Solutions d'usinage dédiées à l'aéronautique
La production aéronautique est très exigeante à tous les niveaux de la chaîne de fabrication depuis les équipementiers jusqu'aux sous-traitants. MAZAK a étudié les défis d'usinage spécifiques auxquels est confronté le secteur, et propose des solutions.
Depuis des décennies, le secteur aéronautique commercial a contredit la tendance et a enregistré des taux de croissance supérieurs à la moyenne, stimulés par une augmentation continue de la demande dans le transport de personnes et par un cycle de remplacement des équipements exceptionnellement rapide. Les recherches menées par Deloitte suggèrent que les fortes hausses, d'année en année, du nombre total de passagers-kilomètres sont à l’origine des niveaux sans précédent de cadences de production d'avions, qui étaient en 2015 environ deux fois supérieurs à ceux enregistrés il y a 10 ans.
Les acteurs impliqués dans la fabrication des composants aéronautiques sont confrontés à de nombreux défis, de l'usinage des pièces structurelles, telles que les pièces d'ailes et les cloisons, à celui des composants de moteur et des systèmes de trains d'atterrissage. De plus, la gamme de métaux et alliages à usiner est très variée, depuis le titanium à l'aluminium.
Il est important d'analyser ces différents défis à relever pour l'usinage, afin d'identifier les problématiques qui se posent, et mettre en valeur les solutions possibles grâce aux machines.
Solutions pour les pièces structurelles
Pièces structurelles
Les pièces structurelles, telles que le fuselage, les ailes et les cloisons, nécessitent des caractéristiques machine spécifiques, à savoir la possibilité de profiler de grandes pièces. Le centre d'usinage horizontal 5 axes VORTEX HORIZONTAL PROFILER (HP) 160 est équipé d'une broche horizontale et d'une grande table de travail orientée à la verticale qui offre une capacité de charge jusqu’à 3 000 kg, ce qui le rend idéal pour l’usinage de pièces structurelles. La conception spéciale de la machine en caisson intègre son bâti, sa colonne et sa table, pour garantir des performances de d’usinage constantes et très rigides; ces dernières sont obtenues grâce à sa broche principale de 26 000 tr/min ou, en option, de 30 000 tr/min.
Pour les fabricants sous-traitants de pièces structurelles, l'usinage précis et efficace de grandes pièces à paroi mince est d'une importance vitale et l'une des machines les plus populaires pour ce type de tâche est le centre d'usinage vertical VTC-800/30SDR. La machine est équipée d'une broche à cône n° 40 ou HSK-A63 de 18 000 tr/min, d'une broche pivotante (axe B) et d'une conception à colonne mobile avec deux tables rotatives synchronisées espacées de 3 690mm. Cela facilite le réglage du système de serrage à paliers avec une plage de rotation de 820mm et constitue une solution efficace pour l'usinage de pièces structurelles aéronautiques d'une longueur maximale de 3000mm.
Solutions pour les grandes quantités de copeaux
Grandes quantités de copeaux
Les grandes quantités de copeaux généralement liées à ce type d'application sont efficacement évacuées de la zone de travail grâce à la combinaison d’un banc à glissière et d'un système d'arrosage Niagara intégré couvrant la totalité de la longueur de l'axe X. A cette gestion améliorée des copeaux, s'ajoutent également un réservoir de liquide d'arrosage grand volume et un convoyeur spécial permettant un usinage prolongé et ininterrompu.
De plus, le VTC-800/30SDR est disponible en version CNC MAZATROL Matrix 2 ou SIEMENS SINUMERIK 840D sl, ce qui constitue un choix supplémentaire pour les clients habitués à travailler sur des CN Siemens dans leurs chaînes de production.
Usinage de surfaces géométriques complexes
Surfaces géométriques complexes
La possibilité d'usiner des surfaces géométriques complexes avec un degré élevé de précision est d'une importance vitale pour le secteur aéronautique. La machine qui s'impose pour de nombreux fournisseurs de ce secteur fait donc partie de la gamme VARIAXIS i, qui offre un usinage 5 axes simultanés intégral allié à de nombreuses options de la broche pour répondre aux exigences des applications multiples.
