Atterrissage de précision pour composants aérospatiaux : Walter Meier pour Helfenstein – Walter Meier Solutions

Shogu Nakamura : PDG jeune et moderne

Mathias Zavratnik (responsable des ventes, Walter Meier Fertigungslösungen AG) : « C’est exactement l’aspect que valorise la plus jeune génération familiale. Shogu Nakamura est un jeune PDG de Nakamura-Tome et il apporte une toute nouvelle dynamique à l’entreprise. En tant que PDG, il s’est récemment formé sur les machines, a programmé des pièces spécifiques et les a fabriquées lui-même sur un tome Nakamura. Pourquoi fait-il cela ? Shogu Nakamura souhaite être aussi proche que possible de ses clients et mieux comprendre leurs besoins afin que les développements dans le domaine des machines-outils et de la technologie de commande soient parfaitement adaptés aux utilisateurs. »

J’ai commencé avec la technologie médicale et j’ai fini dans l’aviation

Revenons à Helfenstein Mechanik AG : l’entreprise a débuté par la fabrication d’implants médicaux. R. Helfenstein : « Nous sommes certifiés dans ce domaine et avons acquis, d’un point de vue technologique, un énorme savoir-faire de fabrication dans le traitement des composants de technologie médicale. Cependant, nos domaines d’activités ont pivoté de 180°. Aujourd’hui, nous fabriquons principalement pour l’industrie aéronautique. En outre, nous fabriquons une proportion faible mais constante de pièces de précision pour l’industrie des machines et de l’horlogerie. Ici, nous réalisons des projets spéciaux, tels que des boîtiers de montres spécifiques au client. »

Gamme de composants et tailles de lots

Les dimensions des composants sont d’environ 300 mm en fraisage simultané 5 axes et jusqu’à 500 mm en fraisage 3 axes. En tournage, des pièces jusqu’à la taille d’un poing sont usinées avec un passage de barre maximal de 65 mm. Les composants jusqu’à D=250 mm peuvent être tournés depuis le mandrin.

Les lots pour le tournage sont de 100 pièces maximum et pour le fraisage d’environ 25 pièces. Il y a toujours des pièces individuelles sur les machines, rarement des séries « plus grandes » allant jusqu’à 2 000 pièces. Les matériaux certifiés aérospatiaux tels que l’aluminium, les alliages chrome-nickel, les alliages de titane et les alliages à base de nickel sont usinés en tant que matériaux.

Nakamura-Tome se démarque d’un point de vue technologique

R. Müller : « L’excellente construction de la machine-outil a joué un rôle décisif dans le choix du tome Nakamura. Il s’agit d’un concept de machine-outil très rigide et thermostable, adapté aux zones de tolérance étroites et aux matériaux difficiles à usiner. Nakamura a également développé une commande – basée sur les commandes Fanuc, améliorée avec les propres applications de Nakamura – qui est une symbiose entre un écran tactile et une commande à clavier. Ce sont des fonctions utilisées quotidiennement en production. Pour nous, le « toucher » à 100% était hors de question. »

Chers mais géniaux : les guidages plats manuels

M. Zavratnik : « Il dispose sur tous les axes de guidages plats manuels. Premièrement, les guidages plats assurent un amortissement très élevé et deuxièmement, ils sont en partie responsables de la grande rigidité de la machine. Cela permet d’exploiter pleinement les performances de la broche principale et de la contre-broche, et le volume d’enlèvement de copeaux est en conséquence élevé lorsque cela est nécessaire. Les guidages plats manuels ont un effet positif aussi bien lors de l’ébauche que lors de la finition, il n’y a pratiquement aucune vibration. Le WT-250II fonctionne de manière extrêmement silencieuse. »

Évacuation de chaleur du Nakamura

Les bagues qui fonctionnent actuellement sur la machine ont une zone de tolérance de deux centièmes de millimètre. C’est assez difficile dans un environnement non climatisé. Une fois la machine rodée, le processus se déroule de manière très fiable. Avec une zone de tolérance aussi étroite, chaque composant est néanmoins contrôlé. La procédure correspond aux réglementations QM de Helfenstein Mechanik AG.

Mathias Zavratnik : « L’évacuation de chaleur avant tout : le Nakamura-Tome WT-250II dispose de 16 capteurs thermiques qui donnent une très bonne image thermique du centre de tournage au contrôle de compensation thermique pour compenser l’évacuation de chaleur. Si la machine est à la température de fonctionnement, elle reste dans la modération. Avec des pièces et des matériaux spécifiques, il peut y avoir un apport de chaleur relativement élevé, il est donc judicieux de refroidir davantage le liquide de refroidissement, ce qui améliore la précision de la pièce. »

Entièrement ébavuré de la machine

Il est crucial pour une production économique et de haute qualité que les pièces sortent entièrement usinées de la machine. L’usinage complet comprend également l’ébavurage des bords.

R. Müller « L’usinage complet est pour nous un facteur très important. Le composant doit sortir prêt de la machine ; sans bavure. L’ébavurage en particulier nécessite un niveau élevé de stratégies de FAO complexes. Depuis la création de notre entreprise, notre philosophie de fabrication consiste à programmer chaque composant en FAO. Cela apporte une approche systématique des processus. L’avantage est que nous disposons d’une base de données propre de tous les programmes CN. Des valeurs de correction spécifiques ne sont saisies sur la commande qu’en cas de nécessité. »

Le système QM optimise les processus de fabrication

Dans le cadre du système de gestion de la qualité de Helfenstein Mechanik AG, toutes les machines sont validées et qualifiées en interne à intervalles réguliers.

R. Müller : « Nous savons ainsi exactement comment les machines produisent et connaissons l’évacuation de chaleur correspondante. Si un client nous questionne sur un nouveau composant, nous pouvons évaluer très rapidement la complexité de la production du composant. Ceci est particulièrement important avec des zones de tolérance plus strictes à partir de IT07/IT06. »

En fonction des exigences de précision, les composants finis sont soumis à un contrôle qualité correspondant au QM.

R. Müller : « Notre manuel QM précise comment et quand des contrôles ponctuels ou un contrôle complet doivent être effectués. La séquence d’échantillonnage aléatoire est spécifiée pour les tailles de lot et dépend finalement des zones de tolérance. Par exemple, nous devons contrôler 100% d’une masse avec des tolérances serrées dans un champ du 4 centième. »

À propos des zones de tolérance : la plus petite zone de tolérance actuellement produite en série sur le Nakamura-Tome est de 8 millièmes pour un matériau difficile à usiner. C’est déjà la limite dans le secteur du tournage. La climatisation et le refroidissement du lubrifiant réfrigérant jouent un rôle dans cette zone de tolérance.

R. Müller : « Nous ne disposons pas actuellement de refroidissement du lubrifiant réfrigérant, mais si les exigences en matière de précision des composants augmentent, nous devrons certainement réfléchir à de telles mesures. »