A very important requirement of modern machining systems in an 'unmanned' factory is to change tools that have been subjected to wear or damage in time. The old tool change strategies are based on conservative estimates from the past tool wear data, hence tools can be replaced too early or too late. This can increase the production cost or endanger the quality of the products. An integrated tool condition monitoring system composed of multi-sensors, signal processing methodology and decision-making plans is a crucial requirement for automtic manufacturing processes. An intelligent tool condition monitoring system for milling operations will be introduced in this report. The system is composed of four kinks of sensors, signal transforming and sampling apparatus and a microcomputer. By using intelligent pattern recognition techniques, different sensor signals are combined and the tool wear states can be recognised reliably. The efficient and effective orthogonal experimental design procedure is applied to comprehensively verify the monitoring system in a limited number of test runs. 50 signal features are extracted from time and frequency domain and they are found to be related to the development of tool wear values. A fuzzy clustering feature filter has been developed to remove less tool wear relevant features under different cutting conditions. multi-sensor signals reflect tool condition comprehensively and the sensor fusion strategy is used to provide reliable recognition results. Combining fuzzy approaching degree and fuzzy closeness provides a unique and overall fuzzy similarity index, the two-dimensional fuzzy approaching degree. A new type of fuzzy system, the fuzzy driven neural network has been established. The network can assign signal features suitable weights to make the tool wear state recognition process more accurate and robust. The advanced B-spline neurofuzzy networds are also successfully applied in the tool condiiton monitoring process. This powerful modelling system is established by combining the qualitative fuzzy rule representation with the quantitative adaptive numeric processing process. The fuzzy driven neural network and the B-spline neurofuzzy network can then be combined to build a neurofuzzy hybrid pattern recognition system, which is more reliable and accurate. Armed with the well- developed pattern recognition methodology, the established intelligent tool condition monitoring system has the advantages of being suitable for a wide range of machining conditions, robust to noise and tolerant to faults. As can be seen in the thesis, several innovations have been made in the research process of this project. The fuzzy clustering feature filter can significantly improve the efficiency and reliability of the tool wear state recognition process. The two-dimensional fuzzy approaching degree comprehensively characterises the similarity between two fuzzy sets. The fuzzy driven neural network indirectly solves the weight assignment problem of the conventional fuzzy system. The established neurofuzzy hybrid pattern recognition system obviously improves the system's recognition resolution and reliabilty

No description available.

No description available.

The purpose of this study was to apply vibrations to the workpiece during surface grinding in order to improve the performance of the process. In addition to this, further necessary parameters were examined and analysed. A first step was to design the vibrating rig and after a number of different designs the most suitable model was selected for the conduction of the preliminary studies. However, a novel-improved system was designed and manufactured in order to undertake the full volume of experimental work. A number of simulations including stress and modal analysis were carried out and all the static and dynamic characteristics of the rigs were identified. Moreover, the exact dynamic behaviour of the rigs - including their natural frequencies - was established though real experiments. Sweep - sine and impact tests were employed in order to identify these dynamic parameters and the results were compared to those of simulation with the intention to detect the amount of error between these techniques. The rigs were vibrated at their resonant frequencies in order to achieve high values of amplitude with low voltage input. The static and dynamic characteristics of the grinding machine tool were identified. Similar methods such as sweep-sine test were employed in order to find the natural frequency of the machine tool's spindle unit. Static and dynamic stiffness of the machine tool's spindle unit as well as its compliance were identified. The preliminary studies showed an improvement in surface quality of the workpiece as well as a small reduction in cutting forces. This reduction was getting bigger with the increase of depth of cut. The main body of experimental work followed and showed that for 25 urn depths of cut, the vibration-assisted method could decrease up to 22.5 % the tangential forces. Furthermore, the effect of vibration was getting more noticeable at higher wheelspeeds and workspeeds. At those speeds the reduction in workpiece surface roughness reached 12.6%. Moreover, it was found that the application of vibration increased the material removal rate, reduced the cutting forces, increased the G-ratio and produced lower values of wheel wear compared to conventional grinding. Finally, an innovative closed-loop vibration control system was used for the process which could control the amplitude and the frequency of vibration in the actual grinding cycle. This I A Abstract system managed to control the applied values of vibration amplitude at resonant or near resonant frequencies. It was found that for higher depths of cut the closed-loop vibration control reduced the normal forces by 19% compared to open-loop control and 21 % compared to conventional grinding. Furthermore, the closed-loop control system performed better in terms of workpiece surface quality when grinding mild steel compared to conventional grinding and open-loop vibration control.

