Ecospeed F – Powering precision

< Retour à Magazine No. 01-2026

aerospace

Une précision exceptionnelle - Le partenariat à long terme à l’origine du succès de Notthoff

Depuis ses débuts comme atelier de sous-traitance pendant la Seconde Guerre mondiale jusqu’à sa spécialisation dans l’usinage à grande vitesse de pièces structurelles dans le domaine de l’aéronautique, Notthoff Engineering a toujours su qu’un équipement adapté est indispensable pour transformer un potentiel en performance. Fidèle à cette approche d’avant-garde, le fabricant californien a investi en 2013 dans son premier centre d’usinage horizontal Starrag Ecospeed F 2060. Forte du succès de cette expérience, l’entreprise a, plus de dix ans après, étendu ses capacités en faisant l’acquisition d’un deuxième Ecospeed F, à savoir le modèle F 1540, de conception plus compacte. La société réaffirme ainsi son engagement en faveur de l’innovation, de la précision et de la croissance.

Fondée en 1941 en tant qu’atelier de sous-traitance en temps de guerre, Notthoff Engineering a connu une croissance régulière au cours des huit dernières décennies jusqu’à devenir un sous-traitant possédant des compétences très pointues dans le secteur aéronautique. Comme l’explique Kelly Kaller, PDG : « Notthoff Engineering est un petit atelier d’usinage familial qui n’a cessé de se développer depuis sa création. Nous produisons des pièces structurelles monolithiques pour avions par usinage à grande vitesse de même que des composants pour hélicoptères. » Environ 80 % de la production est constituée d’aluminium, tandis que le reste est composé de titane, d’Inconel et d’autres métaux durs. Les pièces comprennent une vaste gamme de composants structurels utilisés dans l’aéronautique, depuis les nervures, les lisses et les couples jusqu’aux sections de fuselage. Comme l’explique Arnie Juarez, directeur de l’exploitation : « Pour vous donner un exemple, nous avions récemment une billette qui pesait environ 3 084 kg, mais lorsque nous avons expédié la pièce, son poids n’était plus que de 86 kg. Cela représente une réduction de 95 % de la matière, un résultat dont nous avons l’habitude. » L’entreprise, qui exerce ses activités sur un site composé de quatre bâtiments occupant une superficie d’environ 6 038 m2 à Huntington Beach, dispose d’un portefeuille de projets dont font partie certains des avions militaires américains les plus emblématiques de ces dernières générations. « La plupart des projets sur lesquels nous travaillons sont à caractère militaire. Nous travaillons sur les F-35 et F-47 et nous avons beaucoup travaillé sur les F-18 à l’époque. Nous assurons également la maintenance du F-16 qui est toujours en service. Nous sommes impliqués dans de nombreux projets », explique Arnie Juarez. Le projet F-47, avion de combat de nouvelle génération, témoigne du rôle croissant de l’entreprise dans la fabrication d’équipements de défense américains de pointe.

Starrag : un choix fondé sur des faits probants

Lorsque Notthoff a procédé à une évaluation des centres d’usinage horizontaux au début des années 2010, Arnie Juarez a fait preuve d’une grande minutie en rendant visite à des clients de référence à travers l’Europe pour examiner différentes machines dans des conditions de production réelles. Ce qu’il a découvert s’est révélé convaincant. « L’équipe commerciale de Starrag m’a invité en Irlande pour visiter une autre entreprise qui utilisait certaines de leurs machines. Nous avons discuté avec tous les collaborateurs et tous ont unanimement fait l’éloge de Starrag. Ils étaient même en train d’installer deux machines supplémentaires. Nous avons ensuite rendu visite à un autre fabricant de machines-outils en France et notre arrivée a coïncidé avec des travaux de maintenance réalisés sur la machine. J’ai discuté avec plusieurs personnes sur place, qui m’ont fait état de nombreux problèmes rencontrés avec les machines. Notre décision était pratiquement prise », déclare Arnie Juarez.

Mais contrairement à ce que l’on pourrait croire, cette décision ne reposait pas uniquement sur le critère de fiabilité. Plus Arnie Juarez approfondissait son analyse de l’architecture technique de l’Ecospeed, plus il était convaincu. La tête cinématique parallèle brevetée Sprint Z3 représentait le principal facteur de différenciation. « Ce que j’ai vraiment apprécié chez Starrag, c’est la cinématique. La plupart des centres d’usinage horizontaux d’autres fabricants sont équipés de têtes rotatives volumineuses et lourdes qui sont vraiment lentes. Leurs mouvements de va-et-vient rotatifs pénalisent énormément le temps de cycle. Avec la tête Sprint Z3, sur la machine Starrag, on passe de zéro à 40 en une fraction de seconde. La machine continue de fonctionner. Grâce à son excellente capacité d’accélération et de décélération, cette machine nous permet de produire des pièces beaucoup plus rapidement que n’importe quelle autre machine disponible sur le marché. »

La technologie à l’origine de la performance

Avec la tête Sprint Z3 sur la machine Starrag, on passe de zéro à 40 en une fraction de seconde.

