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La croissance par la mécanisation et la flexibilité

Le prestataire suisse de services d’usinage Zwicker s’est équipé pour l’avenir d’un centre d’usinage 5 axes, le Heckert 800 X5 MT, et d’un système de palettes linéaire complémentaire. Grâce à cette unité de production entièrement automatisée, l’entreprise peut agir avec une grande flexibilité et de façon productive et ainsi conquérir de nouveaux marchés.

Zwicker Präzisionsmechanik AG, entreprise basée à Engelburg dans le canton de Saint-Gall en Suisse, progresse sur la voie du succès depuis sa création en 1994. L’entreprise de prestations de services forte de 25 collaborateurs se concentre sur le serrage de pièces de précision très complexes en métal, essentiellement en aluminium et en acier. Markus Zwicker, qui a succédé à son père Othmar à la tête de l’entreprise en 2015, dévoile la recette du succès : « Nous répondons aux exigences de qualité de nos clients, respectons les délais, et ce à des tarifs compétitifs. »

Afin de prospérer dans ce contexte de concurrence féroce, il est nécessaire de se spécialiser, telle est la conviction de Markus Zwicker, directeur de l’entreprise : « Nous devons nous démarquer des autres fournisseurs grâce à nos services. Nous parvenons à le faire grâce à l’usinage de précision. » Depuis un an environ, une activité supplémentaire est présente. Au cours d’une extension de bâtiment, Zwicker a investi dans un grand centre d’usinage avec une palette de la série 800. « Ceci nous permet d’usiner également de grandes pièces dont le diamètre et la hauteur peuvent atteindre chacun un mètre, tout cela de manière rentable. Et cela représente quelque chose d’exceptionnel pour notre site », révèle le maître mécanicien diplômé.

La qualité, la flexibilité et la sécurité des processus ont joué un rôle important dans le choix de la machine, qui s’est finalement porté sur un centre d’usinage horizontal, le Heckert 800 X5 MT. Ce sont des points sur lesquels Markus Zwicker ne fait aucun compromis. Il explique : « Nous devons usiner avec précision avec ce centre d’usinage et être très souple en tant que prestataire de services. Pour des raisons économiques, la machine devait également fonctionner 24 heures sur 24. C’est pour cette raison qu’un système linéaire est indispensable pour la manipulation des palettes et la sécurité maximale de l’ensemble du processus. »

Le centre d’usinage Heckert 800 X5 MT a séduit Zwicker notamment par la configuration d’axe, avec axes en X et Y dans l’outil et l’axe Z dans la table pivotante et rotative. Une table de serrage à vide était nécessaire pour les pièces en aluminium à parois minces.

«Cette installation ne nous a pas seulement permis d’étoffer notre offre, mais également de passer à un niveau supérieur de rentabilité. »

C’est ainsi que les responsables ont défini que la nouvelle machine devait disposer d’un centre de fraisage 5 axes horizontal doté d’une table à rotation rapide gage d’un tournage efficace. Pour eux, il était en outre indispensable d’avoir un système de stockage des palettes pour un fonctionnement entièrement automatisé du centre d’usinage sans intervention du personnel. La présence d’un magasin à outils faisait également partie des conditions imposées. La machine devait par ailleurs disposer d’une tête angulaire et d’un axe U amovible, contrôlé par une commande CNC, afin de permettre l’usinage de contours complexes tels que des sièges de soupape. En outre dans le cahier des charges : une table de serrage à vide pour pouvoir serrer les pièces d’aluminium à parois fines sans déformation.

La qualité, la flexibilité et la sécurité des processus ont pesé dans le choix de la machine. Ce sont des propriétés qu’offre le centre d’usinage Heckert 800 X5 MT. Markus Zwicker et le directeur régional des ventes de Starrag Erwin Fässler s’accordent sur ce point. De nombreux composants pré- sentent de profondes ailettes de refroidissement. Pour les fabriquer, nous utilisons des fraises disques d’un diamètre allant jusqu’à 350 mm.

«La combinaison d’opérations d’usinage et de tournage 5 axes hautement dynamiques nous permet de traiter efficacement des pièces complexes et volumineuses. »

À la recherche du polyvalent

La plupart des constructeurs de machines sollicités n’ont pas réussi à réunir toutes ces conditions, excepté Starrag! Le Heckert 800 X5 MT a séduit par la configuration d’axe, avec les axes X et Y dans l’outil et l’axe Z dans la table pivotante et rotative. Grâce à la construction thermosymétrique, le centre d’usinage fonctionne avec une rigidité maximale, qui permet d’atteindre une qualité de surface à la finition excellente et d’économiser des positions de serrage. Ceci constitue une base solide pour un fraisage et tournage à l’aide de processus sécurisés avec les commandes d’avance AC numériques, ainsi que des guidages sur rails profilés montés avec la plus haute précision et des vis à billes dans tous les axes linéaires. « La machine devient alors idéale pour la mécanisation que nous souhaitons », selon Markus Zwicker, qui met également en avant la structure de la zone d’usinage : « Les copeaux peuvent tomber librement dans le ramasse-copeaux disposé au centre. Cela empêche tout entassement de copeaux dans la zone d’usinage, qui compromettrait également la sécurité des processus. »

Grâce à la construction thermosymétrique, le centre d’usinage fonctionne avec une rigidité maximale. Une base solide pour un fraisage et tournage à l’aide de processus sécurisés est établie avec les commandes d’avance AC numériques, ainsi que des guidages sur rails profilés et des vis à billes dans tous les axes linéaires.