No description available.

Το αντικείµενο της παρούσας διατριβής είναι η µελέτη, ο πειραµατισµός και η προτυποποίηση µιας νέας παραγωγικής διεργασίας που ονοµάζεται Σκλήρυνση δια Λειάνσεως. Στη διατριβή αυτή, αφού γίνει µια σύντοµη περιγραφή της διεργασίας, των εφαρµογών και των προβληµάτων που παρουσιάζονται κατά τη χρήση της, θα περιγραφεί η πειραµατική διαδικασία, η µελέτη των πειραµατικών αποτελεσµάτων καθώς και µια θεωρητική προσέγγιση του µηχανισµού που λαµβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διεργασίας. 1.1 Το πρόβληµα Είναι γνωστό πως για την παραγωγή µεταλλικών εξαρτηµάτων υψηλής ακρίβειας και ποιότητας, δύο παραγωγικές διεργασίες είναι απολύτως απαραίτητες: Η σκλήρυνση και η λείανση. Η σκλήρυνση είναι απαραίτητη ώστε το εξάρτηµα να έχει υψηλή αντοχή σε κόπωση και για να µπορεί να διατηρεί την ποιότητα επιφανείας του όταν συνεργάζεται µε άλλα εξαρτήµατα. Η λείανση είναι απαραίτητη για την επίτευξη της απαιτούµενης ακρίβειας στο σχήµα και τις διαστάσεις, καθώς και της απαιτούµενης επιφανειακής ποιότητας του εξαρτήµατος. Έτσι, η τυπική σειρά διεργασιών στις οποίες υπόκειται ένα τέτοιο εξάρτηµα φαίνονται σχηµατικά στο Σχ. 1.1: Εισαγωγή Κεφάλαιο 1ο 14 Σχ. 1.1: Φάσεις επεξεργασίας µεταλλικού εξαρτήµατος µε συµβατικό τρόπο Στο βιοµηχανικό περιβάλλον, οι τρεις αυτές διαφορετικές φάσεις συνήθως λαµβάνουν χώρα σε ξεχωριστά τµήµατα ενός παραγωγικού συστήµατος, λόγω των διαφορετικών εγκαταστάσεων και εξοπλισµού που χρειάζονται για την πραγµατοποίηση της κάθε φάσης. Έτσι, συνήθης πρακτική είναι η µεταφορά των εξαρτηµάτων από τµήµα σε τµήµα ακολουθώντας τη σειρά των τριών φάσεων της κατασκευής των εξαρτηµάτων. Η πρακτική αυτή όµως δηµιουργεί σηµαντικό φόρτο εργασίας σχετικά µε τη διαχείριση των εξαρτηµάτων. Έτσι, οι διαδικασίες διαχείρισης των εξαρτηµάτων µέσα σε ένα παραγωγικό σύστηµα αποτελούν ένα σηµαντικό τµήµα του κόστους παραγωγής, καθώς οι διαδικασίες αυτές είναι κατ’ αρχήν χρονοβόρες, αλλά και απαιτούν εξοπλισµό, ανθρωποώρες και έλεγχο. Ιδιαίτερα, διεργασίες όπως οι θερµικές κατεργασίες οι οποίες έχουν συνήθως σκοπό την επιφανειακή σκλήρυνση του εξαρτήµατος, έχουν σηµαντικό κόστος από πλευράς διαχείρισης των εξαρτηµάτων (µεταφορά εξαρτηµάτων από και προς τους κλιβάνους, τοποθέτηση των εξαρτηµάτων σε ειδικές διατάξεις ώστε να εισαχθούν στο κλίβανο) καθώς επίσης και από πλευράς χρόνου (διεργασίες σκλήρυνσης σε κλίβανο έχουν συνήθως συνολική διάρκεια της τάξης των µερικών ωρών). Όσον αφορά στις διεργασίες αφαίρεσης υλικού, η ανάγκη µετακίνησης των εξαρτηµάτων αυξάνει τις διαδικασίες πρόσδεσης και αφαίρεσής τους από τις εργαλειοµηχανές, πράγµα που κοστίζει σε παραγωγικό χρόνο, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για εξαρτήµατα ακριβείας που απαιτούν ειδικές διαδικασίες πρόσδεσης. Έτσι τα προϊόντα επιβαρύνονται µε σηµαντικό κόστος διαδικασιών, µερικές από τις οποίες είναι και µη παραγωγικές, όπως είναι οι διαδικασίες διαχείρισης. Ένας ακόµη επιβαρυντικός παράγοντας για τις διαδικασίες αυτές είναι και οι σηµαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν από αυτές. Εκτός από το περιβαλλοντικό φορτίο που δηµιουργούν οι δευτερεύουσες δραστηριότητες που σχετίζονται µε τη διαχείριση των εξαρτηµάτων µέσα στο παραγωγικό σύστηµα, οι Τέλος Αρχή Ξεχόνδρισµα Θερµική Κατεργασία Λείανση, Φινίρισµα Κεφάλαιο 1ο Εισαγωγή 15 ίδιες οι διεργασίες σκλήρυνσης είναι πολλές φορές ιδιαίτερα επιβαρυντικές για το περιβάλλον. ∆ιεργασίες όπως η βύθιση των εξαρτηµάτων σε µπάνιο τηγµένων αλάτων και ο καθαρισµός των εξαρτηµάτων µε χηµικά δηµιουργούν σηµαντικές εκποµπές ρύπων κατά τη διάρκεια της διεργασίας (ατµοί, υγρά απόβλητα) όσο και στο τέλος της (διαχείριση και διάθεση των αποβλήτων). Έτσι δηµιουργείται σηµαντική περιβαλλοντική επιβάρυνση, αλλά και κίνδυνοι για την υγεία των εργαζοµένων που ασχολούνται µε τις διαδικασίες αυτές. 1.2 Η προτεινόµενη διεργασία - λύση Με στόχο τη δραστική µείωση του κόστους και του χρόνου επεξεργασίας των εξαρτηµάτων, τη γενικότερη εξοικονόµηση χρόνου αλλά και τη βελτίωση της περιβαλλοντικής εικόνας των διεργασιών παραγωγής µεταλλικών εξαρτηµάτων, προτείνεται η εφαρµογή µιας σύνθετης διεργασίας λείανσης που ονοµάζεται Σκλήρυνση δια Λειάνσεως. Κατά την εφαρµογή της διεργασίας αυτής, το επεξεργαζόµενο εξάρτηµα υπόκειται σε επιφανειακή σκλήρυνση ταυτόχρονα µε τη λείανση, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για ξεχωριστό στάδιο θερµικής κατεργασίας, καθώς και για όλες τις σχετικές εργασίες διαχείρισης. Σχ. 1.2: Φάσεις επεξεργασίας µεταλλικού εξαρτήµατος µε χρήση της διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως. Συγκρίνοντας την αλυσίδα των φάσεων κατεργασίας ενός τυπικού µεταλλικού εξαρτήµατος που φαίνονται στα Σχ. 1.1 και 1.2, είναι προφανές ότι το όφελος από τη χρήση της διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως είναι σηµαντικό. Όλες οι Τέλος Αρχή Ξεχόνδρισµα Σκλήρυνση δια Λειάνσεως, Φινίρισµα Εισαγωγή Κεφάλαιο 1ο 16 σχετικές µε τη διεργασία της θερµικής κατεργασίας διαδικασίες διαχείρισης εξαλείφονται µαζί µε την ίδια τη διεργασία, µειώνοντας έτσι σηµαντικά το κόστος και τον χρόνο που απαιτείται για την ολοκλήρωση της παραγωγικής διαδικασίας. Είναι επίσης ευνόητο ότι εξαλείφονται όλες οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν τόσο από τις εργασίες διαχείρισης των εξαρτηµάτων, όσο και από τις διεργασίες σκλήρυνσης αυτές καθαυτές. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό, και ταυτόχρονα το σηµείο καινοτοµίας της διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως που επιτρέπει την ταυτόχρονη λείανση και θερµική κατεργασία του εξαρτήµατος, είναι η εκµετάλλευση της θερµότητας που παράγεται στην περιοχή αφαίρεσης υλικού κατά τη λείανση για τη θερµική κατεργασίας του εξαρτήµατος. Με τη διεργασία αυτή είναι δυνατή η επιφανειακή σκλήρυνση όλων των υλικών που επιδέχονται θερµική κατεργασία ενώ µπορεί να εφαρµοστεί τόσο σε µεγάλες επιφάνειες όσο και σηµειακά πάνω σε προεπιλεχθέντα σηµεία πάνω στο επεξεργαζόµενο εξάρτηµα. 