Metalworking World 1/2014

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W ns
M a
10
1/14
Le magazine des affaires et des technologies de Sandvik Coromant
Indonésie :
Puissance
montante
Mach 1,3
Ce sera la voiture la plus rapide du monde et un bon
moyen d'attirer les jeunes talents dans l'industrie.
Un robot sous la main Suède Le très grand et le très petit
ALLEMAGNE La fiabilité et la flexibilité comptent Tech Les vilebrequins en tête
Tech Mieux vaut prévenir... Inde Ils y croient Tech Forage dirigé
Profil
éditorial
Metalworking World
est le magazine des affaires et des
technologies d’AB Sandvik Coromant - 811
81 Sandviken, Suède
Tél. : +46 (26) 26 60 00.
Metalworking World est publié trois fois par
an en allemand, anglais, américain, chinois,
coréen, danois, espagnol, finnois, français,
hongrois, italien, japonais, néerlandais,
polonais, portugais, russe, suédois, tchèque
et thaï, et est envoyé gratuitement aux
clients de Sandvik Coromant dans le monde
entier. Publié par Spoon Publishing à
Stockholm, Suède.
ISSN 1652-5825.
klas forsström, président, sandvik coromant
Le monde change
En tant que Président d’une société internatio-
nale, j’ai le privilège de voyager dans le monde
entier. Cela me permet d’entretenir les liens avec
nos collègues et nos clients, et de me tenir au
courant des évolutions du monde de la production qui est le nôtre. C’est une source d’inspiration et d’enseignements.
Au cours des dix dernières années, je suis allé
en Inde au moins vingt fois. À chaque fois, je
suis frappé de voir combien de choses ont
changé. Un nouveau terminal à l’aéroport, une
nouvelle usine le long de la route qui mène en
ville, des infrastructures en constante amélioration, un nouveau chantier qui démarre... Ce sont
là les signes d’une croissance rapide et continue.
Quiconque s’est rendu en Inde sait que c’est une
terre de contrastes. On peut y voir côte à côte des
entreprises multinationales et de petits ateliers
artisanaux avec un seul centre de tournage et une
seule personne aux commandes. Il existe des
marchés en Inde pour ces deux types d’entreprises. Pour moi, l’Inde est un fantastique
marché pour la technologie et une extraordinaire
source de connaissances. On s’en rend compte
en voyant les équipements des usines et on le vit
dans les réunions. Kirloskar Pneumatics, une
entreprise de Pune (page 8) en est un bon
exemple. Cette entreprise a été parmi les
premières à adopter une nouvelle technologie de
taillage d’engrenages et elle en a retiré d’importants bénéfices pour sa production. Portée par sa
foi en l’avenir, l’entreprise était prête à modifier
ses process, et cela lui a réussi.
Quand on voyage, de nos jours, que ce soit en
Inde, en Europe ou au Brésil, il est devenu très
facile de garder le contact avec ses collègues ou
sa famille et de se tenir au courant des nouvelles
2 metalworking world
grâce aux Smartphones et aux tablettes. J’ai
appris à utiliser ces petits moments, dans les taxis
ou dans les aéroports, pour communiquer et me
tenir informé. Découvrez à la page 6 comment
les applis Sandvik Coromant vous font gagner
du temps et de l’argent dans vos activités
professionnelles.
Pour finir, je salue à travers ce magazine le
dixième anniversaire de sa publication. Nous
célèbrerons cet événement tout au long de
l’année dans ces pages et dans les éditions iPad.
Je vous souhaite une agréable lecture !
klas forsström
Président, Sandvik Coromant
Directeur de la publication devant la loi
suédoise relative à l’édition : Björn
Rodzandt. Rédacteur en chef : Mats
Söderström. Responsable budget :
Christina Hoffmann. Rédacteur : Henrik
Emilson. Directeur artistique : Niklas
Thulin. Rédacteurs techniques :
Börje Ahnlén, Martin Brunnander.
Révision: Valerie Mindel. Coordinatrice :
Lianne Mills. Coordinateur linguistique :
Sergio Tenconi. Traduction : Olivier
Laurens. Mise en page versions
étrangères : Louise Holpp. Prépresse :
Markus Dahlstedt. Photo de couverture :
Adam Lach. Les articles non commandés ne
sont pas acceptés. Les articles de cette
publication ne peuvent être reproduits sans
autorisation. Toute demande d’autorisation
doit être envoyée au rédacteur en chef de
Metalworking World. Les opinions
exprimées dans Metalworking World ne
reflètent pas nécessairement celles de
Sandvik Coromant ou de l’éditeur.
Toute correspondance ou demande
concernant ce magazine peut être
adressée à : Metalworking World, Spoon
Publishing AB, Rosenlundsgatan 40,
118 53 Stockholm, Suède.
Tél. : +46 (8) 442 96 20.
Email : [email protected].
Renseignements sur la distribution :
[email protected].
Imprimé en Suède par Sandvikens Tryckeri
sur papiers MultiArt mat 115g/m² et
MultiArt brillant 200 g/m² de Papyrus AB,
certifié ISO 14001 et enregistré éco-audit.
Coromant Capto, CoroMill, CoroCut,
CoroPlex, CoroTurn, CoroThread,
CoroDrill, CoroBore, CoroGrip, AutoTAS,
GC, Silent Tools et iLock sont des marques
déposées de Sandvik Coromant.
Pour vous abonner gratuitement à
Metalworking World. envoyez votre
adresse postale à
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Metalworking World est conçu à des fins
d’information. L’information publiée est
d’ordre général et ne doit pas être
considérée comme des conseils, servir
de base à des décisions ou être utilisée
dans un but spécifique. L’utilisateur
exploite l’information publiée à ses seuls
risques. Sandvik Coromant ne peut en
aucun cas être tenu pour responsable de
quelque dommages directs, accidentels,
consécutifs ou indirects découlant de
l’utilisation de l’information publiée dans
Metalworking World.
Sommaire
38
Le mot de la fin
Un avion à énergie
solaire fait le tour
du monde.
22
10
Allemagne
La fiabilité et la
flexibilité des
process sont à
l’ordre du jour.
A patented new
technique puts Voith
Turbo on the map.
8
Inde
Passage à
la vitesse
supérieure
4
5
6
Profil :
Un nouveau collègue
7
En bref :
28
Interview :
32
Nouvelles du monde
La mobilité et les applis
Cri primal :
Un tour en montagnes russes
Inspiration :
L’essor de l’indonésie
Suède :
99,9 pour cent pour l’aéronautique
16
Innovation
Plus rapide qu’une balle.
Technologie
Nouveaux défis
pour le forage en
haute mer
Mieux vaut
prévenir...
Une classification
générique des outils
Productivité à
plein régime
Des outils et des techniques
pour les forages pétroliers en
haute mer.
Votre investissement machine
vous rapporte-t-il ce que vous en
attendiez ? Comment le
rentabiliser au maximum avec des
productions en petites ou
moyennes séries ? Quelques
éléments de réponse.
Sandvik Coromant et d’autres
fournisseurs d’outils ont créé un
logiciel de classification des outils
indépendant des marques.
Les vilebrequins sont le fleuron de
l’usinage dans l’industrie automobile.
14
20
26
36
metalworking world 3
EN BREF
texte : Henrik emilson
photo : doron gild
aperçu du
futur.
Le co-fondateur de
Rethink Robotics,
Rodney Brooks, et
Baxter, le robot.
Un nouveau
collègue
Robotique – On utilise des robots sur les lignes d’assemblage
depuis plus de cinquante ans, mais
ils sont toujours situés à une distance respectable des hommes. Ce
n’est plus le cas avec Baxter, un
robot adaptable de la société
Rethink Robotics de Boston. Il est
conçu pour travailler en toute sécurité aux côtés des hommes.
Contrairement aux robots industriels conventionnels, Baxter est
doué d’un « bon sens » basé sur le
comportement et est capable de
sentir et de s’adapter à son travail
et à son environnemment. Il ne nécessite pas de programmation car il
peut être formé par ses collègues
humains pour effectuer de nombreuses tâches répétitives généralement difficiles à automatiser. Tout
comme les autres robots industriels de nouvelle génération
conçus pour les besoins de la production moderne, Baxter n’a pas
besoin de cage. Il est équipé d’un
système de détection des collisions
avec les hommes qui réduit la force
des contacts. Il est en outre capable de communiquer à l’aide
d’expressions faciales. Il ne lui
manque plus que la possibilité de
raconter des histoires drôles et de
servir les boissons dans les pots
entre collègues. n
4 metalworking world
EN BREF
Le chiffre :
Pieds de table
cactus en
aluminium
recyclé.
Des canettes
pour des meubles
90
secondes seulement sont nécessaires pour remplacer une batterie de
voiture Tesla déchargée.
Recyclage – Studio Swine, un cabinet de design de São Paulo, a créé une ligne de meubles
presque entièrement faits à partir de canettes de boissons en aluminium collectées dans les
rues de la métropole brésilienne. Le cabinet travaille avec les récupérateurs des rues de São
Paulo, les catadores. Toutes les étapes du projet respectent les pratiques du design durable. Les
canettes de récupération sont fondues et coulées selon une technique simple. Les catadores
pourront, à l’avenir, utiliser ce procédé pour créer leurs propres produits en aluminium. n
Éoliennes
flottantes
Énergies nouvelles – Plusieurs pays s’intéressent
aux bas fonds, au delà de la profondeur de 30 mètres à
laquelle la plupart des éoliennes marines actuelles sont
installées. Mais en haute mer, la profondeur interdit aux
éoliennes de reposer sur le fond. Le Centre pour les
Structures et Composites Avancés de l’Université du
Maine a récemment installé un prototype d’éolienne flottante en béton et composite. Des projets similaires
existent aussi en Europe. L’intérêt de la haute mer réside
non seulement dans la plus grande force des vents et leur
régularité, mais aussi dans le nombre réduit des parties
prenantes et dans l’absence de conflits esthétiques. n
LE SAVIEZ-VOUS ?
Les éoliennes
n’ont plus besoin
de fondations
stables et peuvent
jeter l’ancre en
haute mer.
Emploi
solaire
Il y a désormais plus de personnes employées dans le secteur de l’énergie
solaire en Californie que d’acteurs.
