Moulistes

Commission
Moulistes
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entreprises cotisantes pour la profession Moulistes.
Commission : Moulistes.
Président : Gilles Pernoud – P.-d.g. de SAS Georges Pernoud.
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Chargé de profession : Marcel Palleau.
Membres de la commission : 7 industriels et un représentant de l’Afim (Catherine Larroque).
Budget 2010 : 182 K€.
Comité programme : Filière Usinage regroupant les professions Mécanique industrielle Moulistes - Outillage, outillage pour machines - Machines-Outils et productique.
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Résultats globaux
14 projets gérés en 2010 dont 3 initiés dans l’année.
Types de projets
- R&D (Grainage laser, UGV 5 axes, Dimensionnement des évents, Validation de solutions innovantes vues au travers de la Veille, etc.) ;
- veille technologique.
7 Thématiques prioritaires du Comité Programme
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- veille technologique ;
- assurer la conformité des pièces usinées ;
- surveillance des électro-broches ;
- forage grande vitesse vibratoire ;
- usinage à lubrification raisonnée ;
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- résolution des problèmes vibratoires en UGV ;
- plate-forme partagée UGV 5 axes.
Quelques résultats d’actions en 2010
E PLATE-FORME UGV 5 axes PARTAGÉE AU CETIM À SAINT-ÉTIENNE
Cette plate-forme entre dans le cadre d’un « grand projet » du Cetim associant industriels partenaires et professions. Objectif :
faire la démonstration du partage de l’investissement de ce type de moyen de haute technologie (UGV 5 axes) par plusieurs
entreprises pour une production partagée afin de diminuer les coûts d’investissement. Huit industriels de trois professions ont
ainsi été partenaires du projet : quatre entreprises du secteur de la mécanique de précision, trois entreprises du secteur médical,
une entreprise mouliste. Ces entreprises ont acheté une capacité d’heures machine pour pouvoir réaliser individuellement leurs
pièces. Le Cetim leur a apporté notamment son aide pour monter en compétence sur cette technologie. Par ailleurs, le Cetim a
acheté 25 % des heures d’utilisation machine afin de réaliser des actions de R&D pour trois professions (action transversale) :
Mécanique industrielle, Moulistes et Forge.
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Les travaux pour ces actions de R&D ont consisté à :
- en fonction des matériaux usinés, caractériser des outils coupants, conditions de coupe et stratégies d’usinage ;
- rechercher des solutions existantes pour le pilotage de machines à distance ;
- définir les outils et méthodes de contrôle, mesure et calibration pour la reprise de « bruts » en usinage (bruts obtenus par fusion
laser, par fonderie, par forgeage, etc.).
Valorisation Un premier cédérom « BD 5X », diffusé lors de la Journée Transfert « Filière Usinage » du 28 avril 2010, capitalise
les travaux des deux premiers items ci-dessus.
Un second cédérom de capitalisation des travaux sur la reprise de bruts sera disponible au second semestre 2011.
E VALIDATION DE SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES VUES AU TRAVERS DE LA VEILLE
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La Veille Technologique a pour but d’identifier les innovations technologiques. Ces dernières demandent cependant des validations
pour être effectivement exploitables par les fabricants de moules. Le but de cette action permanente est de réaliser une évaluation
concrète et objective de certains sujets définis par un groupe d’industriels afin de permettre aux entreprises de la profession de
juger, par exemple, de l’opportunité d’investir dans une nouvelle technologie.
Ainsi en 2010, les possibilités des nouvelles solutions de texturation de surface, comme le grainage, par laser ont été traitées. La
solution mise en œuvre a été celle d’un constructeur de machines-outils d’usinage. La machine est équipée d’une tête, avec un
laser YAG d’une puissance d’environ 50 W, pouvant travailler en 5 axes.
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En parallèle à cette partie grainage, la caractérisation d’un système de calibration de machine à 5 axes a été menée avec un partenaire scientifique. Les travaux ont montré qu’il était possible de régler de façon simple et rapide le point pivot d’une machine
à 5 axes.
Valorisation Les résultats seront diffusés à l’occasion de l’édition d’un ouvrage de la collection Performances.
