Les développeurs de Heckert avaient déjà identifié le potentiel des centres de fraisage entièrement encapsulés et équipés de la sorte. Ils ont d’abord développé la broche 125 pour la série Heckert CWK 1000 à 1600 – des centres d’usinage de grande taille, qui ont été transformés au début des années 2000 en la série Heckert Large Athletic HEC 1000 à 1800. Avec le développement des machines compactes Heckert Athletic HEC 500 à 800, le souhait du client d’obtenir un support de broche dans ces petits centres est apparu. Aussitôt dit, aussitôt fait. Dès 2008, la broche 125 était également disponible en option.

Avec la demande croissante d’éoliennes dont les boîtes d’engrenages ont des dimensions encore plus grandes, les fabricants ont exprimé le souhait d’avoir une broche plus puissante avec une course de sortie encore plus grande. Cette demande a été satisfaite en 2004 avec une broche de 150 mm qui permet à l’outil d’entrer dans la pièce de 750 mm au-dessus du bord de la palette. Un modèle à succès qui a été continuellement amélioré au cours des années suivantes, par exemple avec des parois plus épaisses et un moteur refroidi par eau qui a permis d’augmenter la puissance de la broche à 82 kW (S6). Grâce au refroidissement interne et externe, la vitesse de rotation a pu être augmentée à 5 000 tr/min au maximum. La broche 125 a elle aussi été équipée d’un moteur refroidi par eau, ce qui lui permet d’afficher une puissance de 53 kW et un régime pouvant atteindre 4 000 tr/min.

Une utilisation réussie dans l’usinage lourd

Eckardt Vogel, technologue d’application et concepteur de l’offre, mentionne que la construction de grands engrenages est restée un domaine d’application important aujourd’hui : « Nos centres d’usinage à broche sont toujours achetés pour des engrenages classiques de tracteurs, remorqueurs et autres véhicules agricoles, ainsi que pour des engrenages étagés dans des machines de construction, pour des porte-pignons planétaires et des engrenages conventionnels dans l’énergie éolienne. Mais nous fournissons également des fabricants de réducteurs pour les installations de mélange dans l’industrie des procédés ou encore pour les corps d’écoulement dans l’industrie chimique. Une application de niche s’est en outre développée dans la construction de machines électriques. Il s’agit ici de l’alésage de carters de stator pour des moteurs électriques lourds, tels qu’ils sont nécessaires dans l’industrie de production d’électricité ». Dans presque tous les cas, il s’agit de l’usinage lourd de différentes variantes de fonte ainsi que d’aciers fortement alliés.

Le succès de la technologie des broches est dû au fait qu’il n’existe pratiquement aucune alternative compétitive, tant du point de vue économique que technique. Eckardt Vogel explique en détail la problématique des outils sur les centres d’usinage sans broche : « Pour atteindre les zones internes d’un carter d’engrenage, il faut des outils très saillants qui ont tendance à générer des vibrations considérables. Ils doivent impérativement être réalisés avec un amortissement des vibrations, équilibrés avec précision et équipés de toutes sortes de raffinements afin d’obtenir une concentricité acceptable ». En outre, il y a généralement des problèmes avec le magasin et le changeur d’outils. En effet, un outil à tête de couteau exemplaire avec une tige de 400 mm de long est extrêmement lourd et présente un couple de basculement très important. Cela signifie qu’il faut installer une solution de retrait dans l’espace de travail lui-même. « Ce n’est pas non plus souhaitable », avoue le technologue d’application. Ce dernier ajoute : « De plus, on a finalement besoin de plusieurs outils – un pour chaque profondeur et chaque embout. Cela a un effet très défavorable sur les coûts de fabrication et finalement sur les coûts unitaires ».

En revanche, une broche confère à l’utilisateur une grande flexibilité. Il peut recourir dans une large mesure à des outils standard relativement bon marché. Deuxième avantage des deux broches Heckert : elles amortissent fortement les vibrations grâce à leur guidage coulissant à faible jeu, ce qui permet d’obtenir des valeurs de coupe plus élevées, d’augmenter la sécurité du processus et de produire de meilleures surfaces.

Beate Göbel, constructrice responsable de la broche 125, révèle d’autres détails de construction : « Nous introduisons le régime du moteur et la puissance dans la broche via un entraînement sans force transversale. Nous déployons des efforts techniques particulièrement importants pour le stockage. Ainsi, la broche 125 est équipée d’un roulement à billes à contact oblique de 170 mm de diamètre, lubrifié à vie. La version 150 contient un roulement à billes à contact oblique de 200 mm de diamètre, lubrifié à l’huile/à l’air. Et nous proposons pour les broches un diagnostic de la broche de travail, comme nous le faisons habituellement pour nos autres broches, mais étendu à des roulements supplémentaires spécifiques aux broches ». Outre les roulements, les états suivants sont surveillés : déséquilibre sur la broche, vibration pendant l’usinage et choc. Les données sont enregistrées dans l’analyseur et peuvent être lues et visualisées via un logiciel d’analyse.

Reste la question des coûts. Selon Carsten Bergmann, chef de produit chez Heckert, le support de broche coûte près de 120 000 euros pour une Heckert HEC 630. Il souligne toutefois que l’investissement est de toute façon rentable si l’on considère les possibilités qui s’ouvrent, comme l’usinage complet, les économies réalisées sur les coûts d’outillage ainsi que les avantages en termes de productivité et de coûts unitaires. Carsten Bergmann est positif : « Je connais des clients qui amortissent l’achat d’un fourreau en seulement un an ».

Pour toutes les personnes intéressées, le chef de produit informe que dans l’usine Starrag de Chemnitz, la nouvelle série H est actuellement élargie avec les modèles Heckert H95 et H105 : « La Heckert H95 remplacera l’ancienne machine compacte Heckert HEC 800. Nous présenterons cette machine à l’EMO 2023, équipée d’une broche de 125 ».