Avec ses 240 places, le magasin à outils remplit lui aussi les conditions imposées par Zwicker. « Forts de cette capacité, nous gagnons une grande flexibilité et ne devons pas faire de changements d’outils en permanence, même pour les plus petites séries », souligne le directeur de l’entreprise. Le magasin peut recevoir et changer automatiquement des outils affichant un diamètre allant jusqu’à 350 mm et une longueur maximale de 800 mm. Markus Zwicker explique pourquoi cet aspect est si important en présentant un exemple : « Nous usinons notamment des boîtiers en aluminium pour la technique de communication qui comportent de profondes ailettes de refroidissement. Pour fabriquer ces boîtiers en un passage, nous utilisons des fraises disques d’un diamètre allant jusqu’à 350 mm. Si nous ne pouvions pas les changer automatiquement, un service de nuit automatisé serait impossible. »

Avantages économiques

Ces éléments de boîtiers en aluminium à parois minces et mesurant 600 × 600 × 100 mm démontrent de façon impressionnante la rentabilité élevée associée au Heckert 800 X5 MT. En effet, alors que Zwicker ne pouvait produire sur les machines précédentes qu’en resserrant cinq fois (90 % en volume au total), les carters sont désormais usinés en seulement deux serrages sur le Heckert.

Zwicker utilise depuis 2016 cette installation pour grandes pièces. Son élément de base, un centre d’usinage horizontal Heckert 800 X5 MT, est adapté au serrage de précision des pièces les plus variées : pour les grandes pièces en acier et en aluminium, dont le diamètre et la hauteur peuvent atteindre chacun 1 mètre, mais aussi pour les petites pièces que nous produisons en grande série à l’aide de tours de serrage.

Les expériences positives de Zwicker ne comptent pas uniquement les pièces en aluminium. Pour un autre client, l’entreprise d’usinage de précision traite des cylindres en acier d’un diamètre de 750 mm et d’une longueur de 800 mm. Lors de l’usinage à rotation (externe et interne), la table tournante avec un régime allant jusqu’à 500 tr/min peut faire jouer ses atouts. Les alésages de raccordement sont fraisés. Toutes les propriétés de précision nécessaires en matière de position, de diamètre et d’angularité sont facilement préservées. Les propriétés de surface avec la classe de rugosité N6 peuvent aussi être atteintes sans difficulté.

Markus Zwicker résume : « La combinaison d’opérations d’usinage et de tournage 5 axes hautement dynamiques nous permet de traiter efficacement des pièces complexes et volumineuses. » La réduction des positions de serrage requises et l’élimination des opérations d’usinage supplémentaires sur d’autres machines diminuent les temps morts et les temps de cycle et améliorent en outre la précision de fabrication.

Système linéaire de palettes pour un fonctionnement automatisé 24 h sur 24

Il ne fait aucun doute pour Zwicker qu’un tel centre d’usinage « High-end » doit être utilisé pour un fonctionnement en relais à trois équipes. Il est donc établi dès le début de l’automatiser avec un système de palettes. Erwin Fässler, directeur des ventes Starrag pour la Suisse et l’Autriche, a recommandé le système de charge Loadmaster de Schuler, qui peut être adapté en toute flexibilité à des situations d’installation exigeantes.

Ce système a été rapidement choisi. Schuler a développé une conception d’installation adaptée aux conditions d’espace étroites et avec des contraintes de piliers. Afin d’utiliser idéalement l’espace disponible, 15 espaces de stockage ont été installés sur trois étages au total. Si nécessaire, une machine supplémentaire peut même être raccordée.

Flexible même pour le bridage pièce

La réflexion approfondie et réfléchie que les responsables de Zwicker ont utilisée pour leur investissement se manifeste également dans les dispositifs de bridage de pièces. Leur partenaire de longue date pour ces composants est Triag AG, dont les systèmes de serrage s’adaptent à de nombreuses situations grâce à leur configuration modulaire. Zwicker utilise notamment des tours de serrage Triag avec éléments Power qui conviennent au serrage multiple des petites pièces. « Sur le Heckert 800, nous les utilisons pour l’usinage en grande série qui fonctionne de préférence de nuit », concrétise Markus Zwicker. Afin de réduire la charge de la table pivotante et rotative, il a décidé d’utiliser de nouvelles tours de serrage Triag-Tripoxy. Celles-ci sont en fonte minérale et se démarquent par leur légèreté par rapport aux modèles précédents. De plus, l’amortissement des vibrations est si élevé que l’usinage peut être très précis même dans la partie supérieure des tours et permet d’atteindre d’excellentes propriétés de surface. En outre, la lente conduction thermique et la faible dilatation des tours Triag constituent des facteurs importants pour garantir une production sécurisée.

Markus Zwicker résume ce point comme suit : « La nouvelle installation pour grandes pièces fonctionne depuis un an et nous en sommes très satisfaits. Le centre d’usinage Starrag a fait ses preuves dans l’usinage de précision de différentes pièces, qu’il s’agisse de grandes pièces en acier et en aluminium ou de petites pièces que nous produisons en grande série à l’aide de tours de serrage. Le système de palettes alimente de manière fiable le centre d’usinage à 5 axes, même lors de services entièrement automatisés. Cette installation ne nous a pas seulement permis d’étoffer notre offre, mais également de passer à un niveau supérieur de rentabilité. »