Le coeur de l’usinage

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Le coeur de l’usinage - Les broches Starrag, une technologie de pointe

Développer et fabriquer en interne des broches de moteur et d’engrenage : quel fabricant de machines peut offrir cela ? Starrag a acquis à cet égard, au fil des décennies, une compétence rare. Les clients en sont ravis : d’une conception de broche spécifique à l’application, d’une technique de pointe et d’une qualité maximale ainsi que d’un service rapide en cas de panne – qui ne survient que rarement.

« La broche est le coeur d’une fraiseuse. Elle contribue de manière décisive à garantir que les résultats d’usinage correspondent aux attentes de l’utilisateur », ajoute Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines. « Je suis heureux que nous ayons ici à Rorschacherberg notre propre fabrication de broches et un centre de compétences correspondant. Cela nous permet de concevoir la broche précisément en fonction de la machine et de l’application respective, ce qui nous convient parfaitement en tant que fournisseur orienté solutions d’installations de production clés en main ».

C’est un grand avantage pour les clients. Ils reçoivent des produits dont la cinématique de la machine, les entraînements et la broche s’accordent parfaitement – ils sont adaptés à l’usinage de matériaux difficiles à traiter comme le titane et l’inconel, d’éléments de structure en aluminium ou à d’autres cas d’application. Rainer Hungerbühler explique : « Pour cela, nous définissons la caractéristique de la broche de manière à ce que les paramètres de coupe nécessaires soient disponibles pour un usinage optimal des pièces concernées ».

Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines

« Notre broche d’engrenage est pratiquement indestructible. Cela signifie qu’elle garantit la qualité des processus et la sécurité du travail, en ne provoquant quasiment aucun arrêt de machine ».

Le directeur des ventes souligne un autre avantage : « Grâce à la fabrication en interne, nous sommes indépendants des fabricants de broches externes. Pendant la période difficile liée au coronavirus, nous avons vu comment même de très bons fournisseurs avaient du mal à honorer leurs engagements de livraison. Grâce à notre propre fabrication, nous et nos clients n’avons pas été confrontés à de telles difficultés ».

Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines | Silvan Huber, Master of Science FHO in Engineering

Un succès de longue date pour les broches à engrenages

Starrag a commencé à fabriquer des broches d’engrenage dès 1920 et a acquis une grande expertise au fil des années. Aujourd’hui, toutes les machines de la série STC produites à Rorschacherberg en sont équipées. Les centres d’usinage à cinq et six axes sont synonymes d’un usinage extrêmement économique de pièces structurelles exigeantes, de multiblades et de casings avec des temps de cycle longs.

Nos machines STC bénéficient à bien des égards de la propre broche à engrenages de Starrag », explique Rainer Hungerbühler. « Comme leur conception présente un contour de perturbation extrêmement petit, nous arrivons avec la tête très près de la pièce à usiner. Cela signifie que l’utilisateur peut utiliser des outils courts, ce qui favorise un processus de fraisage stable et se traduit par une longue durée de vie des outils ». Il souligne un autre point fort : « Notre broche d’engrenage est pratiquement indestructible. Cela signifie qu’elle garantit la qualité des processus et la sécurité du travail, en ne provoquant quasiment aucun arrêt de machine ».

Afin de s’adapter aux différentes tailles de machines et applications, Starrag propose les broches d’engrenage avec deux moteurs différents et dans des rapports de transmission différents. La version la plus utilisée est celle de 37 kW, avec un régime maximal de 8 000 tr/min et un couple de 940 Nm en charge continue (fonctionnement S1). Mais il existe également une variante avec 1 600 Nm et un régime de 4 500 tr/min. « Notre broche d’engrenage (couple de 620 Nm) tournant jusqu’à 12 000 tr/min avec l’interface HSK-A100 habituelle pour les machines STC est un peu particulière. Je ne connais aucun autre fournisseur qui propose une telle broche dans sa gamme de produits », déclare Rainer Hungerbühler.

Les broches motorisées sur la voie du succès

Le centre de compétence pour les broches propose principalement, en plus des broches à engrenages qui ont fait leurs preuves depuis longtemps, des broches motorisées. Starrag les développe et les construit également depuis environ 25 ans. Mais depuis peu, elles connaissent un véritable essor. Silvan Huber, Master of Science FHO in Engineering, est responsable depuis 2014 du développement mécanique des broches motorisées et des entraînements directs. Il cite des chiffres : « Jusqu’à présent, nous avons installé près de 2 500 broches motorisées dans nos machines. Rien que l’année dernière, il y en a eu 160, soit deux fois plus que l’année précédente ». Il est convaincu que la production va encore doubler au cours des deux prochaines années.

La gamme de broches motorisées de Starrag est extrêmement large. Elle commence par une broche de 2,5 kW avec un couple de 2 Nm. La limite supérieure est marquée par des broches pouvant atteindre 350 Nm.

Selon lui, cela est dû à la qualité et la technologie de pointe des broches motorisées Starrag, elles-mêmes obtenues grâce à « notre équipe d’experts qui travaille avec des équipements de développement, de montage, de révision et de test ultramodernes pour garantir les meilleurs produits aux clients ». Cela a également convaincu les responsables des usines soeurs de Chemnitz et Vuadens, qui utilisent désormais des broches motorisées Starrag dans la série H de Heckert ainsi que dans les nouveaux centres Bumotec s181 et 191neo.

