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La qualité sans compromis

Avec les nouveaux centres d’usinage compacts de Heckert à 400 ou 500 palettes, Starrag a réussi à établir de nouvelles normes en matière de caractéristiques de performance et de qualité. Le facteur essentiel ici est la grande rigidité appliquée de manière constante à tous les sous-ensembles de base et continuellement optimisée dans le département des tests. Les utilisateurs finaux bénéficient d’une productivité plus élevée et de résultats d’usinage de haute qualité.

Il y a presque deux ans, Starrag présentait ses tout nouveaux centres d’usinage horizontaux Heckert L40 (module de ligne pour 400 palettes) et Heckert H50 (centre d’usinage à quatre axes pour 500 palettes). Grâce au concept modulaire, d’autres variantes ont suivi dans la foulée, telles que celles à cinq axes X40 / 45 et la version multifonctionnelle à cinq axes T45.

Dans le cadre de la conception de cette série, l’équipe de Chemnitz a visé en priorité une productivité de superficie élevée. Cet objectif a été largement atteint, comme l’atteste un encombrement réduit de 30 % et une augmentation de la productivité de 15 %. D’autre part, les développeurs ont veillé à une qualité de construction mécanique élevée et constante, appréciée depuis de nombreuses années par les utilisateurs des machines Heckert.

« La rigidité », gage de qualité

Les nouveaux centres d’usinage compacts présentent les caractéristiques suivantes : puissance, sécurité de processus et précision durable, toutes faisant preuves d’une haute rigidité, une exigence fondamentale solidement ancrée dans le concept Heckert. La rigidité est une caractéristique de qualité décisive non seulement pour l’usinage lourd, mais aussi pour l’usinage de matériaux exigeants et pour l’excavation efficace de matériaux légers, comme dans la construction aéronautique. C’est pourquoi nous y accordons de l’attention dans la construction de nos sous-ensembles de base : bâti, montant, table, unité rotatoire pivotante.

Dans le cadre du développement des nouveaux sous-ensembles de base, les constructeurs et les technologues de Chemnitz ont travaillé en étroite collaboration et exploité leur riche et large expérience ainsi que des méthodes d’analyse modernes. Après de nombreux calculs et essais, l’équipe a réussi à trouver le compromis optimal entre rigidité, dimensions et coûts.

Cap sur les sous-ensembles de base

Bien que la rigidité soit le facteur prioritaire, il ne s’agissait aucunement de la traiter de façon isolée, mais plutôt en rapport avec l’amortissement et d’autres paramètres. Un bon amortissement permet, par exemple, d’immobiliser rapidement les déplacements au cours du processus d’ébauchage. C’est la raison pour laquelle les constructeurs ont choisi d’utiliser un bâti en fonte minérale stable au niveau de la température et des vibrations comme base parfaite pour une machine rigide.

En ce qui concerne la configuration du montant, une différenciation est nécessaire afin de toujours atteindre des résultats optimisés. C’est ainsi que Starrag a conçu une version de montant optimisée au niveau du poids pour un usinage hautement dynamique, et un modèle massif intégré pour l’usinage lourd. Le boîtier en acier soudé est rempli d’un béton spécial et assure ainsi un amortissement optimisé.

Dans les versions à cinq axes (X et T) des nouveaux centres d’usinage Heckert, l’unité rotatoire pivotante joue également un rôle décisif. Les développeurs ont ici réussi à transposer le concept de l’axe A éprouvé dans les centres HEC à ces nouvelles machines plus compactes. Soutenu par des axes ronds précis et puissants et des palettes de haute précision, le palier symétrique double confère au berceau une stabilité optimale, afin que les pièces puissent être usinées de manière dynamique et précise.

L’outil et le mandrin de serrage sont fabriqués suivant le critère de rigidité. Pour un enlèvement de copeaux élevé, Starrag recommande d’utiliser les versions de centres d’usinage Heckert H55, X45 et T45 équipées de série d’une prise d’outil HSK-A100 ou HSK-T100. Sa grande face de support fournit le raccordement d’outil rigide nécessaire.
 

Optimisation dans le département des Tests

Avec les nouvelles machines comme le centre d’usinage horizontal Heckert, il est nécessaire de vérifier sur le prototype ou le modèle de présérie que la combinaison de tous les sous-ensembles de base fournit les résultats escomptés. L’usine Starrag de Chemnitz est dotée d’un département ‹ Tests › parfaitement équipé pour les optimisations de ce type. On y trouve non seulement l’équipement métrologique nécessaire, mais surtout des spécialistes des différentes opérations de test et évaluations de caractéristiques.

Des domaines mécanique, électronique, technique de contrôle, etc.

Klaus Frost, expert en analyse expérimentale de caractéristiques, décrit le procédé en ces mots : « La machine 
doit apporter la première preuve tangible 
de performance au moyen de diverses opérations de traitement de puissance. Pour ce faire, nous contrôlons la performance de fraisage de la commande principale jusqu’à la limite d’arrêt. En utilisant l’exemple actuel de notre nouveau Heckert T45, nous avons atteint un volume de coupe de 1 200 cm³/min lors du fraisage dans de l’acier traité dur (C45), et ce sans refroidissement et à 300 mm au-dessus de l’axe de pivotement. Cela correspond à une puissance de coupe considérable de 45 kW. »

L’expert poursuit en disant : « Cependant, nous ne considérons ce test comme réussi que si nous obtenons une surface parfaite avec une faible usure de l’outil. Enfin, les coupes techniquement réalisables sont absurdes si le résultat ne répond pas aux attentes ou si le gain de temps est compensé par des coûts d’outillage non rentables. »

Pour obtenir des résultats globaux convaincants, la machine doit afficher une rigidité élevée au niveau statique et dynamique. Par conséquent, d’autres contrôles sont effectués après le contrôle de performance de fraisage. Pour ce faire, des mesures statiques sont exécutées sur la machine de pré-série. À l’aide de supports de mesure et jusqu’à 20 comparateurs, la conformité des sous-ensembles aux forces statiques dans toutes les directions est enregistrée. Cela permet de savoir rapidement si la simulation effectuée en amont était correcte. L’inspection dynamique des machines est au moins aussi importante, mais beaucoup plus complexe. Grâce à un excitateur hydraulique, la machine est continuellement poussée dans une gamme de fréquence allant jusqu’à 500 Hz. Klaus Frost explique l’utilité de cette technique ainsi : « Nous obtenons une idée claire des principales vibrations de la machine et de leur importance pour le processus d’usinage suivant. Les résultats obtenus avec des processus quasi-statiques sont indispensables. Des méthodes de mesure dynamiques sont utilisées ici pour déterminer les composantes de déformation statiques jusqu’au niveau des composants. » Grâce à ce procédé, Klaus Frost et ses collègues enregistrent les résultats de plusieurs centaines de points de mesure.

Ces analyses sont toujours suivies d’une nouvelle définition de la construction, le but étant d’intégrer les nouvelles connaissances dans la série à produire et, ainsi, d’améliorer continuellement la machine. Enfin, la machine de pré-série est envoyée chez un client pour des essais industriels.

Le processus d’amélioration, lors duquel les machines Heckert sont optimisées en termes de rigidité et de symétrie thermique, a un effet qui s’étend de l’usine de Chemnitz à d’autres lignes de produits. Il apporte une valeur ajoutée évidente à l’échelle du groupe, que ce soit pour les sous-ensembles et les bâtis des centres ECOFORCE de Mönchengladbach ou pour les machines STC de Rorschacherberg.