Le chiffre :
1 000
Nombre de voitures à hydrogène
basées sur le modèle du crossover
Tucson que Hyundai lancera aux
États-Unis à partir de 2015.
metalworking world 5
EN BREF
SWATCH: ON TIME WITH
THE MIRACLE WATCH
METALWORKINGWORLD
A BUSINESS AND TECHNOLOGY MAGAZINE FROM SANDVIK COROMANT
#1 2004
USD 15 BILLION TO
SAVE – ARE YOU
GETTING YOUR SHARE?
TOTAL CHIP CONTROL
WITH COROCUT XS
TAKE UP THE CHALLENGE
AND DO IT RIGHT
REAPING
GLOBAL
SUCCESS
AGRICULTURAL GIANT JOHN DEERE
IN PARTNERSHIP FOR GROWTH
10ème anniversaire
Célébration « Une réussite internationale », c’était le
tout premier gros titre du magazine Metalworking World
en janvier 2004, pour un article sur John Deer. Un brin de
fierté ne nuit pas : avec une décennie de publication, le
même gros titre pourrait s’appliquer au magazine luimême. Il est maintenant publié en 19 langues et distribué
à un quart de million de lecteurs sur 40 marchés. Son audience est très bonne ; selon nos enquêtes auprès des
lecteurs, vous consacrez 25 minutes de votre temps à sa
lecture et vous êtes nombreux à le placer parmi les cinq
meilleures publications d’entreprise. Nous vous remercions pour votre soutien et, c’est promis, nous continuerons à vous apporter un magazine de qualité. n
Une batterie
biologique
Médecine – Les chercheurs se rapprochent de la pilule électronique,
une pilule à avaler qui surveille la physiologie du corps de l’intérieur. Un
des obstacles était l’alimentation de la pilule en énergie. Mais les chercheurs de l’Université Carnegie Mellon ont mis au point une batterie
comestible qui pourrait être la solution. Cette batterie produit le même
courant que les autres batteries, mais elle est complètement biodégradable dans le corps humain. Son secret ? Elle utilise du sodium au lieu
du lithium des batteries ordinaires. n
Nouveau Centre de
Productivité à Singapour
Sandvik Coromant a récemment ouvert un nouveau Centre de
Productivité à Singapour. C’est le vingthuitième et le choix du lieu souligne
l’importance de Singapour dans l’économie de l’Asie du Sud-Est. Les
Centres de Productivité du monde entier disposent de tous les équipements
les plus récents et offrent des formations à la pointe de la technologie. n
metalworking world
Christian Fredriksen,
spécialiste applis mobiles chez Sandvik Coromant.
Q : La société offre des applis pour les smartphones et les tablettes ; quelles sont les plus
appréciées ? Nos calculatrices pour l’usinage sont
les plus téléchargées. Ce n’est pas surprenant car
elles touchent un grand public. Mais nous avons aussi lancé récemment des applis de nature plus informative destinées aux cadres afin de leur apporter
des informations sur l’industrie et les affaires en général ainsi que des connaissances spécifiques qui
peuvent leur servir. Ces applis sont de plus en plus
appréciées.
Q : Quels sont les projets actuels du service des
applis ? Nous améliorons les calculatrices et nous
les enrichissons ; nous développons aussi des applis
pour notre offre web, en particulier dans le domaine
des affaires et des publications. Nous espérons les
rendre plus attrayantes.
Q : Quelle est votre vision des applis mobiles ?
La pilule
passe mieux
avec un peu
de sodium.
6 Bonjour à…
Acier
modélisé
QuestTek Innovation a inventé deux
alliages inoxydables, résistants
à la corrosion,
sans placage de
cadmium toxique.
Leur mise au point
a été faite à l’aide
de modèles informatiques simulant
la thermodynamique chimique.
Notre site Internet est probabement l’un des plus avancés de l’industrie et nous cherchons en permanence à
développer des applis qui enrichissent l’interaction
entre Internet et les terminaux mobiles. Entre autres
projets, nous développons actuellement deux domaines. Le premier est la mise en œuvre d’une stratégie mobile pour augmenter notre efficacité d’entreprise
et exploiter les possibilités des appareils mobiles afin
de communiquer mieux et plus vite avec nos clients.
Le second est le développement de notre offre traditionnelle de connaissances techniques pour les appareils mobiles avec un contenu de différents niveaux
pour tous nos clients ou futurs clients. Nous proposerons aussi des données pour la réflexion sur les affaires
afin d’aider nos clients à exploiter au mieux les brefs
instants libres dans leurs emplois du temps chargés.
Q : Qu’entendez-vous par ces « brefs instants »
et leur exploitation ? Il s’agit des temps de pause
ou d’attente, par exemple à l’aéroport ou au restaurant,
pendant lesquels vous pouvez lire ou utiliser une appli.
Prenez notre appli d’économie de la production, par
exemple. Il faut moins d’une minute pour saisir vos
données et voir quels bénéfices supplémentaires vous
pouvez réaliser en améliorant l’exploitation de vos machines.
-------------------------------------Pour en savoir plus sur les applis,
rendez-vous sur le portail de téléchargement sur
www.sandvik.coromant.com
En bref
texte : HENRIK EMILSON
Hauteur : 53 mètres
Plongeon : 51 mètres
Inversions, retournements, spirales géantes,
loopings, montées vertigineuses et grands
plongeons ne sont que quelques-uns des plaisirs promis aux passagers des montagnes
russes Gatekeeper du parc d’attractions de
Cedar Point, Ohio (États-Unis). Le parcours est
le plus long de sa catégorie et il comporte le
plus grand plongeon jamais réalisé sur des
montagnes russes. Les 32 passagers sont positionnés de part et d’autre des rails plutôt que
directement au dessus. Le tour sur cette merveille d’ingénierie en acier de 30 millions de
dollars dure environ deux minutes et 40 secondes, spirale incluse. Cette dernière est en
fin de parcours ; elle fait effectuer au train un
tour complet sur lui-même. Les sensations
fortes sont garanties.
ILLUSTRATION : peter grundy
Places : Quatre par wagonnet
Longueur du parcours : 1 290 metres
Angle de la montée de départ : 40 degrés
Wagons : Huit par train,
Trains : Trois trains de 32 passagers
Conception des wagons : Fibre de
verre et acier avec harnais rigide et
ceintures de sécurité
Durée :
2 minutes,
40 secondes
Structure : Tubes acier
Fabricant : Bolliger & Mabillard
Capacité : Environ 1 710 personnes à l’heure
Vitesse
maximum :
Environ 108 km/h
Cedar Point
metalworking world 7
texte : R.F. Mamoowala photo : Ashesh Shah
Un grand bond
en avant
Pune, Inde. Kirloskar
Pneumatic a réussi à redynamiser ses
activités de taillage d’engrenages en optant pour la technologie
des plaquettes indexables. Ce faisant, sa productivité a fait un
bond de plusieurs centaines de pourcents.
Grâce à la
nouvelle
technologie de
fraises à
plaquettes
indexables, le
Vice Président de
Kirloskar
Pneumatic a pu
augmenter la
productivité.
[1]
[2]
10 metalworking world
[1] La nouvelle fraise à
plaquettes indexables a
donné des résultats
impeccables dès le début.
[2] Kirloskar Pneumatic
utilise désormais 14
fraises Sandvik
Coromant.
nnn Pour Debashish Chakravarty, « la situation était
critique » ­lorsqu’il a rejoint Kirloskar Pneumatic Co Ltd
(KPCL) à Pune en 2010 en tant que Vice Président responsable de la division transmissions qui produit des engrenages
pour les chemins de fer indiens en plein essor. « Il y avait
énormément de commandes d’engrenages et de pignons en
retard avec des pénalités et un client extrêmement contrarié. »
Il n’y avait qu’une seule machine de taillage CNC en plus
des machines conventionnelles. Compte tenu des fraisesmères endommagées ou inutilisables, chaque équipe ne
pouvait produire qu’un seul engrenage, deux au plus.
« Nous ne produisions que 190 engrenages par mois », se
souvient Chakravarty. La machine de taillage CNC avait une
grande capacité, mais la technologie des fraises-mères
utilisée alors était obsolète. Mais il a découvert en ligne la
technologie des fraises-disques à plaquettes indexables de
Sandvik Coromant et les grandes vitesses de coupe qui
étaient possibles. « J’ai dit aux patrons que je voulais mettre
en place cette nouvelle technologie », dit-il, « car elle nous
permettrait de réduire considérablement les temps de coupe.
J’ai aussi demandé une machine CNC supplémentaire. »
Mais, selon Chakravarty, comme les fraises Sandvik
Coromant coûtent sept fois plus cher que les fraises
conventionnelles, personne ne voulait prendre le risque. Il
était néanmoins convaincu que la nouvelle technologie
serait essentielle pour rattraper les retards de la division.
Dans le secteur du taillage d’engrenages, les changements
sont longs à accepter, aussi la décision représentait-elle un
véritable acte de foi pour KPCL. « Les doutes et le
scepticisme étaient omniprésents », affirme Chakravarty.
Quand la nouvelle machine CNC et la fraise à plaquettes
indexables de Sandvik Coromant ont été installées, les
résultats ont été immédiats. D’un engrenage par équipe, la
production est passée à deux, voire trois. Satisfait, Chakravarty est rentré chez lui.
Dans la nuit, il a reçu un appel signalant qu’un opérateur
avait endommagé la fraise. « Ça m’a secoué, un équipement
aussi cher », dit Chakravarty. La production a été stoppée et
des représentants de Sandvik Coromant sont arrivés dès le
lendemain matin. Heureusement, la fraise n’était que
déformée et non cassée. Elle a été expédiée dans un atelier
de Sandvik Coromant en Allemagne pour être réparée.
Alors que ses détracteurs étaient à l’affût, Chakravarty a
été soulagé par le prêt immédiat d’un outil de remplacement
par Sandvik Coromant. « Cet outil a donné des résultats
« Personne n’arrivait
à le croire. »
Debashish Chakravarty de Kirloskar Pneumatic a réussi faire
passer le temps de coupe des engrenages de 6,5 heures à 45
minutes.
metalworking world 11
Kirloskar
Pneumatic Co Ltd
KPCL, un grand
fabricant indien de
compresseurs et
d’équipements de
réfrigération et de
climatisation, produit
aussi des engrenages
et des pignons pour les
chemins de fer indiens
avec 80 pour cent des
parts de ce marché.
Sa croissance et son
succès reposent sur
des valeurs centrales
telles que l’innovation,
les avancées
technologiques,
l’engagement, le
service à la clientèle et
l’éthique des affaires.
Prête à prendre des
risques, la société
encourage ses 1000
employés à innover et à
piloter le changement.