1.3 Σύντοµη περιγραφή της προτεινόµενης διεργασίας Η διεργασία της Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως οµοιάζει κατ’ αρχήν µε τη συνήθη διεργασία της λείανσης. Η διεργασία πραγµατοποιείται σε µια επιφανειακή ή κυλινδρική λειαντική µηχανή, η οποία όµως θα πρέπει να έχει αυξηµένη στιβαρότητα, λόγω των υψηλών δυνάµεων κοπής που εµφανίζονται κατά τη διεργασία. Ο λειαντικός τροχός αφαιρεί υλικό από το επεξεργαζόµενο εξάρτηµα, έχοντας όµως τις παραµέτρους της διεργασίας ρυθµισµένες έτσι ώστε να δηµιουργείται η απαιτούµενη θερµότητα στην περιοχή κοπής (Σχ. 1.3). Καθώς ο τροχός αφαιρεί υλικό, η θερµότητα που παράγεται στην περιοχή της κοπής δηµιουργεί τοπική θερµική κατεργασία στο εξάρτηµα, αφήνοντας πίσω της µια ζώνη συγκεκριµένου πλάτους µε αυξηµένη σκληρότητα, σε σχέση µε τη σκληρότητα που είχε το εξάρτηµα προ της επεξεργασίας. Η εικόνα που παρουσιάζει η διεργασία στην πραγµατικότητα εµφανίζεται στο Σχ. 1.4: Κεφάλαιο 1ο Εισαγωγή 17 Σχ. 1.3: ∆ιάταξη διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως. Σχ. 1.4: Σκλήρυνση δια Λειάνσεως. Q Λειαντικός Τροχός Εξάρτηµα vc vw ae Ζώνη σκλήρυνσης Εισαγωγή Κεφάλαιο 1ο 18 1.4 Ερευνητική συνεισφορά της εργασίας Είναι φανερό πως η εισαγωγή της διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως στη βιοµηχανική πρακτική εξαρτάται από τη δυνατότητα της διεργασίας να επιτύχει το επιθυµητό αποτέλεσµα, αλλά κυρίως από τη δυνατότητα να ελέγχεται το αποτέλεσµα της διεργασίας, δηλαδή η επιφανειακή σκληρότητα και το βάθος της σκλήρυνσης που επιτυγχάνεται. Αυτό που χρειάζεται δηλαδή είναι η γνώση σχετικά µε το πώς επηρεάζουν τη σκληρότητα και το βάθος σκλήρυνσης οι παράµετροι της διεργασίας, όπως η ταχύτητα κοπής, η πρόωση, το βάθος κοπής, οι ιδιότητες του υλικού και ο τύπος του λειαντικού τροχού. Αυτή η γνώση είναι αναγκαία ώστε να µπορεί να προγραµµατίζεται η εργασία και να µπορεί να προβλεφθεί το αποτέλεσµά της πριν πραγµατοποιηθεί. Μόνο έτσι µπορεί να χρησιµοποιηθεί η διεργασία σε µια ποικιλία πραγµατικών εφαρµογών και να αποδώσει τα οφέλη της. Σκοπός λοιπόν αυτής της εργασίας είναι η σε βάθος µελέτη της διεργασίας Σκλήρυνσης δια Λειάνσεως. Για το σκοπό αυτό πραγµατοποιήθηκε θεωρητική και πειραµατική προσέγγιση της διεργασίας. Η θεωρητική προσέγγιση, για λόγους καλύτερης κατανόησης και ανάλυσης, έγινε ξεχωριστά για τα διάφορα φαινόµενα που λαµβάνουν χώρα κατά τη διεργασία. Τα φαινόµενα αυτά είναι η δηµιουργία της θερµότητας, η µετάδοση της θερµότητας στα σώµατα που συµµετέχουν στη διεργασία (τροχός, υλικό, απόβλητα), η διάδοση της θερµότητας στο υλικό και τέλος οι µεταλλουργικές µετατροπές που οδηγούν στην αύξηση της σκληρότητας. / The machining of precision steel parts is a procedure that usually requires two types of processes: Grinding and hardening. In current industrial conditions, the two types of processes are performed in separate production stages and in separate setups. The socalled grind-hardening process combines the two processes in one, thus eliminating the need for separate setups and the related costs. In grind-hardening, the heat dissipated in the