La série Ecospeed F est la solution spécialisée proposée par Starrag pour le fraisage à grande vitesse de pièces structurelles en aluminium et en métaux mous. Les modèles 2060 et 1540 sont tous deux équipés de la tête Sprint Z3, un système cinématique parallèle qui atteint une accélération de 1G sur les cinq axes avec des valeurs de jerk pouvant atteindre 200 m/s³, ce qui permet un positionnement rapide sans nuire à la précision. Tim Mooney, directeur national des ventes chez Starrag et spécialiste de l’aéronautique, décrit la machine de la manière directe qui lui est propre : « C’est la machine la plus rapide et la plus puissante qui existe. Grâce à sa tête Sprint Z3, elle est de 30 à 40 % plus efficace que toutes les autres machines. »

Les spécifications de la broche corroborent cette affirmation. L’Ecospeed tourne à 30 000 tr/min avec une broche d’une puissance de 161 CV et une vitesse de base de 13 800 tr/min, soit le régime permettant d’obtenir la puissance maximale. Tim Mooney explique pourquoi cela est important : « La découpe de structures en aluminium nécessite une puissance importante. Si vous atteignez la pleine puissance à un régime inférieur, vous pouvez utiliser un outil de bien plus grande taille, ce qui signifie une coupe plus large, plus profonde et une augmentation de votre taux horaire maximum en termes d’enlèvement de métal. Aucun de nos concurrents n’est en mesure de faire mieux. » La course angulaire de la tête Sprint Z3, est de ±45°, ce qui couvre environ 95 % des besoins en ce qui concerne les pièces structurelles en aluminium. Lorsque la tête à angle droit est chargée via le changeur d’outils automatisé, la machine se transforme en une plateforme à 6 axes, prolongeant la course à 135° et permettant ainsi de réaliser des contre-dépouilles, des alésages latéraux et d’autres caractéristiques géométriques complexes en un seul serrage. Pour les structures en aluminium à parois minces, la faible masse de la tête Sprint Z3, d’environ 200 kg pour le sous-ensemble de la broche, contre deux à trois tonnes pour une broche classique équipée d’une tête en forme de fourche, offre un avantage décisif. « La masse étant très légère, les parois minces ne posent aucun problème, car nous pouvons effectuer une passe à haute vitesse », explique Tim Mooney. « Nous pouvons contrôler la coupe tout au long du processus et maintenir une vitesse d’avance rapide dans les angles, ce qui élimine les vibrations. »

Deux machines, une seule stratégie

Installée en 2013, la machine Ecospeed F 2060 dispose d’une zone de travail de 2 m sur 6 m, ce qui permet à Notthoff d’usiner certains des plus grands composants structurels fabriqués dans le secteur aéronautique. Plus d’une décennie plus tard, cette machine d’origine continue de fonctionner conformément aux spécifications. « Cette machine a été installée en 2013. Treize ans plus tard, nous continuons à fabriquer des pièces de qualité », déclare Arnie Juarez. « Nous n’avons pas eu à effectuer de révision majeure et la machine respecte toujours les tolérances au millième de pouce près. » Le nouveau modèle Ecospeed F 1540 offre une zone de travail de 1,5 m sur 4 m. Plutôt que de faire double emploi, les deux machines forment un duo complémentaire.

« Au lieu de monopoliser la grande machine pour l’usinage de pièces plus petites, cette solution nous permet de transférer cette tâche sur le centre d’usinage 1540 et de faire fonctionner les deux machines, en les utilisant de la manière la plus efficace possible », explique Arnie Juarez. Certaines différences techniques renforcent également l’aspect pratique de cette combinaison. Le modèle 2060 utilise un système de lubrification minimale (MQL) avec un brouillard d’huile biodégradable diffusé à travers la broche, tandis que le modèle 1540 utilise un système de refroidissement par aspersion. Cela permet à l’entreprise originaire de la Côte Ouest d’optimiser chaque machine en fonction des différentes pièces et conditions d’usinage.

La configuration à double palette présente sur les deux machines garantit un temps de fonctionnement maximal de la broche. « Nous avons une palette dans la machine qui exécute les pièces pendant que les techniciens préparent l’autre palette pour la tâche suivante », explique Arnie Juarez. « Ils chargent les outils dans le changeur d’outils pendant que la machine est en fonctionnement, mettent à jour le programme et remettent immédiatement la machine dans le cycle. » Le changement de palette ne dure que 120 secondes et, grâce au système de commande Siemens 840D Solution Line, les deux machines fonctionnent 24h/24 et 7j/7. Tous les programmes sont validés à l’aide de la simulation Vericut avant d’être transférés à l’atelier.