La production d’engrenages est passée de 190
à 450 par mois.
Kirloskar Pneumatic a pu
faire passer le temps de
coupe de 6,5 heures à
seulement 45 minutes.
impeccables », dit-il. Quatre semaines plus tard, la fraise
réparée est revenue. Pendant quelque temps, Chakravarty a
eu les deux fraises à sa disposition. La production mensuelle
d’engrenages est passée de 190 à 450 et Sandvik Coromant
a instauré un climat de bonne volonté et de confiance.
En un an, le temps de coupe par engrenage est passé de 6,5
heures à 45 minutes. « Personne n’arrivait à le croire », dit
Chakravarty.
Il a commencé à utiliser des fraises à plaquettes indexables pour d’autres pièces de chemin de fer. Il en a
aujourd’hui 14. La rentabilité a doublé. Les représentants de
Sandvik Coromant ont participé au bon fonctionnement,
modifiant certaines choses si nécessaire. « Ils nous donnent
des solutions complètes, fiables et transparentes », dit
Chakravarty. « Si quelque chose n’est pas possible, ils nous
le disent. »
Chakravarty travaille actuellement à une solution de
coupe encore plus rapide : une fraise-mère à plaquettes
indexables de Sandvik Coromant. n
12 metalworking world
Côté technique
Un ensemble de solutions
Traditionnellement, en Inde, les engrenages sont usinés à la fraise-mère, une
technologie que Kirloskar Pneumatic a
utilisée jusqu’en 2010. Mais ces outils
s’usent et ils doivent être réaffûtés ; leur
revêtement doit aussi être rénové. Cela
prend du temps, selon Debashish
Chakravarty qui dirige la division des
grands engrenages pour les chemins de
fer indiens. Ingénieur automobile,
Chakravarty a trouvé cette technologie
inacceptable et il est passé aux fraises à
plaquettes indexables de Sandvik Coromant. La capacité de taillage s’est trouvée accrue et la production d’engrenages est passée de 190 à 450 par mois.
La valeur de cette approche a
entraîné la mise en place d’autres
solutions. Lorsque le traitement
thermique s’est avéré être un goulot
d’étranglement, Chakravarty a acquis de
nouveaux bancs et a augmenté la
capacité. Il s’est ensuite attaqué à la
rectification des alésages pour obtenir
des tolérances plus serrées et
augmenter la capacité. « Nous avons
trouvé de nouvelles solutions à chaque
étape », dit-il.
Grâce à la rapidité de la coupe et à la
capacité supplémentaire, il peut prendre
plus de commandes et il fabrique désormais aussi des boîtes de vitesses pour
des laminoirs et des cimenteries en utilisant la technologie de Sandvik.
La plus grande satisfaction de
Chakravarty est que le taux d’exécution
des commandes, qui n’était que de 45
pour cent en 2010-11, a grimpé à 60
pour cent l’année suivante puis à 86
pour cent au bout de deux ans. « Et cette
année, il est de cent pour cent », indiquet-il avec fierté.
Kirloskar
Pneumatic existe
depuis 120 ans et
emploie environ
1000 personnes.
metalworking world 13
technologie
texte : Elaine McClarence
image : Borgs
Problème : Comment répondre
aux nouveaux besoins de
l’exploitation pétrolière en haute mer ?
solution : En adoptant des outils
hautes performances, résistants et
durables.
Nouveaux défis pour
le forage en haute mer
La prospection et l’exploitation pétrolières en eaux
profondes imposent des contraintes importantes, aussi des
technologies de forage avancées telles que le forage dirigé
sont-elles de plus en plus utilisées.
Le forage dirigé dans des bas-fonds éloignés des côtes
nécessite des systèmes complexes qui supportent des
températures élevées et des forces importantes en raison
de la profondeur.
Les puits peuvent être forés à l’horizontale comme à la
verticale et le forage peut débuter à plusieurs kilomètres de
la poche de pétrole. Le forage dirigé est une technique qui
permet de forer selon plusieurs angles pour extraire plus
efficacement le pétrole avec un seul puits et qui permet
d’atteindre des réserves difficiles d’accès ; cette méthode
est en outre plus respectueuse de l’environnement.
Le train de tiges de forage porte non seulement la tête de
forage, généralement composée de deux ou trois cônes
faits dans des matières dures comme l’acier, le carbure de
tungstène ou le diamant naturel ou synthétique, et équipés
de dents acérées capables de couper la roche et les
sédiments, mais il porte aussi des systèmes de guidage, des
moteurs, des capteurs et des systèmes de communication
et d’enregistrement des données. Les progrès faits dans la
technologie des capteurs de forage et du positionnement
par satellite ont permis de réaliser des avancées considérables dans la technologie du forage dirigé. Le mécanisme
de direction et les systèmes de mesure du train de tiges de
forage sont situés dans le collier d’unité de contrôle qui
protège ces dispositifs essentiels pendant le déplacement
dans des environnements très agressifs.
Pour Sandvik Coromant, le défi est d’aider les clients du
secteur pétrolier à fabriquer des pièces pour le forage de
14 metalworking world
précision dans des matières difficiles à usiner comme
l’Inconel, le titane et les aciers inoxydables, avec une
grande sécurité au niveau des process, une longue durée de
vie des outils et d’excellents états de surface. Les pièces du
secteur pétrolier nécessitent fréquemment le forage de
trous profonds et des opérations de réalésage en tirant.
Sandvik Coromant a mis au point des solutions d’outillage
spécialisées pour ces opérations, notamment CoroDrill
801 et CoroDrill 818. Le perçage dans le plein et le
réalésage en tirant doivent impérativement se faire avec
une bonne évacuation des copeaux sur toute la longueur
des pièces et avec une très grande sécurité des process. Les
trous forés doivent avoir une bonne concentricité afin de
faciliter les opérations de réalésage ultérieures.
CoroDrill 801 permet un forage sûr dans les matières à
copeaux difficiles comme les aciers inoxydables et les
superalliages réfractaires. De conception rigide et utilisant
les dernières technologies de plaquettes et d’ételles, cet
outil offre une grande sécurité de process et un très bon
contrôle des copeaux dans les trous de grand diamètre.
CoroDrill 818 est basé sur un concept de réalésage qui
offre une grande sécurité de process grâce à des plaquettes
spécialement développées (TXN) et à l’interface de
logement de plaquette iLock exclusive très stable. Cet outil
est rigide et aisé à mettre en œuvre. Il est très flexible avec
une grande plage de réglage du diamètre. La même
plaquette sert pour l’alésage en poussant et en tirant. Il est
particulièrement bien adapté aux opérations complexes des
pièces du secteur pétrolier. Les géométries et les nuances
proposées sont résistantes et elles permettent d’optimiser la
coupe dans toutes les matières. n
Étude de cas :
Longs d’une dizaine de mètres et faits en
acier inoxydable non magnétique, les
colliers d’unités de contrôle sont difficiles à
usiner. Il est essentiel d’obtenir de bons
états de surface et des tolérances serrées
sur le diamètre, ainsi qu’une excellente
concentricité des alésages.
Collier d’unité de contrôle : jusqu’10
mètres de long
Matière : Acier inoxydable non
magnétique
Process d’usinage : foreuse
Réalésage avec CoroDrill®
818.20-1D078.00S14B
Conditions de coupe :
vc :70 m/min (210 pieds/min)
fn :0.24–0.28 mm/tr (0.010–0.011
pouce/tr)
Puissance consommée et besoins en
arrosage :
P :5 kW (7 hp) à Ff:1.7 kN (380 lbs)
p :19 bars (275 psi) et q : 350 l/min (93
gallons/min)
Outre la sécurité, ce process de réalésage
offre une très bonne rectitude de trou et des
possibilités étendues de réglage du diamètre.
Forage dans le plein avec CoroDrill®
801.20-14D0680
Conditions de coupe :
vc :70 m/min (210 pieds/min)
fn :0.20–0.24 mm/tr (0.008–0.010
pouce/tr)
Puissance consommée et besoins en
arrosage :
P :20 kW (27 hp) à Ff :15.8 kN (3550 lbs)
p :21 bars (305 psi) et q : 306 l/min (81
gallons/min)
Très bonne sécurité du process,
productivité élevée, excellents états de surface.
Flexibilité grâce aux possibilités étendues de
réglage du diamètre.
Résumé
Le forage dirigé est de plus en plus courant dans l’industrie du
pétrole et du gaz pour exploiter des réserves difficiles d’accès dans
des environnements très défavorables. Sandvik Coromant a
développé des outils spécifiques pour usiner les pièces métalliques
qui composent l’ossature de ces systèmes de forage avancés.
metalworking world 15
texte : Geoff Mortimore
photo : Bloodhound Project
Force
Magnum
Innovation. Plus rapide qu’une balle de .357 Magnum, la
voiture Bloodhound ne fait pas que battre le record de
vitesse au sol. C’est aussi un projet qui attire de nouveaux
talents vers l’industrie. Attachez vos ceintures.
Le réacteur hybride,
que l’on voit ici dans les
installations d’essais
aux États-Unis,
pourrait être plus
bruyant qu’un 747 au
décollage.
La voiture est propulsée par un réacteur hybride
et un réacteur Rolls-Royce. Le réacteur EJ 200
pourrait vider entièrement une maison de son air
en trois secondes, soit 64 000 litres à la seconde.
La Bloodhound totalise 135 000 chevaux, 25 000
de plus que le paquebot Queen Elizabeth II.
Fournisseur de savoir
La force sur le périmètre des roues tournant à
10 200 tr/min est de 50 000 G. À cette force, un
morceau de sucre pèse plus que deux hommes.
Les spécialistes de Sandvik Coromant ont usiné
des pièces du châssis de la voiture Bloodhound en
collaboration avec le Nuclear Advanced
Manufacturing Research Centre (Nuclear AMRC).
« Le processus de planification des pièces
impliquait la collaboration entre le Nuclear AMRC,
Bloodhound et Sandvik Coromant. Tous les
aspects de l’usinage des pièces devaient être pris
en compte, notamment le bridage, la complexité
des pièces, la configuration des machines-outils
et la stabilité des pièces », indique Jon Clarke,
spécialiste du développement des applications
chez Sandvik Coromant.
L’équipe produit les éléments de la partie
inférieure de l’arrière du châssis destinée à
supporter le réacteur, le plancher, la suspension et
d’autres parties du châssis. Ces pièces sont faites
dans un alliage d’aluminium haute résistance.
