One-hit savings on oil & gas valves and fluid ends

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Quand un seul centre d’usinage remplace trois machines

Le problème semble insoluble : L’industrie pétrolière et gazière a besoin de vannes, de pompes et d’autres machines disponibles à la demande, rentables, qui fonctionnent pendant des décennies sans défaillance, fabriquées dans des matériaux très résistants et qui offrent une qualité de traitement extrêmement élevée. Pourtant, cet équilibre entre faibles coûts de fabrication et exigences élevées a été atteint par Starrag avec les caractéristiques exemplaires de son nouveau centre d’usinage horizontal Heckert DBF 1000.

« Qu’il s’agisse d’une solution autonome ou hautement automatisée, la série DBF offre le meilleur débit avec une finition de surface supérieure et une excellente précision ».

Doug Henderson, vice-président des ventes chez Starrag US

Starrag s’est fait un nom parmi les fournisseurs de l’industrie pétrolière et gazière avec un concept de machine qui se distingue par plusieurs particularités : Il s’agit du centre d’usinage horizontal Heckert DBF, disponible en version 5 et 6 axes. Les trois lettres se réfèrent (en allemand) à l’élément-clé de la machine, la tête DBF de tournage, perçage et fraisage intégrée : elle permet de tourner, percer et fraiser des pièces non symétriques en rotation en un seul serrage et avec une seule prise d’outil. Outre la version standard à cinq axes, il existe également une version pour l’usinage de six axes sans interpolation d’axes, avec une table tournante NC qui facilite le serrage.

La puissance de l’axe U : Travail et finition de haute précision

Le secret du succès de la série est la tête DBF, qui se compose d’une plaque frontale avec broche de travail intégrée et d’un chariot radial CNC. L’outil rotatif peut être réglé radialement de 70 mm. L’axe NC du chariot radial permet le tournage extérieur, intérieur et de surfaçage ainsi que le tournage conique et de contour ; c’est là qu’intervient l’axe U intégré, parfaitement adapté à ce type d’usinage (vitesse de rotation : 1 200 tr/min-1, puissance continue : 45 kW, couple continu : 1 700 Nm). Pour le fraisage et le perçage, la broche de travail est disposée dans la position centrale de l’axe U, avec une vitesse de rotation maximale de 3 500 tr/min-1. En outre, la série offre une course étendue de l’axe Z ; par exemple pour rainurer des connexions hydrauliques dans des groupes hydrauliques.

Haute précision de 5 à 6 microns

La série DBF est également impressionnante en termes de polyvalence et de précision : Les fonctions polyvalentes des cinq ou six axes permettent un usinage flexible des pièces de tous les côtés (à l’exception de la surface de serrage) et aussi bien depuis l’intérieur que depuis l’extérieur. La précision de concentricité axiale de seulement 5 à 6 microns garantit des tolérances et des valeurs de concentricité uniformes, indépendamment de la taille et de la complexité de l’usinage.

Temps d’usinage réduit de 95 %

La possibilité de serrer les pièces individuellement pour le fraisage, le perçage et le tournage constitue un avantage particulier. Grâce à cette spécialité, les temps d’usinage de vannes pour fluides, des vannes à passage direct, des pointes de forage et des corps de pompe par exemple, ont été considérablement réduits : Dans un cas, le temps d’usinage des vannes de réglage a même été réduit de 20 heures à seulement 4,5 heures. En d’autres termes : les temps de cycle ont été réduits de 77 % et le temps d’usinage global de 95 %.

Usinage très efficace des extrémités fluides

Le nouveau centre d’usinage Heckert DBF 1000 est particulièrement adapté à l’usinage très efficace de boîtiers jusqu’à 4 000 kg, y compris pour des vannes pour fluides, grâce à un accumulateur linéaire supplémentaire à six palettes et un magasin à outils de 320 places. Un outil d’un diamètre de 125 mm effectue le surfaçage en mode continu avec une avance de 5 000 mm/min. Viennent ensuite le fraisage d’encoches (diamètre de l’outil : 50 mm), le perçage plein (70 mm), le tournage (89 mm) et le tournage extérieur (300 mm).

Les vannes des blocs lourds en acier inoxydable, conçus pour une durée de vie moyenne de 2 000 à 3 000 heures, constituent une exigence particulière. Le processus d’usinage complet est donc complexe : Avec un modèle DBF, un fabricant a réussi à réduire l’ensemble du processus d’usinage de 50 à 32 heures, ce qui correspond à un gain de temps de 36 %. Il s’agit d’un gain de productivité que les utilisateurs peuvent réaliser même avec des tâches d’usinage très difficiles, comme les alésages sphériques.

Des prises d’outil standardisées facilitent la vie quotidienne

« Contrairement à d’autres machines qui offrent une tête de surfaçage via un changeur d’outils, par exemple, la broche DBF intégrée utilise des prises d’outil standardisées telles que HSK 100 et Capto », explique Doug Henderson, vice-président des ventes chez Starrag US, en référence aux normes industrielles courantes. Les propriétaires d’une tête DBF peuvent donc acheter des prises d’outil standard pour couvrir facilement toutes les tailles jusqu’à 500 mm. Le serrage habituel d’une tête de surfaçage supplémentaire tous les 70 mm appartient désormais au passé. Les résultats sont étonnants : la pointe de l’outil se trouve plus près des roulements de broche grâce à l’axe U intégré. « Il en résulte une plus grande rigidité à l’extrémité de l’outil et un usinage plus précis », explique M. Henderson. « De plus, la broche DBF intégrée fournit le couple et la force nécessaires pour maximiser efficacement le processus d’usinage. »

Le centre d’usinage DBF remplace deux machines d’ébauche et trois machines definition

« Et, bien sûr, le processus tout-en-un élimine le besoin et le coût de machines d’ébauche et de finition séparées », ajoute-t-il. « Une fois, un seul centre d’usinage DBF a même remplacé deux machines d’ébauche 4 axes et trois machines de finition 4 axes. » Un autre avantage du DBF est que le temps nécessaire est réduit. De plus, le processus d’usinage complet est beaucoup plus précis car il n’est pas nécessaire de changer le serrage lors du changement de machine et de processus, ce qui entraîne des imprécisions. Pour Doug Henderson, tout cela est un parfait exemple de la mise en œuvre réussie de l'affirmation de Starrag « Engineering precisely what you value ».

Solutions industrielles 4.0 avec Starrag IPS

Sous cette devise, Starrag assure également l’automatisation et la numérisation du système modulaire en interaction avec la série DBF : Starrag développe des systèmes entièrement automatisés avec des systèmes linéaires de palettes intégrés et des routines logicielles pour des cellules d’usinage haute performance avec une utilisation élevée (jusqu’à 95 %). Il en résulte des processus hautement automatisés qui nécessitent très peu d’intervention de l’opérateur. Pour les solutions industrielles 4.0 de ce type, le support du Starrag IPS (Integrated Production System) développé en interne est un choix évident. Doug Henderson résume un grand nombre de projets DBF : « Qu’il s’agisse d’une solution autonome ou hautement automatisée, la série DBF offre le meilleur débit avec une finition de surface supérieure et une excellente précision ».