa rigidité de flexion est bonne, et elle est également très légère. Ces caractéristiques font qu'elle s'adapte particulièrement bien aux allonges de grande longueur.