« Nous apportons notre expérience et nos
connaissances en matière d’usinage de pièces
complexes et exigeantes avec des tolérances
serrées, sans aucun défaut », dit Clarke. « Nos
connaissances portent sur les matières, les
stratégies d’usinage et l’outillage standard qui
convient pour la pièce, la machine-outil et les
délais de production serrés. »
Parmi les pièces de la partie arrière du châssis
concernées se trouvait aussi le support arrière en
étrier. Toutes les pièces sont des exemplaires
uniques. Elles ont été usinées à l’aide d’outils
comme la fraise pour épaulements CoroMill 390,
la fraise à surfacer-dresser pour les alliages
d’aluminium CoroMill 790, le foret CoroDrill
860-NM et des fraises carbure monobloc en bout
CoroMill Plura. Ces outils étaient serrés dans le
mandrin hydraulique CoroChuck 930 qui a été
lancé au CoroPak 13.1 en mars 2013.
nnn Une voiture supersonique capable de
parcourir quatre terrains de foot et demi à la
seconde, plus rapide qu’une balle de .357
Magnum, ne manque pas d’attirer l’attention.
Lorsque l’équipe britannique à l’origine du
projet Bloodhound s’est assignée pour tâche
de battre le record de vitesse au sol et de
dépasser la barre des 1000 miles à l’heure
(1609 km/h), elle visait aussi un autre objectif,
celui de résoudre le problème plus sérieux du
manque de compétences qui menace l’avenir
de l’ingénierie en Grande-Bretagne.
Ce sont deux défis de taille, mais le
directeur du projet, Richard Noble et le pilote
et lieutenant-colonel Andy Green n’en sont
pas à leurs premières armes. Pilote de chasse,
Green a établi le record actuel de 763 mph
(1228 km/h) avec le prédécesseur de la Bloodhound, la Thrust SSC, en
1997. Il ne doute pas de battre son propre record.
La voiture est essentiellement un réacteur hybride avec un moteur
Rolls-Royce sur quatre roues. Elle atteindra la vitesse de 1609 km/h sur
la piste de 20 kilomètres actuellement en cours de préparation dans le
désert de Hakskeen Pan, en Afrique du Sud. Ses deux moteurs
fournissent une puissance équivalente à celle de 180 Formules Un.
Seize caméras montées à l’intérieur du cockpit et à l’extérieur, le
long des 14 mètres du véhicule, enregistreront les essais. Les échanges
entre Green et son équipe seront retransmis en direct et l’audimat
18 metalworking world
potentiel se compte en millions.
La conception de la Bloodhound n’a pas
été sans problèmes.
« Il nous a fallu deux années de plus que
ce qu’on pensait pour mettre au point le
profil adéquat », explique Green. « En fait, la
solution allait à l’encontre de nos intuitions.
Nous avons dû créer un profil plus simple,
plus émoussé et moins sophistiqué du point
de vue aérodynamique. »
Le financement s’est aussi avéré difficile,
mais le projet a reçu un bon coup de pouce
de Rolls-Royce, avec un support financier
mais aussi technique.
« Pour Rolls-Royce, le projet a une vraie
valeur sociale », indique Noble. « RollsRoyce sait que, pour faire face aux besoins liés à la croissance de
l’industrie aéronautique, il faudra 830 000 ingénieurs et techniciens de
plus en Grande-Bretagne. C’est pour cela que l’implication du secteur de
l’enseignement dans ce projet est si importante. »
Le gouvernement britannique a lancé une initiative qui contribuera à
former 100 000 techniciens d’ici 2018 et a octroyé un million de livres
sterling (1,2 millions d’Euros) à Bloodhound au titre du développement
de la formation initiale.
« La réussite ne se mesurera pas qu’en kilomètres à l’heure », a déclaré
David Willets, ministre de l’enseignement supérieur et de la recherche,
Le nom de la voiture vient du missile britannique Bloodhound S2A développé par l’aérodynamicien Ron Ayers.
Le capot avant de la voiture est
monocoque et fait en fibre de carbone
comme les voitures de course. La partie
arrière comporte un châssis métallique
et des panneaux comme les avions.
lors de la cérémonie d’inauguration du siège de Bloodhound près de Bristol. « Cet investissement contribuera à éveiller des vocations pour la
science et la technique dans la jeunesse. »
Il n’a pas été difficile de stimuler l’imagination du public, notamment
grâce à un programme éducatif dans le cadre duquel la voiture a été
exposée dans quelque 16 000 établissements scolaires dans tout le pays.
« J’en ai entendu parler pour la première fois quand j’avais 13 ans »,
dit Jess Herbert de Portishead, maintenant agé de 16 ans. « J’ai été
fasciné et, plus j’y pensais, plus j’avais de questions dans la tête, alors je
me suis intéressé à la technique et j’ai fini par décrocher une des 12
places d’apprenti chez Rolls-Royce. »
Les essais commenceront en Afrique du Sud l’année prochaine. La
Bloodhound sera poussée jusqu’à 800 mph (1290 km/h). Green essaiera
ensuite de battre son propre record mondial de vitesse au sol. Les
données seront analysées et les adaptations nécessaires seront faites sur la
voiture. La version complète du réacteur hybride sera testée en 2016 pour
atteindre la vitesse de 1600 km/h.
Si cette histoire semble tout droit sortie d’un livre d’aventures, son
sens est plus profond pour Green et l’équipe de la Bloodhound.
« Tout est excitant, de la page blanche du début à la réalisation du
profil parfait, avec une approche scientifique intéressante et des défis
techniques de taille, et en travaillant avec les meilleures personnes du
monde pour réussir », dit Green. « En tant que mathématicien et pilote de
chasse, c’est fascinant. En plus, je vais conduire la voiture la plus rapide
du monde. De quoi pourrais-je me plaindre ? »n
L’empreinte carbone du
projet Bloodhound est
équivalente à celle de 4,1
vaches laitières.
RECORDS PRÉCÉDENTS
RECORDS MONDIAUX DE VITESSE AU SOL
Le record mondial actuel de vitesse au sol a été établi en 1997 par Andy
Green dans la Thrust SSC. Il a atteint la vitesse de 1227,985 km/h
(763.035 mph) sur un mile.
Autres titulaires célèbres du record mondial de vitesse au sol :
1983 Thrust II, pilotée par Richard Noble
1019,470 km/h
1970 The Blue Flame, pilotée par Gary Gabelich 1014,496 km/h
1965 Spirit of America, pilotée par Craig Breedlove 966,574 km/h
1964Bluebird, pilotée par Donald Campbell
648,730 km/h
1935 Blue Bird, pilotée par Malcolm Campbell
484,620 km/h
1929 Golden Arrow, pilotée par Henry Segrave
327,340 km/h
metalworking world 19
technologie
texte : christer richt
La préparation
compte
La conception des machines-outils vise à plus
de flexibilité pour faciliter les changements de
lots. Il existe de nombreux exemples de
machines multifonctions et de centres de
tournage dotés de dispositifs qui offrent plus de
possibilités pour l’usinage de pièces en un seul
montage et qui réduisent les temps de montage.
Christer Richt : Lorsqu’un atelier investit
dans des équipements de production, par où
faut-il commencer ?
Chris Mills : Il faut commencer par étudier la
question de l’exploitation des machines et de
l’efficacité de l’usinage. Cela permet de
révéler les opportunités d’amélioration de la
productivité et d’amortissement. Les ateliers
doivent savoir où ils en sont et où ils veulent
aller, et de quelle manière. En choisissant la
bonne machine et les bons équipements, la
différence est de taille. Et nous pouvons le
prouver.
Si la machine a déjà été achetée, il faut se
demander pourquoi on a choisi ce type,
pourquoi on n’a pas pris telle option ni inclus
telles possibilités, etc. Il y a toujours des
limites, mais les machines peuvent toujours
être modifiées. Si vous envisagez l’achat
d’une nouvelle machine, profitez-en pour
revoir à la hausse les capacités et la rentabilité.
L’analyse de l’objectif, des besoins, de
l’investissement et des options peut apporter
des réponses qui font une réelle différence
pour la productivité. Pour ce qui est de
20 metalworking world
l’outillage, nous pouvons offrir bien plus que
les seules arêtes de coupe.
Christer Richt : Les ateliers peuvent avoir
des concepts éprouvés qui fonctionnent depuis
des années, pourquoi ne pas s’y tenir ?
Chris Mills : Les ateliers qui s’en tiennent à
leurs machines, équipements, process, outils,
méthodes et programmes traditionnels et qui
ne saisissent pas les occasions de progresser
lorsque de nouvelles technologies se
présentent finissent inévitablement à la traîne.
Il n’est pas nécessaire que les centres de
tournage produisent des copeaux pendant 65
pour cent du temps de production seulement.
Il n’est pas non plus nécessaire de surinvestir
dans les machines, ou de limiter les capacités
d’usinage.
La collaboration en amont avant les
investissements de production est la seule
manière d’obtenir la bonne solution d’usinage
afin d’être compétitif.
Nous croyons qu’il est essentiel de prendre
le bon départ pour la solution complète. En
faisant tomber les frontières, les clients
peuvent obtenir le meilleur. Il est important
d’effectuer une bonne analyse des différentes
parties prenantes internes et externes afin de
bien spécifier les besoins.
Christer Richt : Que pouvez-vous dire sur le
potentiel d’amélioration de l’usinage pour les
volumes faibles à moyens ?
Chris Mills : Il ne fait aucun doute que les
machines multifonctions ont eu un impact très
important sur la réduction des temps de
montage, et elles sont surtout employées pour
les productions en volumes faibles à moyens.
Pour que leur exploitation soit optimale, je
tiens à souligner qu’il faut étudier toutes les
options possibles et ne pas faire de compromis
Comment mieux amortir les investissements machines et augmenter
le temps de production pour les lots de petite à moyenne taille ?
Christer Richt, rédacteur technique pour Metalworking World a
posé la question à Chris Mills, le responsable global de
l’intégration machine chez Sandvik Coromant.
Les porte-outils entraînés d’aujourd’hui sont
puissants et, avec un axe y, ils couvrent la
plupart des besoins en fraisage/perçage 3
axes. L’axe y apporte en outre d’autres
positions de tournage, ce qui réduit les temps
de montage. Il faut envisager d’utiliser un
système d’outillage à changement rapide pour
réduire les temps de montage.
sur les choses qui peuvent faire gagner du
temps dans la production, par exemple la taille
du magasin d’outils, la pression d’arrosage, le
fonctionnement du post-traitement et la
longueur de l’adaptateur de barres d’alésage
pour les trous profonds.