cutting area during grinding is used at the same time for the heat treatment of the workpiece. This thesis describes a modeling approach for the grind-hardening process. Analytical and numerical modeling techniques have been employed, in order to enhance the understanding of the grind-hardening mechanism and to extract a working model for the process. Some of the parameters considered are the grinding wheel type, the workpiece material, the cutting speed, the workpiece speed and the depth of cut. The model calculates the hardness penetration depth expected for a given set of process parameters. The output of the suggested model is compared against experimental data in order to estimate its accuracy and to determine any weak points. The experimental data are taken from a cylindrical grind-hardening process. The main conclusion of the thesis is that the grind-hardening process is possible and can be used for the surface hardening of steel parts. Maximum surface hardness can be achieved when sufficient quenching rate is present, which is usually the case in grind-hardening. The hardness penetration depth achieved can reach values higher than 1mm, when the proper values are selected for the parameters of the grind-hardening process.

The main aim of this work was the machining by hard turning of surfaces with optical surface quality. A numerical target had been set as a surface roughness Ra = 10nm. It has been shown that achieving roughness of that magnitude by hard turning is possible. Individual work pieces exhibited the desired surface properties for short lengths at a time, but it proved to be very difficult to achieve these surfaces consistently and over longer cuts. The factors influencing the surface roughness were identified as tool defects and machine vibration in addition to the standard cutting parameters and choice of cutting tool. A model of surface generation in hard turning has been developed and good correlation between simulated and experimentally determined surface roughnesses was achieved. By introducing a material partition equation which determines the proportional contribution of material removal mechanisms in the undeformed chip a comprehensive method for assessing the contributing factors in material removal was developed. While it has been shown that surfaces in hard turning are almost exclusively generated by chip removal and plastic deformation the developed model is versatile enough to include elastic deformation of the work piece. With the help of the model of surface generation in hard turning it has been possible to attribute magnitudes of the influencing factors with respect to the cutting parameters such as feed rate and tool corner radius, and the main disturbances - tool defects and machine vibration. From this conclusions were drawn on the requirements for machine tools and cutting tools, which will need to be realised to make ultra-precision hard turning of surfaces of optical quality a feasible manufacturing process.