« Tous les centres d’usinage à 5 axes de la série LX et le Blisk-BAZ NB 151 sont équipés de nos propres broches motorisées. Sur les centres de fraisage STC, lorsqu’aucune broche à engrenage n’est montée, c’est notre HSK-T100 de 18 000 qui est utilisée », mentionne Silvan Huber.

Nouveaux développements au plus haut niveau

La gamme de broches motorisées de Starrag est extrêmement large. Elle commence par une broche de 2,5 kW avec un couple de 2 Nm. La limite supérieure est marquée par des broches pouvant atteindre 350 Nm. En termes de vitesses de rotation, la gamme s’étend de 12 000 tr/min à 40 000 tr/min.

Silvan Huber met en avant la broche motorisée de 80 kW (250 Nm et 18 000 tr/min ; fonctionnement nominal S1) récemment présentée, qui promet une productivité jusqu’ici inégalée et qui sera donc proposée pour toute la gamme STC. Elle est équipée d’une interface d’outil HSKT100, fournit une force de serrage d’outil > 45 kN, un serrage d’arbre de 1 400 Nm et convient pour une arrosage interne jusqu’à 140 bars. Selon Silvan Huber, la broche convainc non seulement par ses données de performance, mais aussi par sa grande qualité, qui repose justement sur la fabrication interne et des composants tels que les roulements et les moteurs, achetés exclusivement auprès de fabricants renommés. Cela se répercute sur la stabilité, la durée de fonctionnement et la durée de vie. De plus, elle est équipée de différents capteurs qui garantissent une grande précision.

L’usine de Chemnitz, qui équipe ses centres d’usinage Heckert de cette broche, a récemment fourni des résultats de mesure du déplacement axial de l’arbre. Celui-ci est inférieur à 10 μm sur l’ensemble de la plage de vitesses. « Si l’on considère qu’une vitesse de rotation de 18 000 tr/min et la dilatation thermique qui en résulte entraînent un décalage d’environ 200 μm, nous avons très bien réussi à compenser cet écart à l’aide de capteurs », se réjouit le développeur technique.

À la pointe de la technologie

Starrag travaille déjà sur d’autres optimisations. Silvan Huber déclare : « Actuellement, nous nous concentrons en particulier sur l’augmentation de la vitesse de rotation de la broche et donc de la performance d’usinage. Nous ouvrons ainsi la voie à des stratégies de fraisage innovantes et optimisées en termes de processus ».

Les dernières nouveautés concernent également des détails. Il s’agit notamment, pour certains types de broches, de buses de pulvérisation de liquide de refroidissement dans le nez de la broche, dont l’angle de diffusion est désormais programmable et donc automatiquement réglable en fonction de la longueur de l’outil. Autre innovation : des broches pour les centres d’usinage Bumotec s181 et 191neo, qui prennent en charge l’usinage cryogénique. Silvan Huber explique à ce sujet : « Nous avons développé une broche de moteur avec un joint tournant spécial, de sorte que le refroidissement cryogénique au CO2 puisse atteindre le tranchant de l’outil. Il s’agit d’une solution spéciale qui convient à l’usinage de prothèses imprimées en 3D, mais qui peut également représenter un gain significatif pour l’usinage du plastique haute performance ou le perçage de pièces en titane ».

Il est en tout cas sûr d’une chose : « Avec les développements des broches motorisées de ces dernières années, nous sommes devenus des leaders technologiques. Et nous allons continuer à progresser jusqu’à atteindre le sommet mondial ».

The Spindle Competence Centre deals primarily with motor spindles – in addition to the long-established gear-driven spindles.

« Avec les développements des broches motorisées de ces dernières années, nous sommes devenus des leaders technologiques. Et nous allons continuer à progresser jusqu’à atteindre le sommet mondial ».

Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines

Comme neuf après restauration

Un troisième facteur sur lequel les développeurs se concentrent mérite d’être connu : la durée de vie des broches motorisées. Habituellement, Starrag offre une garantie d’un an. Le directeur des ventes Rainer Hungerbühler détaille cette offre : « La durée de vie d’une broche motorisée ne dépend pas seulement de sa qualité, mais aussi de la charge à laquelle elle est soumise. C’est pourquoi nous ne pouvons pas faire de déclarations générales sur la durée de vie. Bien entendu, nous nous tenons à la disposition de chaque client s’il a besoin d’une révision de sa broche ou s’il fait face à une panne ». Starrag possède une grande expérience et un grand savoir-faire dans la révision des broches motorisées, qui est effectuée à Rorschacherberg par un personnel hautement qualifié. Des pièces de rechange d’origine y sont stockées, avec lesquelles la broche est remise à l’état presque neuf, avec une nouvelle garantie du fabricant sur les composants remplacés. Starrag entretient en outre des stocks de pièces de rechange dans le monde entier, à partir desquels des broches complètes sont également envoyées dans les 24 heures.