Les machines plus conventionnelles - les
centres de tournage et les centres d’usinage ont, par ailleurs, tendance à être sous évaluées ;
il existe pourtant de nombreuses options
modernes qui peuvent améliorer la productivité.
Les centres de tournage peuvent aujourd’hui être équipés de porte-outils entraînés
puissants qui, avec un axe y, couvrent la
plupart des besoins en fraisage/perçage 3 axes.
L’option de l’axe y doit être étudiée avec un
grand soin, car elle apporte d’autres positions
de tournage, ce qui réduit les temps de
montage. Le changement d’outil rapide ou
automatique doit aussi être considéré car les
temps de montage sont longs sur les tours. Les
outils doivent être pré-réglés hors machine
pendant qu’elle fonctionne.
Pour les centres d’usinage, il est intéressant
de comparer la version à palette à la version
ordinaire. J’ai souvent constaté que l’investissement est rentable. Par ailleurs, je recommande les grands magasins d’outils qui
peuvent couvrir la totalité des pièces à produire
ou qui peuvent recevoir des outils frères. Le
choix d’une pompe d’arrosage haute pression
est aussi intéressant s’il y a beaucoup d’opérations de perçage car la sécurité sera meilleure et
les arrêts non programmés seront réduits. n
metalworking world 21
La
sécurité
d’abord
texte : Tomas Lundin photo : adam lach
Oubliez la productivité.
La société suisse Endress+Hauser, implantée en
Allemagne, fabrique des équipements de mesure.
Chacun de ses produits existe dans un très grand
nombre de versions. Ce qui compte le plus est la
fiabilité des process ainsi que la flexibilité. Et ceci
est particulièrement vrai pour l’étape finale de la
fabrication des pièces, le tronçonnage. Avec son
partenaire, Endress+Hauser a trouvé une
méthode fiable.
Maulburg, Allemagne.
nnn Armin Nüssle a une véritable passion pour la fiabilité
et la stabilité des process, c’est-à-dire tout ce qui réduit les
risques d’usure des outils et, par conséquent, les risques de
destruction des pièces car elles sont chères et entrent dans la
composition d’un nombre quasi infini de produits dont la
majeure partie est faite sur mesure.
« Cet appareil de mesure est un exemple typique »,
explique le responsable de la production de l’usine
principale de Endress+Hauser à Maulburg, dans le sud de
l’Allemagne. Il désigne un dispositif à radar qui sert à
mesurer le niveau d’eau dans des citernes de très grande
taille. Une erreur de quelques centièmes de millimètres peut
représenter plusieurs milliers de litres. « Ça peut paraître
fou, mais nous produisons ce radar en plus de 2 millions de
versions », indique-t-il. « Chaque client a ses propres
besoins et ses propres spécifications. »
L’histoire a commencé il y a 60 ans dans une salle à
manger de Lörrach dans le sud de l’Allemagne, à 10
kilomètres au nord de Bâle. L’ingénieur George H Endress
et le banquier Ludwig Hauser importaient des équipements
de mesure d’Angleterre. Ils modifiaient les appareils pour
les revendre aux entreprises de production par processus.
C’était une start-up avant l’heure du numérique dans une
région où des inventeurs de génie et des entrepreneurs
obstinés et ambitieux étaient monnaie courante.
Les produits nouveaux et les innovations avançaient de
concert. Aujourd’hui, la société familiale Endress+Hauser est
dirigée par le fils de George Endress, Klaus. C’est un des
premiers fabricants au monde d’appareils de mesure et
d’automatisation qui emploie plus de 10 000 personnes sur la
planète et réalise un chiffre de plus de 1,7 milliards d’euros.
La société dépose plus de 200 brevets chaque année.
Les produits de Endress+Hauser sont fabriqués dans un
très grand nombre de versions et sont utilisés partout, des
zones à haut risque dans l’industrie chimique aux environnements de production avec des exigences élevées sur
l’hygiène comme l’industrie alimentaire. On les trouve aussi
sur les plateformes pétrolières, dans les usines de traitement
municipales et dans la production laitière. Ils servent à
mesurer des niveaux, des débits ou des températures.
Indépendamment des différentes versions, ces appareils
sont presque tous faits dans un acier spécial coûteux. Leur
fabrication doit donc être stable et éviter le gaspillage.
« Le tronçonnage est particulièrement délicat », explique
Nüssle. « C’est l’étape où la pièce presque finie est séparée de
la barre. Bien des choses peuvent mal se passer à ce moment
là. Nous avons longtemps cherché de nouvelles solutions. »
C’est là que Sandvik
Coromant entre en scène. Fin
2010, Sandvik a entamé une
enquête auprès de 15 fabricants
internationaux pour mieux
comprendre les besoins des
clients et proposer un nouveau
système de tronçonnage.
« Endress+Hauser Maulburg
[représentants] faisait partie du
groupe et s’est montré très
ouvert et capable d’expliquer
exactement ses besoins et ses
attentes vis-à-vis des fabricants
d’outillage », se souvient Theo
Jörissen, spécialiste produits de
tronçonnage chez Sandvik
Torsten Enderwitz
travaille chez
Endress+Hauser
depuis 23 ans. Moana
Deiss est dans sa
seconde année
d’apprentissage.
Dimitri Eckard en
train de monter une
machine.
metalworking world 23
[1]
[1] Endress+Hauser existe
depuis 60 ans et emploie 10 000
personnes dans le monde.
[2]
[2] L’opérateur Dimitri Eckard
avec Armin Nüssle, responsable
production, à droite.
[3] Le responsable production
Armin Nüssle, à gauche, et Theo
Jörissen de Sandvik Coromant
discutent du process de
tronçonnage.
[4] Sandvik Coromant a pu
tester un prototype de CoroCut
QD chez Endress+Hauser.
[3]
24 metalworking world
[4]
Coromant en Allemagne. « Ça n’a pas toujours été facile
pour nous. Les exigences étaient assez grandes. »
Ralf Hübner, du distributeur d’outils Hengst-Kessler,
faisait partie du noyau du groupe qui apportait son aide
lorsque de nouvelles idées étaient nécessaires. « C’était
avant tout un projet combiné et tout le monde participait à la
création de quelque chose de nouveau », dit-il.
La principale attente de Endress+Hauser portait sur
l’amélioration de la fiabilité du process.
Les pièces sont produites dans une trentaine de tours et
peuvent coûter de deux à 500 euros. Leur fabrication dure en
moyenne cinq minutes. En principe, elles sont terminées
lorsqu’elles sont tronçonnées de la barre. Celle-ci peut faire
jusqu’à 60 millimètres de diamètre. Si quelque chose se
passe mal à cette étape, la pièce doit être mise au rebut et il
faut tout recommencer.
Mais ce n’est pas tout, car généralement l’outil est aussi
endommagé et la géométrie de la machine est déréglée.
L’opérateur doit intervenir et un temps précieux est perdu.
« Dans ces conditions, ce n’est pas grave si le tronçonnage
prend quelques dixièmes de seconde de plus », explique
Nüssle. « Le principal est que le process soit stable. »
Endress+Hauser a donné à Sandvik Coromant l’occasion
de tester un prototype de CoroCut QD en 2012. Ensemble,
les deux sociétés ont mis au point une version finale et
Endress+Hauser l’a testée intensivement en 2013. Mais
Nüssle ne s’est pas laissé convaincre facilement.
« Honnêtement, j’étais assez sceptique au début », dit-il.
« Mais les résultats ont dépassé nos attentes. »
Les nouveaux outils durent en moyenne cinq fois plus
longtemps que la technologie existante ; ils améliorent la
fiabilité du process grâce à un nouveau matériau, à une
conception améliorée et à une adduction de liquide de coupe
optimisée.
Ils permettent aussi d’économiser la matière car les
plaquettes sont plus étroites.
En plus de la fiabilité des process, Endress+Hauser
souhaitait aussi un outil polyvalent plutôt qu’une multitude
d’outils spéciaux. « On ne doit pas hésiter et risquer de
choisir le mauvais outil », dit Nüssle. « Il faut que tout soit
simple et évident. C’est notre philosophie. » Sandvik
Coromant a produit une solution « plug-and-play ». Il n’y a
rien à raccorder et les manipulations sont simples. Il suffit de
mettre l’outil en place et de lancer la production. En outre, il
n’y a qu’une seule nuance de coupe, ce qui permet de
réduire les stocks et les coûts.
L’ancienne technologie n’a plus cours chez
Endress+Hauser. Lorsque les stocks d’outils existants seront
épuisés, la société passera à CoroCut QD de Sandvik
Coromant, mais pour plus de sûreté, elle travaille aussi avec
un autre fabricant d’outils pour la phase de démarrage.
L’opérateur Dimitri Eckard a participé aux essais avec les
différents outils concurrents. Il pense que le changement est
une bonne décision, mais il ajoute : « à mon avis, le système
de Sandvik Coromant est le plus stable ». n
CoroCut QD est le nouveau système de
tronçonnage de Sandvik Coromant.
Theo Jörissen, spécialiste produits
chez Sandvik Coromant Allemagne,
nous explique cette technologie et ses
avantages.
En quoi cette nouvelle solution est-elle
différente des systèmes de tronçonnage existants ?
Le principal avantage est l’adduction de
liquide de coupe directement sur la
plaquette ou juste en dessous ; cela
permet le tronçonnage profond ainsi que
les dimensions relativement larges qui
seraient compliquées autrement.
Quelles sont les caractéristiques les
plus importantes ?
Avec l’arrosage directionnel, vous pouvez
contrôler la température dans la gorge
pendant le tronçonnage, par conséquent
vous pouvez tronçonner des matières plus
tenaces soit à plus grande vitesse, soit en
profitant d’une durée de vie d’outil plus
longue.
Qu’est-ce qui intéresse le plus les
techniciens ?
La solution « plug-and-play ». Il n’y a pas de
conduits de distribution ni de tuyaux. Chez
Endress+Hauser, nous pouvons aussi
usiner toutes les matières avec une seule
plaquette de 3 millimètres de large dans la
géométrie -CM et la nuance 1145. Une
seule géométrie, un seul outil, une seule
nuance.
Theo Jörissen,
Sandvik Coromant
Quels résultats obtient-on avec
CoroCut QD ?
La durée de vie est en moyenne cinq fois
plus longue que celle des technologies
existantes. Certains de nos clients
réalisent des économies sur l’outillage de
50 à 70 pour cent.
metalworking world 25
technologie
texte : turkka kulmala
image : borgs
Question : Comment échanger
automatiquement des données
numériques sur les outils ?