E VEILLE ET CARACTÉRISATION DES LOGICIELS FAO
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L’objectif de cette action est de réaliser une veille et une caractérisation des logiciels de FAO pour l’usinage des empreintes des
moules. Ces travaux permettent notamment :
- d’aider le programmeur, d’une part, pour l’optimisation des stratégies d’usinage et des processus complexes afin d’éviter les
tâches répétitives
- d’autre part, d’optimiser la programmation en analysant les nouvelles données CAO d’une nouvelle pièce à réaliser, à partir
d’une pièce déjà usinée, pour une mise à jour automatique des parcours d’outils.
En 2010, une veille sur les logiciels CFAO présentés au salon Industrie 2010 a été réalisée permettant de faire un point sur les
avancées des éditeurs. La caractérisation des évolutions notables des logiciels a été conduite. En parallèle à cette étude, deux points
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impliquant le couple FAO-CN ont été examinés. Le premier point couvre la compensation d’outil en 3D et le second la régulation
des trajectoires. Côté 5 axes, les évolutions d’un logiciel dans sa version 2010 ont été caractérisées avec la mise en œuvre d’une
gamme comparative sur un poinçon de moule type. Une attention particulière a été portée sur les fonctionnalités d’usinage
5 axes automatiques et sur une nouvelle stratégie de reprise de rayon développée par un éditeur CFAO.
Valorisation Les résultats seront diffusés à l’occasion de l’édition d’un ouvrage de la collection Performances.
E RÉSOLUTION DES PROBLÈMES VIBRATOIRES EN UGV
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L’UGV a déjà conquis de nombreux secteurs et domaines d’activités comme l’aéronautique, l’automobile, les outillages de formes
complexes (moules, etc.). Toutefois, cette technologie peut générer des problèmes vibratoires souvent dus à une combinaison
d’outils coupants avec de grands élancements et des vitesses de rotation élevées. Des solutions apparaissent pour supprimer ces
vibrations, mais il est difficile d’appréhender les conséquences de leur application, par exemple sur la durée de vie des roulements
de broche. D’autre part, il peut exister dans le volume de travail de la machine des zones où ces solutions ne sont pas utilisables.
Cette action a pour but de mieux connaître, voire prédire, ces problèmes vibratoires et d’étudier les solutions existantes pour les
supprimer voire, dans la mesure du possible, les éviter en amont. En effet, souvent un choix judicieux de l’outil coupant, de son
attachement, de la stratégie d’usinage à utiliser, permet d’éviter des vibrations lors de l’usinage.
Valorisation Guide méthodologique vulgarisé, permettant d’avoir une compréhension globale de la problématique des vibrations
d’usinage et de diagnostiquer le processus d’usinage afin d’identifier des voies d’amélioration.
Quelques actions sur 2011
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E PROJET APPLICATIF : FORAGE À GRANDE VITESSE VIBRATOIRE – FGVV
La technique de forage vibratoire est un développement récent basé sur l’exploitation de vibrations générées, par des conditions
de coupe appropriées, au niveau du porte-outil d’une unité de perçage pour fragmenter le copeau, en faciliter l’évacuation, et donc
se passer de la lubrification. Le procédé permet ainsi de cumuler des gains de productivité en perçage et forage, et de s’inscrire
dans les procédés de fabrication propres.
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Le projet applicatif s’articule autour de plusieurs items :
- industrialiser un nouveau procédé de perçage innovant, productif, écologique pour des applications concernant l’acier, l’aluminium
et l’inox ;
- étendre le procédé au décolletage (outil fixe, pièce mobile) ;
- exploiter la simulation et la mécatronique pour l’optimisation et le contrôle en production ;
- structurer la diffusion de la technologie.
Il rassemble quatorze partenaires industriels, deux centres techniques industriels (Cetim et CTDec), trois écoles d’ingénieurs et
une plate-forme de travail collaboratif pour une durée de quatre ans (2008 à 2011).
Trois professions du comité programme « Filière usinage » sont intéressées par ce projet : Mécanique industrielle, Moulistes et
Outils coupants.