Le VARIAXIS i-1050T, par exemple, combine la capacité de tournage et de fraisage 5 axes en une seule prise pour les grandes pièces jusqu'à un diamètre maximum de 1 250 mm x 900 mm de hauteur, ce qui en fait une machine idéale pour l'usinage des composants de moteur. Les performances sont obtenues grâce à une broche de fraisage puissante à cône n° 50 de 10 000 tr/min et de 37 kW et grâce à une table de tournage très rigide, qui utilise un moteur à entraînement direct de 500 tr/min intégré dans une table à paliers pour une stabilité maximale. De plus, la broche de fraisage peut être choisie en option, avec une broche à couple élevé de 5 000 tr/min pour les matériaux difficiles à couper, ou une broche de 15 000 tr/min pour les exigences d'usinage à grande vitesse.
Grande zone d'usinage
Grande zone d'usinage
La taille de l'aire de travail, qui a un impact sur la taille de la pièce à usiner, est également un enjeu majeur pour le secteur aéronautique. La gamme INTEGREX e-V, une gamme de machines très populaires dans le secteur aéronautique, possède des capacités multifonctions complètes, y compris le contournage en 5 axes, avec une grande capacité de pièce. L'INTEGREX e-1600V/10, par exemple, peut usiner un diamètre de pièce jusqu’à 2 050 mm et une hauteur de 1 600 mm, tandis que la structure particulièrement rigide du bâti et la conception en portique permettent à la broche d'atteindre 540 mm au-delà de la ligne médiane. Ce qui fait de l'INTEGREX e-1600V/10S la machine idéale pour la fabrication de pièces de haute précision comme celles utilisées dans le secteur aéronautique, comme par exemple des carters de moteurs et des ventilateurs.
Cette possibilité d'usiner de grandes pièces lourdes est également la même pour la gamme de machines multifonctions verticales INTEGREX i-V. L'INTEGREX i-630V/6S, par exemple, est équipé d'une table unique qui offre de grandes capacités d'usinage de 1 250 mm de diamètre et de 1 400 mm de hauteur, avec une capacité de charge maximale de 1 750 kg. Cela permet à la machine d'usiner de grandes pièces aéronautiques telles que les disques de turbine, les carters de ventilateurs et les cloisons.
Solutions pour les pièces complexes
Solutions pour les pièces complexes
Les pièces complexes, telles que les actionneurs, les aubes de turbine et les blocs de soupapes hydrauliques, nécessitent de nombreuses opérations d'usinage qui peuvent entraîner des goulots d'étranglement dans la production. La gamme INTEGREX i avec ses capacités DONE-IN-ONE, y compris l'usinage en 5 axes simultanés, peut réduire considérablement le nombre des opérations et le temps de fabrication pour réduire de manière spectaculaire les coûts de production. La gamme INTEGREX i, avec des longueurs de banc allant de 1 mètre à 2,5 mètres, offre une configuration flexible en fonction des exigences d'application. La machine est équipée de broches de tournage puissantes (broche principale et secondaire), d'une contrepointe, d'une tourelle inférieure et d’un axe B qui accueille une broche de fraisage ultra puissante de 12 000 tr/min ou une broche de fraisage à grande vitesse de 20 000 tr/min, ce qui la rend idéale pour l'usinage des pièces complexes.
La combinaison des capacités de tournage grande puissance alliées au fraisage est très importante pour le secteur aéronautique, en particulier pour les grandes pièces. La gamme de machines multitâches INTEGREX e-H combine les capacités d'un centre de tournage et le fraisage ultra puissant et l'usinage 5 axes, ce qui en fait une machine de premier ordre pour le secteur aéronautique. L'INTEGREX e-670H, avec un diamètre de rotation exceptionnellement grand de 1 050 mm et des longueurs de banc jusqu'à six mètres, intègre une broche de fraisage puissante de 10 000 tr/min et de 37 kW sur l'axe B. Les capacités d'usinage sont encore élargies grâce à une lunette et à une contrepointe à commande numérique entièrement automatiques conférant un soutien stable qui puisse supporter des pièces longues, tandis qu'un stockeur pour barres longues permet l'usinage de trous profonds. La machine est ainsi parfaitement adaptée pour répondre aux exigences requises lors des applications d'usinage de composants de grandes dimensions pour le secteur aéronautique tels que les jambes des trains d'atterrissage.