This research develops an analytical scientific approach for investigating the high precision surface generation and the quantitative analysis of the effects of direct factors in precision machining. The research focuses on 3D surface characterization with particular reference to the turning process and associated surface generation. The most important issue for this research is surface functionality which is becoming important in the current engineering industry. The surface functionality should match with the characterization parameters of the machined surface, which can be expressed in formula form as proposed in chapter 4. Modelling and simulation are extensively used in the research. The modelling approach integrates the cutting forces model, thermal mode% vibration model, tool wear model, machining system response model and surface topography model. All of those models are integrated as a whole model. The physical model with such as direct inputs is formed. The major inputs to the model are tooling geometry and the process variables. The outputs from the modelling approach are cutting force, surface texture parameters, dimensional errors, residual stress and material removal rate. MATLAB and Simulink are used as tools to implement the modelling and simulation. According to the simulation results, it is found that the feed rate has the most profound effect on in surface generation. The influence of the vibrations between the cutting tool and the workpiece on the surface roughness may be minimised by the small feed rate and large tool nose radius. Surface functionality simulation has been developed to model and simulate the surface generation in precision turning. The surface functionality simulation model covers the material and tool wear as well. It shows that chip formation is resulted from cutting forces. Cutting trials are conducted to validate the modelling and simulation developed. There are positive results that show the agreement between the simulation and experimental results. The analysis of the results of turning trials and simulations are conducted in order to find out the effects of process variables and tooling characteristics on surface texture and topography and machining instability. From the research, it can be concluded that the investigation on modelling and simulation of precision surfaces generation in precision turning is performed well against the research objectives as proposed. Recommendations for future work are to improve the model parameters identification, including comprehensive tool wear, chip formation and using Neural Networks modelling in the engineering surface construction system.

Cette étude s'inscrit dans le cadre du développement de nouveaux matériaux pour la fabrication additive. Notre objectif est la fabrication de pièces comprenant un alliage métallique complexe (CMA) à l'aide d'un laser UV de stéréolithographie. L'alliage choisi est un alliage quasicristallin dominé par une phase icosaédrique du système AlCuFeB. Des poudres brutes d'atomisations ont été caractérisées par diffractions des rayons X et analyse thermique différentielle. Nous avons montré une bonne absorbance optique de la poudre dans le domaine UV-visible qui rend possible un début de frittage sous l'effet du laser correspondant à la formation de pontages entre les grains à une température d'environ 820°C. Concernant la fabrication à partir d'une suspension de poudres dans un liant, nous avons étudié les propriétés de mouillage des particules AlCuFeB et optimisé un mélange avec une résine époxy chargée par 20 % vol. de particules CMA. L'absorption optique de la suspension dans le domaine UV est suffisante pour fabriquer une pièce composite par stéréolithographie. La granulométrie utilisée est inférieure à 25 µm. Nous avons ainsi réussi à fabriquer des pièces de 14 mm de hauteur, en additionnant des couches de 50 µm. À partir des pièces réalisées, nous avons caractérisé la dureté et les propriétés tribologiques de ce nouveau matériau composite. La dureté des pièces ainsi fabriquées est supérieure à celle de la résine seule et atteint 88 Shore D. Nous avons également mis en évidence une amélioration de 30 % du coefficient de frottement et une diminution du volume d'usure de 40 % par rapport au matériau de la matrice époxy. Ces propriétés rendent attractif ce nouveau matériau composite pour la fabrication par stéréolithographie / This study aimed at developing new materials for additive manufacturing. We focused on producing parts containing complex metallic alloys (CMA) using a UV laser used for stereolithography. The selected intermetallic is a quasicrystalline alloy dominated by