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En 2011 les travaux porteront sur :
- la finalisation des géométries, des substrats et des revêtements d’outils spécifiques au forage à grande vitesse vibratoire ;
- l’instrumentation de la surveillance du foret, par une approche mécatronique avancée ;
- la création de la structure d’exploitation prévue dans l’accord de consortium et destinée à permettre la diffusion des livrables
du projet au travers d’un accord de commercialisation.
Valorisation À l’issue du projet, un accord de commercialisation avec les partenaires définira les modalités de diffusion du kit
industriel de forage : porte-outils, géométries et revêtements d’outils recommandés, logiciel de simulation, instrumentation de
la surveillance du foret.
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E ASSURER LA CONFORMITÉ DES PIÈCES USINÉES
En 2009, le comité programme « Filière usinage » a décidé d’engager une action transversale sur la thématique « Assurer la
conformité des pièces usinées ». Cette action comporte quatre volets dans le domaine du fraisage 3 à 5 axes.
1 - aide au choix de la Machine-outil,
2 - influence du procédé d’usinage,
3 - contrôle in situ,
4 - métrologie.
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Les travaux relatifs au volet Machine-outil ont été réalisés en 2010. Ainsi, 2011 sera consacrée à la finalisation des travaux engagés
sur le volet Métrologie par la mise en place d’une formation transversale des services bureau d’étude, méthodes, contrôle-qualité
pour aboutir à cette conformité. Par ailleurs, les travaux du volet Contrôle in situ seront également engagés avec l’objectif de :
- définir les technologies disponibles pour le contrôle sur machine (contact, sans contact ; contrôle des outils ; contrôle de la
pièce) ;
- analyser les incertitudes de mesure avec des méthodes embarquées et hors machine ;
- définir les avantages et inconvénients (et risques) des méthodes embarquées et hors machine (précision, temps, flux, coût développement des programmes de contrôle, montages…, indicateurs qualité) ;
- analyser l’impact sur la déclaration de conformité du produit.
Ces travaux permettront de définir les critères nécessaires aux services méthodes, pour orienter leurs choix entre des contrôles
embarqués et contrôles hors machine en vue d’optimiser la productivité et la qualité.
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Valorisation Pour le volet Machine-outil : « Guide de réception et de suivi d’une machine dans le temps » à paraître prochainement dans la collection Performances.
Pour le volet Métrologie : ensemble de fiches pouvant être utilisé seul ou accompagné d’une formation.
Pour le volet Contrôle in situ : édition d’un ouvrage de la collection Performances sur le « Contrôle embarqué de pièce produites
sur machine 5 axes ».
E MAÎTRISE DES OPÉRATIONS DE GRAINAGE SUR MOULES D’INJECTION PLASTIQUE
L’opération de grainage chimique d’un moule est sous la responsabilité du mouliste. Cependant, la conception du grain est définie
par le Designer (client) et le graineur (sous-traitant). Les travaux de développement des nouveaux grains, quant à eux, sont réalisés
sur des plaquettes échantillons (forme simple) et avec une presse à injecter de laboratoire (conditions optimales). Il est donc difficile
au mouliste de reproduire les mêmes conditions sur des moules complexes et avec des paramètres d’injection moins bien maîtrisés
par son client. Le résultat n’est donc pas toujours celui attendu. Ce qui peut provoquer des conflits avec le plasturgiste.
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Un premier travail a permis d’établir un ensemble de recommandations et de procédures de contrôle pour réaliser l’opération de
grainage chimique afin qu’elle soit conforme à l’attente du plasturgiste. Après la fourniture de ce cahier des charges, la commission
a demandé au Cetim d’examiner une nouvelle technologie de grainage par faisceau laser.
Une première caractérisation a été effectuée. Ces travaux, réalisés conjointement avec l’étude « Validation de solutions technologiques vues au travers de la Veille », ont nécessité la réalisation d’un outillage et d’une empreinte type, avec choix d’une texture
pour le grainage laser des empreintes. Les tests d’injection ont montré ensuite les potentialités intéressantes de cette nouvelle
technologie de grainage d’un moule d’injection plastique.
Valorisation Les résultats seront diffusés à l’occasion de l’édition d’un ouvrage de la collection Performances.
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Les travaux 2011 permettront la finalisation du rapport d’étude portant sur la comparaison technico-économique entre grainage
laser et grainage chimique.
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