Les systèmes de fabrication flexibles sont très prisés dans le monde entier. L’industrie aéronautique et le secteur de l’énergie en particulier bénéficient des avantages qualitatifs et économiques qu’offre cette production en série automatisée. Fournisseur haut de gamme de systèmes particulièrement ambitieux, Starrag conçoit et livre depuis plus de 20 ans des FFS pour la fabrication de composants de turbine et d’éléments de structure destinés aux avions. À ce jour, 60 installations multi-machines, qui ont apporté une précieuse et riche expérience technologique, ont été mises sur pied.

Markus Ess, directeur du département de développement sur le site Starrag de Rorschacherberg, explique : « Outre nos compétences clés dans le domaine des machines-outils, des outils, des dispositifs et des systèmes FAO, nous possédons un grand savoir-faire en matière de projets clés en main. Dans le FFS, nous complétons notre technique d’usinage par des composants d’automatisation et tous les autres composants nécessaires pour que nous fournissions à notre client un système de production sécurisé et complet. »

« Le FFS doit être en quelque sorte un système de boîte noire, dans lequel l’opérateur se contente de remplir au début un magasin avec des pièces brutes, et à la fin il en retire des aubes de turbine prêtes à l’emploi. », détaille Markus Ess. « Le dimensionnement de l’ensemble des processus a été un défi de taille. Quelle séquence d’opérations est pertinente ? Comment peut se dérouler la manipulation ? »

Pour ne pas avoir à arrêter l’ensemble de l’installation, par exemple en cas de travaux de maintenance, l’équipe de développement de Markus Ess a divisé l’installation en deux zones redondantes, presque identiques. Elles contiennent chacune une zone de paramétrage, un robot pour la manipulation monté sur un portique de 20 mètres de long, une installation de lavage, un robot de polissage, un appareil de mesure de coordonnées et une installation de marquage. La tâche centrale de l’usinage est partagée entre sept centres d’usinage Starrag LX 021 au total, qui sont installés quatre d’un côté et trois de l’autre.

Les centres Starrag gèrent l’usinage complet hybride

L’étape suivante consiste en l’usinage des pièces brutes forgées en Inconel ou en titane. De plus, outre le fraisage sur cinq axes de la pale d’aube, le tournage de deux épaulements d’arbre est nécessaire, car ils permettent l’ajustement de l’aube lors de sa future utilisation. « Pour cet usinage complet hybride, notre LX 021 est tout indiqué. Il s’agit d’un centre d’usinage, axé sur les petits composants, principalement pour les aubes des groupes motopropulseurs dans l’aéronautique », explique Markus Ess.

La série LX Starrag a été spécialement conçue pour l’usinage simultané 5 axes efficace et très précis d’aubes de turbine. Le plus petit des centres d’usinage est le LX 021, « qui peut également tourner raisonnablement comme première machine à usiner les aubes », souligne le directeur du département de développement. « En outre, il est équipé d’un axe circulaire à rotation rapide, qui atteint une vitesse de rotation de 4 000 tr/min maximum. C’est indispensable pour l’usinage complet des petites aubes avec épaulements d’arbre d’environ 10 mm ». En qui concerne le fraisage, le LX 021 atteint la haute précision exigée au niveau de la pale d’aube préformée. Les machines haute qualité ne sont pas les seules responsables de cette précision, car elle repose aussi sur l’efficacité du processus d’usinage.

Le logiciel de FAO développé par Starrag intervient autant pour générer le programme de fraisage, que les outils de fraisage en carbure qui garantissent un enlèvement des copeaux optimisé.

En raison du nombre de pièces à produire chaque année, les développeurs Starrag ont calculé que sept centres d’usinage LX 021 devaient être intégrés dans le FFS. Ils sont tous équipés de façon identique et peuvent accomplir les mêmes tâches.