the icosahedral phase in the system AlCuFeB. The raw powders produced by gas atomization were characterized by X-ray diffraction and differential thermal analysis. The powders exhibit good optical absorption properties in the UV-visible range allowing direct laser sintering as evidenced by the formation of bridges between the grains at a temperature of about 820°C. In a second step, we have considered the manufacturing of parts made of a suspension of CMA powders in a binder. We have studied the wetting properties of the particles AlCuFeB and optimized a mixture consisting of an epoxy resin filled with 20 % vol. of CMA particles. The optical absorption of the suspension in the UV range was sufficient to produce composite parts by stereolithography. The particle size used was smaller than 25 micrometers. We have managed to make parts reaching 14 mm in height by adding layers with a thickness of 50 microns. Using test samples, we have characterized the hardness and the tribological properties of this new composite material. The hardness of the parts produced by stereolithography is larger than that of epoxy parts and reaches 88 Shore D. We have also shown a 30 % reduction of the friction coefficient as well as a 40 % reduction of wear losses compared to the epoxy matrix. These properties make attractive this new composite material for stereolithography applications

Les céramiques à base d’Al2O3 et de 3Y-ZrO2 à structures submicroniques présentent, au vu de leurs propriétés physiques et mécaniques, un fort potentiel pour l’usinage de composites en bois. Neuf nuances ont été développées par coulage-gélification (CG) et par pressage isostatique à froid (CIP). Elles ont ensuite été testées en usinage dans des conditions industrielles de coupe. L’objectif de la thèse a été la compréhension, à partir de ces résultats, des mécanismes d’usure, afin d’identifier les propriétés physiques et mécaniques nécessaires pour l’usage d’un matériau nouveau pour cette application. Des outils prototypes de fraisage et de tournage ont été conçus. L’état d’endommagement et les contraintes résiduelles dans la céramique, dus aux étapes de fabrication des prototypes, ont été déterminés. Les résultats des expérimentations de coupe montrent que différents mécanismes opèrent sur l’usure des céramiques. Pour les nuances d’alumine, l’usure de l’arête se fait par arrachement cyclique de grains, tandis que les nuances à base de zircone se déforment plastiquement. Il apparaît que les propriétés physiques, telles que la taille de grain et la densité, sont prédominantes sur les propriétés mécaniques. L’utilisation de céramiques à structure submicronique avec des densités supérieures à 99 % améliore les performances en usinage. C’est la nuance Al2O3-10 % ZrO2 produite par CG qui a montré la meilleure résistance à l’usure. Lors de l'affûtage et de la coupe, l'oxyde de zirconium non stabilisé opère un changement de phase qui induit des contraintes de compression au sein de la microstructure et augmente ainsi la résistance micromécanique des joints de grain. / High mechanical properties of sub-μm grain Al2O3 and 3Y-ZrO2 present high potential for the cutting of wood-based materials. Nine grades were produced by gelcasting (GC) and cold isostatic pressing (CIP). They were tested in real industrial conditions. From those results, this thesis’ aim was to highlight the wear mechanisms in cutting, and then deduce major physical and mechanical properties that are task of material development. Consequently, prototypes for cutting trials have been developed. As a result, the manufacturing of prototype tools, X-Ray diffraction, analytical and numerical investigations were performed to quantify residual stress that occurred in ceramic. Observation of the results of experimentations in machining showed different wear modes. For alumina’s grade, single grain pull-out was the main wear mechanism of the cutting edge, while microplastic deformation occurred in zirconia’s composition. Physical properties of ceramic structure, like grain size and density, are more important than mechanical properties. To improve cutting lifetime, density must be higher than 99%, with a structure with sub-μm grain size. It appeared that there was a predominant role of micromechanical stability while cutting abrasive materials. Fracture toughness or thermal shock resistance seem to have marginal influence when ceramic were produced by low-defect process like GC. Regarding all ceramic grades the Al2O3-10ZrO2 made by GC showed the highest wear resistance in machining. Unstabilized zirconia brought micromechanical stability between grains of the cutting edge while working.