Une qualité, des délais et des coûts irréprochables

Pour Kelly Kaller, la valeur de l’investissement réalisé dans les machines Starrag réside dans le temps de fonctionnement de la broche, l’efficacité et la compétitivité. « Cette nouvelle machine est très efficace, ce qui nous procure un avantage certain. Elle augmente sensiblement la capacité et les moyens opérationnels de notre atelier », déclare-t-il. Pour Arnie Juarez, l’avantage concurrentiel réside dans la vitesse de fabrication. « Cette machine nous permet de livrer dans les délais tout en garantissant une excellente qualité. De plus, nos clients achètent leurs pièces à un prix très avantageux, car leur usinage est beaucoup plus rapide chez nous que chez nos concurrents. » La fonction auto-calibrage de l’Ecospeed contribue également à l’assurance qualité tout en limitant le recours aux opérateurs. « La nouvelle machine est dotée d’une fonction d’auto-calibrage intégrée, ce qui allège considérablement la tâche et la responsabilité de mes opérateurs. »

De plus, ces machines satisfont pleinement aux dernières spécifications de fabrication dictées par Boeing. « Les nouvelles exigences imposées par Boeing et d’autres clients stipulent que tout doit être réalisé en un seul serrage. Ces machines sont équipées d’une tête à renvoi d’angle à 90°qui est stockée dans le magasin d’outils et chargée automatiquement. Ainsi, la machine peut fonctionner sur 6 axes, ce qui nous permet d’effectuer tous les alésages en même temps sans devoir réaliser d’opérations secondaires », explique Arnie Juarez. «Nous avons ainsi une longueur d’avance, car nous sommes en mesure de livrer dans les délais des pièces qui répondent aux exigences les plus strictes. »

Starrag comptabilise actuellement plus de 850 machines installées sur le marché américain.

Service et assistance : le partenariat fait toute la différence

Pour Arnie Juarez, la qualité du service après-vente a joué un rôle déterminant dans la décision d’achat. Elle demeure d’ailleurs la principale raison pour laquelle Notthoff a de nouveau opté pour Starrag et son centre d’usinage 1540. « Il n’y a rien de pire que d’acheter une machine et de découvrir ensuite que le service après-vente est inexistant », dit-il. « Starrag n’a jamais failli à sa réputation d’excellence. C’est ce qui nous a incités à faire l’acquisition d’une deuxième machine. Ils ont toujours assuré le suivi de leur produit. Ils font preuve d’un grand engagement et sont très réactifs. Ils comprennent parfaitement que lorsque votre machine est en panne, vous perdez de l’argent ; ils réagissent donc immédiatement. » L’infrastructure de service comprend une fonction de diagnostic à distance qui permet aux techniciens de Starrag en Allemagne de se connecter directement à la commande de la machine et d’effectuer un diagnostic en temps réel. Lorsqu’une intervention sur site est nécessaire, les délais de réponse sont rapides. « S’ils ne peuvent pas intervenir à distance, ils envoient un technicien de service qui arrive généralement dans les 24 à 48 heures maximum. Beaucoup de choses peuvent être réglées par téléphone », déclare Arnie Juarez. Starrag comptabilise actuellement plus de 850 machines installées sur le marché américain. Celles-ci sont prises en charge par une équipe d’ingénieurs de service issus de ses usines, stratégiquement réparties à travers le pays. L’entreprise dispose également d’un stock de pièces détachées d’une valeur d’environ 2 millions de dollars US dans son entrepôt de Hebron. Tim Mooney résume cette approche : « Nous sommes un fournisseur de solutions, pas une entreprise qui se contente de livrer une machine et de disparaître. Qu’il s’agisse du service visant à garantir une disponibilité technique de 95 % de la machine ou de l’équipe chargée d’optimiser la programmation des applications afin de garantir la meilleure performance possible pour les opérations d’enlèvement de matière, le personnel joue un rôle essentiel. »

Croissance du secteur de la défense et évolution future

Alors que les dépenses consacrées à la défense aux États-Unis augmentent et que le rythme de développement des principaux programmes s’accélère, la société Notthoff Engineering occupe une position propice à sa croissance. L’entreprise dispose déjà d’un carnet de commandes pour les deux machines et examine actuellement différentes options pour augmenter sa capacité de production. « Nous privilégions une croissance organique », explique Arnie Juarez. « Nous manquons un peu d’espace. Nous possédons quatre bâtiments entièrement occupés par nos équipements. Il va falloir que nous nous débarrassions d’une partie de l’ancien matériel ou que nous investissions dans un autre bâtiment, cette option étant tout à fait envisageable. » Tim Mooney confirme qu’environ 90 % des clients américains de Starrag présents dans le secteur aéronautique concentrent leurs activités dans les applications de défense et que l’Ecospeed satisfait à toutes les spécifications gouvernementales strictes et ce, à titre standard.

Le partenariat qui lie Notthoff et Starrag depuis plus de douze ans illustre parfaitement la philosophie décrite par Tim Mooney : « Lorsque Starrag vend une machine à un donneur d’ordre, il ne s’agit pas seulement de vendre une machine. Il s’agit aussi d’établir une relation et de s’entraider au fil des années. Nous nous engageons sur le long terme. »