Réponse : En utilisant GTC,
un système d’encodage neutre,
indépendant des marques.
GTC : Generic Tool Classification
LPR
LB
LU
DC
Avantages des
données
numériques
Les fabricants, les distributeurs d’outils et les éditeurs
de logiciels ressentent tous le besoin de données
numériques sur l’outillage. Jusqu’à présent, la plupart des
fournisseurs utilisaient leurs propres systèmes et les
échanges automatiques de données étaient impossibles en
pratique. La seule façon d’utiliser les données numériques
était de les saisir manuellement dans les systèmes de
production, ce qui prenait beaucoup de temps et pouvait
aussi être une source d’erreurs. Une grande entreprise du
secteur automobile fait ainsi état de dizaines de milliers
d’heures passées à traiter manuellement les données sur
les outils au cours de ces dernières années.
L’utilisation des classes d’outils et des propriétés
définies par la norme ISO-13399 (« représentation et
échange des données sur les outils coupants »), et d’une
structure de catalogue neutre et indépendante des
fabricants présente de grands avantages pour toutes les
parties concernées. Sur la base de la norme ISO 13399,
Sandvik Coromant et Siemens PLM Software ont
développé la première version d’une structure de
catalogue baptisée Generic Tool Classification (GTC) qui
sera entretenue par un organisme indépendant.
GTC est un système de classification générique, indépendant des marques, qui complète la norme ISO 13399 et
qui peut être utilisé par tous. Il prédéfinit des classes
d’outils et des paramètres qui peuvent ensuite être
transposés dans différents systèmes. La structure
26 metalworking world
hiérarchique générique de GTC facilite la navigation et la
recherche. Les outils non classifiés ou définis par
l’utilisateur peuvent être saisis manuellement. GTC
supporte aussi les modèles STEP 3D, les dessins 2D, les
dessins cotés, etc.
Un des grands avantages de GTC est la qualité de
l’interface avec les systèmes de FAO. Les données 3D
facilitent l’utilisation de modèles solides pour la
programmation NC, pour le pré-réglage et pour les
simulations. Selon les fournisseurs de systèmes de FAO,
cela peut faire gagner jusqu’à 20 pour cent à la productivité d’un process d’usinage.
Sandvik Coromant et son partenaire TDM Systems
développent aussi leur propre logiciel de gestion de
l’outillage, baptisé Adveon, sur la base de la norme ISO
13399 et de GTC. Adveon est destiné à être intégré aux
logiciels de FAO. Il permet de charger les données sur les
outils quel que soit leur fournisseur. Une fois les données
chargées, l’utilisateur du système de FAO peut facilement
créer des assemblés d’outils virtuels utilisables pour la
programmation, les tests de collision, etc.
Lorsqu’on sait qu’il y a plus de 600 000 postes de travail
de FAO dans le monde, on imagine facilement l’ampleur
des économies qu’il sera possible de réaliser dans
l’industrie transformatrice des métaux avec GTC et
Adveon. n
OAL
Cas client
DCON
L’industrie aéronautique nécessite des pièces très coûteuses et peut donc tirer
avantage des simulations sur les logiciels de FAO. Une entreprise a investi 25
années-hommes pour définir une bibliothèque d’outils dont la maintenance
occupe deux employés à plein temps afin de satisfaire aux besoins de 36
programmeurs FAO.
Cette entreprise reconnaît qu’Adveon lui aurait fait économiser 23 annéeshommes, soit 92 pour cent, et lui permettrait de se passer des deux employés à
plein temps qui effectuent la maintenance. Adveon permettrait, de plus, de faire
gagner 10 à 15 pour cent sur le temps de travail des 36 programmeurs FAO.
Le système générique de classification des
outils GTC combine les classes d’outils ISO
13399 et une structure de catalogue
indépendante des fabricants afin de faciliter
l’interfaçage avec les systèmes de FAO.
Résumé
Sandvik Coromant, en collaboration avec d’autres
fournisseurs d’outils et Siemens PLM Software, développe
une application neutre, indépendante des marques, basée
sur la norme ISO 13399, qui définit les données sur
l’outillage. Les avantages et les économies qui en résultent
sont considérables.
metalworking world 27
L’essor de
l’Indonésie
Indonésie. Dans moins de vingt ans, l’Indonésie pourrait devenir la septième
puissance économique du monde avec 135 millions de consommateurs.
Réservez vos places dès à présent.
Couverture de smog et
de poussière au lever
du soleil sur une ville
surpeuplée, Jakarta en
Indonésie.
Croissance
annuelle
moyenne du PIB (%)
1998 – 1999 - 6,65
2000 – 2004 4,60
2005 – 2009 5,64
2010 – 2013
6,25¹
texte : Tomas Lundin
L’Indonésie est la plus
grande économie
d’Asie du Sud-Est.
nnn « Le développement de l’Indonésie a été occulté
par celui de la Chine », dit Mark te Riele, responsable
marketing Asie chez BNP Paribas Investment Partners.
« Les gros titres alarmistes des journaux et les catastrophes naturelles ont joué leur rôle aussi. »
L’Indonésie a été durement touchée par la crise financière
asiatique de la fin des années 1990. De 4,7 pour cent de
croissance en 1997, le PIB est tombé à moins 13,6 pour cent
l’année suivante. En janvier 1998, la rupiah perdait plus de
la moitié de sa valeur en cinq jours. Les banques fermaient
et la ruée sur le capital vidait le pays de son argent.
Le pays n’a retrouvé une stabilité qu’après quatre
campagnes de subvention de la part du FMI, plusieurs
révoltes sanglantes et, pour finir, la démission du
président Suharto. Depuis, la croissance indonésienne est
de 4 à 6 pour cent par an. L’inflation décroît, la dette
nationale se réduit et le retour à la démocratie après les 31
années de règne de Suharto est assuré.
L’indonésie est aujourd’hui la plus grande économie
d’Asie du Sud-Est et le quatrième pays du monde en
termes de population. Elle tient le 17ème rang dans le
classement économique mondial. Selon les consultants
McKinsey, elle devrait grimper à la septième place d’ici
2030 alors que la Chine atteindra la première place devant
les États-Unis et l’Inde. Et, selon les pronostics de
l’OCDE, elle sera à la quatrième place vingt ans plus tard.
Ce développement spectaculaire repose sur un marché
domestique énorme et une classe moyenne croissante.
Dans les meilleurs scénarios établis chez McKinsey,
l’Indonésie comptera 90 millions de nouveaux consommateurs aisés d’ici 2030. Les services, l’agriculture, la
pêche, l’énergie et l’éducation vaudront alors 1800
milliards de dollars et attireront d’importants investissements nationaux et étrangers.
L’Indonésie devrait rejoindre le groupe des pays
développés en 2025 au plus tard. Selon le plan du
gouvernement pour l’accélération du développement
économique, le revenu moyen par tête passera à 15 500
USD, contre 3 592 USD actuellement, et l’économie,
pesant actuellement 878 milliards de dollars, se rapprochera des 4500 milliards de dollars. Dans l’immédiat, des
milliards sont investis dans des secteurs stratégiques
comme les matières premières, l’alimentation, le
transport, le tourisme et les infrastructures dans des
corridors choisis. L’autoroute Trans-Sumatra, longue de
2700 kilomètres, fait partie de ces investissements. À son
ouverture, prévue pour 2025, elle reliera les dix provinces
de Sumatra qui sont riches en ressources naturelles. Il y a
aussi le pont du détroit de la Sonde qui relie Java et
Sumatra, un édifice de 27 kilomètres de long qui
comporte le plus long segment suspendu du monde et qui
coûte pas moins de 10 milliards de dollars américains.
La perspective est époustouflante. Mais le chemin
d’une économie basée sur les matières premières et
l’agriculture à une économie d’industrie et de services à
forte valeur ajoutée est semé d’embûches. L’éducation est
un des grands défis à relever. L’Indonésie aura besoin de
travailleurs qualifiés pour construire des aéroports et des
Le Plan pour l’Accélération et l’expansion
du développement
économique de
l’Indonésie
Les couloirs économiques
Une partie importante du Plan repose
sur le développement de couloirs
économiques basés sur les potentiels
et avantages des différentes régions
de l’Indonésie. En tenant compte du
potentiel et du rôle stratégique de
chacune des grandes îles, six couloirs
économiques ont été identifiés :
Sumatra Centre pour la production
et la transformation des ressources
naturelles et des réserves d’énergie
du pays
Java Pilote de l’industrie nationale et
des services
Kalimantan Centre de production et
de transformation pour les minerais
et les réserves d’énergie
Sulawesi Centre de production et de
transformation pour l’agriculture, la
pêche, le pétrole, le gaz et les
minerais
Bali -Nusa Tenggara Portail du
tourisme et du soutien alimentaire
national
Papua - Moluccas Centre pour le
développement de l’alimentation, de
la pêche, de l’énergie et des mines
nationales
metalworking world 29
usines de voitures, pour développer l’informatique et
pour transformer sur place, au lieu de les exporter, les
matières premières comme le charbon, l’huile de palme,
le cuivre et le nickel. Actuellement, il n’y a que 164
ingénieurs et techniciens par million d’habitants, soit plus
de deux fois moins qu’en Malaisie ou qu’au Vietnam. « Il
y aura une crise des compétences avant 2025 », prévient
le ministre de l’économie Hatta Rajasa.
L’explosion économique a des répercussions inégales
sur la société et les régions. Depuis 2000, la population
vivant sous le seuil de pauvreté est passée de 20 pour cent à
un peu plus de 12 pour cent. Mais la répartition des revenus
va dans la direction opposée, contrairement aux pays
voisins. Les dépenses sociales de l’Indonésie sont les plus
basses de la région, 1,1 pour cent à peine, selon la Banque
de Développement Asiatique qui craint que l’instabilité
sociale ne devienne un obstacle à la croissance.
Les deux années à venir seront décisives. Des élections
présidentielles auront lieu en avril 2014 et leur résultat
déterminera la politique économique à venir. De plus, le
marché commun d’Asie du Sud-Est sera créé fin 2015.
Les capitaux, les biens, les services et les personnes
pourront circuler librement et l’Indonésie pourrait en
retirer d’importants avantages car l’Asie connaîtra une
transformation économique historique. n
Chew-Kong Pang,
responsable de
l’Indonésie chez
Sandvik
Coromant Asie du
Sud-Est
Sandvik Coromant se développe en Indonésie
Selon Chew-Kong Pang, responsable de l’Indonésie chez
Sandvik Coromant Asie du Sud-Est, Sandvik Coromant investit
beaucoup en Indonésie en raison de sa croissance rapide. Un
plan de cinq ans est en place. Il inclut notamment le déménagement de Sandvik Coromant dans de nouveaux locaux l’année
prochaine.
« Il y aura un centre de technologie qui sera équipé de deux
machines neuves pour faire des démonstrations aux clients.
Nous mettrons aussi en place un centre de formation. »
Dans le cadre du développement, le personnel de Sandvik
Coromant passera à 25 avec huit recrutements. D’autres
recrutements auront lieu en fonction des besoins et du
développement du marché.
Sandvik Coromant est présente en Indonésie depuis 35 ans.
« Au fil des années, nous avons développé des relations de
confiance. Aujourd’hui, nous sommes parmi les cinq ou sept
premiers fabricants d’outils sur la place », indique Chew-Kong
Pang.
L’industrie automobile, qui produit des voitures à deux et
quatre roues motrices et des camions, fait partie des plus grands
clients. Les constructeurs sont principalement japonais, mais
tous les grands constructeurs internationaux sont présents. « Ce
marché n’est pas simple », reconnaît Chew-Kong Pang.
30 metalworking world
Cratère
volcanique du
Mont Papandayan.
Charbon
Méthane houiller
Cacao
Café
Pétrole brut
Gaz
Énergie géothermique
Or
Huile de palme
Riz
Caoutchouc naturel
Thé
Production ou
réserves (R)
indonésiennes
Production ou
réserves (R)
mondiales
237,4 millions de tonnes
12 827 milliards de m (R)
0,48 millions de tonnes
8,25 millions de sacs
942 000 barils/jour
71,1 milliards m³
27 510 MW (R)
97 tonnes
23,9 millions de tonnes
65,4 millions de tonnes
3,01 millions de tonnes*
0,14 millions de tonnes
3845.3 millions de tonnes
213 792 milliards de m3 (R)
3,96 millions de tonnes
131,25 millions de sacs
83 576 000 barils/jour
3363,9 milliards m³
68 775 MW (R)
2700 tonnes
48,9 millions de tonnes
672,0 millions de tonnes
10,97 millions de tonnes*
4,20 millions de tonnes
Part de
l’Indonésie
6.2%
6.0%
12.2%
6.3%
1.1%
2.1%
40.0%
3.6%
48.9%
9.7%
27.4%
2.8%
* Le chiffre ne tient compte que des membres de l’Association des Pays Producteurs de Caoutchouc Naturel (Indonésie, Inde, Malaisie,
Thaïlande, Vietnam, Chine, Sri Lanka, Philippines et Cambodge).
Source : Indonesia Investments
L’Indonésie
rejoindra le
groupe des pays
développés d’ici
2025.
3
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metalworking world 31
texte : Susanna Lindgren photo : Karl Andersson
La taille ne
fait rien
à l’affaire
La petite société
Novator AB a développé une technique
unique pour percer des trous parfaits
pour la fixation des ailes du nouveau
Boeing 787 Dreamliner.
Stockholm, Suède.
32 metalworking world
Le perçage orbital permet de
résoudre de nombreux problèmes
posés par les matériaux composites.
Novator AB
suffit d’imaginer les forces subies par les ailes à l’atterrisnnn Novator est une très petite entreprise suédoise
sage. » Andersson désigne la partie du segment central
spécialisée dans un créneau bien particulier, l’usinage de
fuselage-ailes où les ailes sont fixées à l’aide de quelque
trous de précision dans des matières complexes pour
400 trous.
l’aéronautique. Elle fournit à Boeing, le plus grand
« Les avions sont d’énormes constructions et les
constructeur d’avions en 2012 en termes de ventes, des
tolérances sont très serrées, il est impossible de faire des
machines essentielles. Novator travaille aussi pour d’autres
avant-trous », explique Andersson.
géants de l’aéronautique, dont Airbus
« Ces trous sont faits pendant la
et Bombardier, mais son contrat avec
dernière phase de l’assemblage, ce qui
Boeing qui concerne des machines
rend la précision et la qualité encore
pour la technique de perçage orbital
plus essentielles. »
de Novator destinées à la construction
du nouveau Dreamliner est une percée
importante qui montre l’exclusivité de
Le contrat avec Boeing résulte d’une
cette technique.
collaboration étroite avec le centre de
« Boeing aurait certainement
Recherche et Technologie Boeing de
préféré travailler avec une entreprise
Long Beach en Californie. Le
plus importante que la nôtre », dit
Dreamliner comporte plus de
Hans-Petter Andersson, le PDG de
composites que les générations
Novator, « mais nous sommes les
précédentes d’avions. Quand Boeing a
seuls au monde à offrir ce procédé
commencé à utiliser plus de compod’avant-garde pour des secteurs qui
sites à la place de l’aluminium, il a
Björn Pettersson, responsable du
requièrent un haut niveau de précision développement chez Novator. Cette
fallu de nouvelles machines. Une des
technique a fait de la petite entreprise un
et de qualité ». Le PDG prend le
difficultés était de percer des trous
leader mondial dans son domaine.
modèle réduit du Boeing 787
précis dans des stratifiés CFRP
Dreamliner qui orne son bureau.
(polymère renforcé à la fibre de
« Nos machines servent pour la
carbone) et titane, deux matières avec
fixation des ailes sur le fuselage, tout à
des propriétés très différentes. En
la fin des lignes d’assemblage »,
général, cela est fait en plusieurs
explique-t-il. « Ce sont les trous les
étapes dont le perçage lui-même et le
plus importants de tout l’avion. Il
réalésage. Mais avec le perçage
Le perçage orbital
découle d’un projet de
recherche entre SAAB
Aéronautique et
l’Institut Royal de
Technologie de Suède
où le fondateur, le Dr
Ingvar Eriksson, était
professeur assistant.
L’objectif était de
déterminer l’effet de la
qualité des trous usinés
sur la résistance et la
longévité des
composites à base de
fibres. Un trou de
référence dépourvu de
délaminage et de
bavures a donné lieu au
premier brevet sur le
perçage orbital. Vers
l’an 2000, Eriksson a
commencé à développer ce concept unique
et il a fondé sa société
à Spånga, à l’ouest de
Stockholm. Novator a
déposé de nombreuses
demandes de brevets
sur le perçage orbital et
en a obtenu beaucoup.
Aujourd’hui, les plus
grands constructeurs
d’avions – Boeing,
Airbus et Bombardier
– comptent parmi ses
clients aux côtés de
Korea Aerospace et du
constructeur de
satellites suisse Ruag
Space. La plus belle
réussite à ce jour pour
l’entreprise et ses 14
employés est le contrat
avec Boeing pour le
Dreamliner qui offre un
potentiel pour les 30
prochaines années.
metalworking world 33
Côté technique
Novator : SpångA, Suède
« Il ne sert à rien de
développer des machines
performantes si l’on n’a
pas d’outils à la hauteur. »
Hans-Petter Andersson, PDG, Novator
Novator a créé le concept de machine
et Sandvik Coromant a développé les fraises
en bout afin de fournir une solution complète
pour l’industrie aéronautique.
« Cette collaboration est un avantage pour
les clients car ils ont une solution complète »,
dit Lars Lindstedt, chef de projet chez Sandvik
Coromant. « Elle nous a aussi permis, ainsi
qu’à Novator, de mieux comprendre le
fonctionnement de la machine et l’impact des
outils de coupe, c’est important pour
poursuivre les développements. »
Le perçage orbital est une méthode d’usinage
dans laquelle l’outil tourne à la fois sur le plan
axial et dans une direction horizontale pour
usiner des trous d’un plus grand diamètre ; cela
permet d’effectuer des opérations de perçage
et de finition complexes dans des trous de
différentes tailles avec un seul et même outil.
Cette méthode réussit très bien pour les
stratifiés composites et métaux.
« C’est un défi pour nous », explique
Lindstedt. « Normalement, nous développons
les outils pour des matières spécifiques. Mais
là, il fallait un outil capable d’usiner aussi bien
les CFRP que le titane. »
La collaboration a débuté en 2011 après la
34 metalworking world
visite de Sandvik Coromant au centre de
Recherche et Technologie de Boeing aux
États-Unis.
« Nous étions intéressés de savoir si nos
fraises en bout fonctionneraient avec le
process de perçage orbital », dit Lindstedt. « Le
résultat n’était pas très convaincant et il a fallu
plusieurs visites chez Novator pour que nous
puissions adapter et optimiser les fraises. »
Le perçage orbital présente plusieurs
avantages. Comme le diamètre de l’outil est
plus petit que celui du trou usiné, la température
est moins élevée lors de la coupe en raison de la
circulation de l’air. La force de poussée est
relativement faible et la qualité des trous est
meilleure. Il est possible d’usiner à sec ou sous
micro lubrification, ce qui est important pour les
stratifiés CFRP-titane. L’usinage à sec est
meilleur pour l’environnement, plus sûr pour les
opérateurs et moins coûteux car il n’est pas
nécessaire de nettoyer. La méthode du perçage
orbital produit de petits copeaux faciles à
évacuer, ce qui réduit les risques de rayures en
surface. Les entrées et sorties de trous sont
exemptes de délaminage, la durée de vie des
outils est plus longue, la sécurité des process
est meilleure et la productivité est plus élevée.
orbital, les trous sont terminés en une seule opération.
« Le principe du perçage orbital est simple », explique
Andersson. « C’est comme un foret normal qui tourne sur
lui-même, mais auquel on donne en plus un mouvement
circulaire. Ce type d’interpolation est facile à comprendre,
mais, comme toujours, les détails sont difficiles à maîtriser.
Il a fallu du temps pour raffiner la technique afin qu’elle
satisfasse les besoins de l’industrie aéronautique. Il ne
suffit pas de réussir 90 pour cent des trous. Le taux de
réussite attendu est de 99,9 pour cent. Ce sont ces dix pour
cent supplémentaires qui sont durs à obtenir. »
[1]
[3]
[1] L’avantage du perçage orbital est
qu’il permet d’effectuer des
opérations complexes avec un seul
outil.
[2] L’arrosage n’est pas nécessaire,
mais le perçage du titane doit se faire
sous micro lubrification.
[3] De gauche à droite : Björn
Pettersson, Novator, Lars Lindstedt,
Sandvik Coromant, Hans-Petter
Andersson, PDG de Novator.
Il est essentiel d’avoir des outils de coupe qui fonc-
tionnent aussi bien dans les CFRP que dans le titane, c’est
là que Sandvik Coromant intervient. Tandis que Novator
raffinait sa technique, Sandvik Coromant mettait au point
et testait de nouvelles générations de fraises en bout
optimisées pour ce type d’utilisation. Au départ, les fraises
en bout étaient testées chez Novator qui mesurait les
résultats, vérifiait la qualité et évaluait la durée de vie de
ces outils afin d’ajuster les paramètres du process. Depuis
2012, Sandvik Coromant dispose d’une machine de
perçage orbital de Novator dans son centre de R&D Outils
Cylindriques à Sheffield, au Royaume-Uni.
« Nous travaillons avec les plus grandes entreprises du
marché et elles sont très exigeantes », dit Björn Pettersson,
le responsable du développement chez Novator. « C’est
pourquoi nous avons besoin d’un partenaire fiable et
solide. Sandvik Coromant a appris à maîtriser notre
technologie afin de trouver des fraises en bout parfaitement
adaptées. Les fraises en bout de Sandvik Coromant sont,
par exemple, souvent utilisées pour usiner des trous de
grande taille parmi les plus difficiles. »
Sandvik Coromant jouera un rôle encore plus important
dans la prochaine génération de machines de perçage
orbital. Son système modulaire avec interface Coromant
EH sera intégré dans certaines machines où l’attachement,
le mandrin et la queue seront d’un seul tenant pour plus de
stabilité.
« Sandvik Coromant n’est pas qu’un fournisseur
d’outils, c’est aussi un partenaire, et pas n’importe
lequel », dit Andersson. « Il ne sert à rien de développer
des machines performantes si l’on n’a pas d’outils à la
hauteur. »
La mise en place du perçage orbital sur le 787 Dreamliner
a été présentée par la Recherche et Technologie de Boeing
au salon SAE AEROTECH à Montréal en septembre 2013
devant des experts de l’aéronautique du monde entier. Une
excellente carte de visite pour Novator. n
[2]
[4] La méthode produit de petits
copeaux faciles à évacuer.
[5] De gauche à droite : Erik Ejdepalm,
Simon Palmgren et Fredrik Holmberg,
techniciens chez Novator.
[4]
[5]
metalworking world 35
technologie
texte : turkka kulmala
image : borgs
De grands volumes, des
exigences qualitatives élevées, des
solutions spéciales en raison de la
forme de la pièce et des méthodes
spécialisées, tout ceci fait des
vilebrequins les pièces les plus
difficiles dans l’industrie automobile.
La fonte nodulaire est la matière
standard pour les moteurs à faible
compression, c’est-à-dire les moteurs à
essence. Pour les moteurs à forte
compression, en particulier les moteurs
diesel, on utilise des alliages d’acier forgés
plus coûteux. Les nuances d’acier utilisées
pour les vilebrequins subissent divers traitements thermiques tels que la trempe et le
revenu. Pour les applications de pointe, par
exemple les moteurs de voitures de course,
les vilebrequins peuvent être usinés directement à partir de barres.
En raison des contraintes décrites plus
haut, l’usinage des vilebrequins en grandes
séries est l’une des opérations les plus
exigeantes qui soient. Les lignes de
production des vilebrequins sont aussi les
plus grosses consommatrices de carbure
cémenté dans la fabrication des voitures.
Usinage des vilebrequins :
Tête de
peloton
Le rôle du vilebrequin dans les moteurs à combustion interne est de convertir le mouvement alternatif
des pistons en un mouvement rotatif. Il est soumis à
des accélérations et des décélérations rapides, à des
couples de flexion et de torsion importants et à des
vibrations. Les contraintes sont très grandes et
variables.
Les contraintes extrêmes imposent une conception
soignée avec des calculs sophistiqués ; la matière
doit être adaptée, tout comme le process de production. Les contraintes sont concentrées au niveau des
rayons de congé entre les tourillons et au niveau des
trous de lubrification, aussi une attention particulière
doit-elle être portée à l’usinage de ces zones.
Le marché actuel demande des moteurs plus petits
mais plus rapides et puissants, ce qui impose des
charges et des contraintes supérieures aux vilebrequins. C’est pourquoi les fabricants recherchent des
matières plus tenaces, souvent des matières alliées.n
36 metalworking world
La manière la plus évidente d’usiner
les extrémités et les tourillons des
vilebrequins est le tournage dans un tour
conventionnel ou un centre de tournage. Il
faut, bien entendu, que les porte-outils
offrent suffisamment de dégagement pour
atteindre la surface des tourillons.
L’avantage de cette approche est qu’elle
utilise des machines, des outils et des
plaquettes standard ; elle est donc plus
flexible et moins coûteuse.
La combinaison du tournage et du
tournage-brochage dans des machines
spécialisées permet d’usiner les tourillons
dans l’axe des vilebrequins. Les plaquettes
d’ébauche et de finition peuvent être
montées simultanément sur un même
disque afin d’usiner entièrement la forme
spécifique en une seule opération. Le
tournage-brochage offre une répétabilité
précise, de bons états de surface, des
tolérances serrées, une longue durée de
vie d’outil et une bonne exploitation de la
machine en raison des temps de cycle
courts et de la faible fréquence des
changements d’outils. En revanche, le coût
est plus élevé étant donné qu’il faut des
machines et des outils spécialisés ainsi
qu’un grand nombre de plaquettes. Une
approche du tournage plus spécialisée
consiste à utiliser des plaquettes à
plusieurs pointes pour plus de rentabilité
avec de petits copeaux ; le brochage peut
être éliminé.
Quelle que soit la méthode,
l’usinage des vilebrequins impose
d’obtenir de petits copeaux, une longue
durée de vie d’outil, des temps de cycle
courts et une très bonne qualité.
Les vilebrequins sont produits en
grandes séries sur des lignes avec
plusieurs machines spécifiques. Mais pour
des projets spéciaux clés en mains
comme des voitures de course ou des
moteurs diesels de bateaux, l’approche en
un seul montage est aussi possible.
Le fraisage extérieur et intérieur est
une des autres méthodes nécessaires,
notamment pour les manetons. Les
fraises-disques à plaquettes indexables
montées sur segments sont un choix
intéressant lorsque les masses
d’équilibrage nécessitent un enlèvement
de matière important. Sandvik Coromant a
plus de 40 ans d’expérience avec ces
applications. Avec le perçage des trous de
lubrification, le fraisage consomme
beaucoup de carbure dans l’usinage des
vilebrequins.
La profondeur des trous de lubrification
est de l’ordre de 20 x le diamètre ; leur
perçage est exigeant. On utilise soit des
forets 3/4, soit des forets à goujures
hélicoïdales avec une lubrification par
brouillard d’huile. La finition doit être de
grande qualité pour éviter de créer des
zones de fortes contraintes autour des
trous.
Le Centre de
Compétences pour
les vilebrequins
« Sur les centaines de fabricants d’outils de
coupe dans le monde, il n’y en a qu’une
demi-douzaine qui puisse fournir des outils
pour l’usinage des vilebrequins », affirme
Stefan Knecht, responsable solutions au
Centre de Compétences pour les vilebrequins
de Sandvik Coromant à Düsseldorf en
Allemagne. « Et ceux qui font avancer la
technologie sont encore moins nombreux.
Sandvik Coromant en fait partie. »
Le Centre de Compétences travaille avec
les équipementiers et les fabricants de
machines-outils du monde entier ; il mène des
projets dans une vingtaine de pays. Les
marchés émergents gagnent du terrain dans
ce domaine, surtout la Chine où le Centre a
récemment ouvert une succursale.
Résumé
La fabrication des vilebrequins est l’une des opérations
les plus difficiles dans le secteur automobile. Quelle que
soit la méthode utilisée, il est nécessaire d’obtenir de
petits copeaux, une longue durée de vie d’outil, des temps
de cycle courts et une très bonne qualité.
metalworking world 37
le mot de la fin
texte : henrik emilson
38 metalworking world
photo : solar impulse
Vol de nuit
Avec une envergure de 63 mètres, autant qu’un
gros porteur, mais du poids d’une voiture ordinaire,
Solar Impulse est un drôle d’oiseau.
Les avions à énergie solaire existent depuis les
années 1980, mais celui-ci vise à être le premier à
pouvoir faire le tour du monde en volant aussi la
nuit. Son premier vol autour du monde devrait avoir
lieu en 2015. L’équipe suisse a déjà rallié la Belgique
à la France en 2011 et l’Europe au Maroc en 2012,
puis a traversé les États-Unis en 2013.
L’appareil est en fibre de carbone et comporte
12 000 cellules photovoltaïques qui alimentent les
quatre moteurs électriques et chargent simultané-
ment les batteries au lithium-polymère nécessaires
pour les vols de nuit. La conception et les nouvelles
technologies feront date dans l’histoire de
l’aviation.
« Le Solar Impulse n’est pas fait pour porter des
passagers mais plutôt un message », dit Bertrand
Piccard, l’initiateur du projet. « Notre objectif est de
montrer que la technologie d’aujourd’hui peut
réaliser des choses incroyables comme de voler jour
et nuit avec la seule énergie du soleil, sans carburant
et sans émissions de gaz polluants. C’est un voyage
expérimental destiné à inspirer les talents de
pionnier et d’inventeur de tout un chacun. » n
metalworking world 39
Print n:o C-5000:574 FRE/01
© AB Sandvik Coromant 2014:1
Inveio™
Orientation unidirectionnelle
des cristaux
Nuance GC4325 pour le tournage des aciers
Nouvelle structure
atomique, nouvelles
performances
La première nuance de coupe avec Inveio™
Une innovation au niveau atomique change la donne de
l’usinage. La structure atomique du revêtement garantit
une durée de vie plus longue et un schéma d’usure
plus fiable dans une variété d’applications de tournage
des aciers plus étendue que jamais.
Les performances dans le domaine ISO P25 ne se
jaugent plus à la même aune. Tout ce dont vous avez
besoin est désormais rassemblé dans une seule
plaquette.
Prévisibilité hors-pair
Les plaquettes sont
passées aux rayons X pour
vérifier leur qualité
Résistance supérieure
Les machines peuvent
donner le maximum de
leurs capacités
Redéfinition
du tournage ISO P25
Le champ d’applications est
le plus large jamais connu
Découvrez le fin mot de l’histoire sur :
www.sandvik.coromant.com/gc4325