Comme l’atteste le principal résultat de l’étude, les glissières hydrostatiques sont imbattables en matière d’amortissement des vibrations. Un domaine dans lequel Starrag a déjà de l’expérience. Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines, se penche sur le passé : « Il y a plus de 15 ans, nous avions déjà des centres d’usinage à guidage hydrostatique. Toutefois, la dynamique de ces machines laissait à désirer, c’est pourquoi nous avons équipé la série STC suivante de guidages à rouleaux. Compte tenu des exigences actuelles des clients et des connaissances acquises, nous avons décidé de changer les choses. » Les développeurs de Starrag ont donc revisité le concept de l’hydrostatique et ont obtenu un résultat impressionnant, comme le confirme Rainer Hungerbühler avec enthousiasme : « Notre nouvelle STC 1250 HD est fantastique. Les premiers essais ont déjà démontré qu’elle définit une toute nouvelle référence en ce qui concerne le taux d’enlèvement de matière lors de l’ébauche. Et même en termes de dynamique, elle a des atouts considérables à faire valoir. »

Aperçu des conditions techniques

Rolando Senn est le principal concepteur en ce qui concerne l’hydrostatique. Il explique les points forts de cette technique : « La caractéristique essentielle des glissières hydrostatiques est le film d’huile permanent entre le chariot et le banc ou la partie de la structure qui est en position debout. Il n’y a donc pas de contact entre les barres de guidage et le chariot se déplace sans aucun frottement. »

Grâce à cette absence de frottement, il n’y a pas d’usure et l’huile amortit les vibrations générées par l’usinage. Les grandes surfaces d’appui assurent en outre une rigidité remarquable. « Nous l’avons encore améliorée en choisissant un système doté de glissières périphériques précontraintes au lieu d’un système statiquement ouvert », explique Rolando Senn.

Afin de pouvoir évaluer ces points forts, il convient d’examiner les principales caractéristiques d’autres systèmes de gestion. Ainsi, les guidages hydrodynamiques ont de nombreuses propriétés similaires à celles des guidages hydrostatiques, mais présentent un inconvénient majeur : les éléments de guidage se touchent à l’arrêt. Le film d’huile de séparation ne se forme que lorsque le mouvement se produit, c’est pourquoi il faut surmonter un frottement statique au démarrage, responsable de l’effet de marche par saccades indésirable. Les guidages à glissement pur présentent également un effet saccadé et sont en outre soumis à un frottement élevé et à une usure correspondante. Si les guidages à galets ne sont pas aussi sujets au frottement et à l’usure, ils sont moins rigides et moins amortissants. De plus, des micro-vibrations se produisent lors du roulage, ce qui peut nuire à la qualité de la surface lors des opérations de finition.

Partant de l’exemple d’un élément de structure typique, une porte à cadre de 80 × 300 × 1 220 mm, Starrag a établi une comparaison avec la STC 1250 existante. La pièce forgée en Ti6Al4V de 37,1 kg avait une surépaisseur de 13 mm par côté et devait être usinée à 5,5 kg. La condition imposée : une surface parfaite pour les murs et les sols minces. La STC 1250 HD hydrostatique a permis de diviser par deux le temps d’ébauche et de réduire le temps d’usinage total de 30 %. Ces valeurs permettent de calculer un autre gain, inattendu au premier abord : la consommation d’énergie réduite lors de l’ébauche. En effet, grâce au temps d’ébauche réduit de moitié, l’utilisateur économise – malgré une puissance absorbée supérieure d’un tiers – la moitié de la puissance d’entraînement nécessaire jusqu’à présent, plus celle de la charge de base, qui se compose de la consommation électrique du système de refroidissement liquide, de l’hydraulique, de la pneumatique, du refroidissement, etc. Au total, la consommation d’énergie de cet élément de construction est réduite de 33 %.

Autre point positif : l’entretien minimal

En raison de l’absence de frottement, les glissières de guidage du système hydrostatique ne s’usent pas, alors qu’elles doivent être remplacées à grands frais tous les cinq à dix ans dans le cas des guidages à rouleaux. En outre, l’ensemble du système hydraulique est extrêmement facile à entretenir. Voici un bref aperçu de la technique de montage sur paliers hydrostatiques.

Sur la STC 1250 HD de Starrag, le groupe hydrostatique fournit activement l’huile à une pression de 80 bars dans les poches de pression des plaques de guidage. Une pression dynamique s’établit alors entre le banc et le chariot, créant un espace de 0,02 à 0,03 mm rempli d’huile. L’huile qui s’écoule en permanence sur le bord de guidage retourne le long du banc dans un récipient collecteur.

Une autre pompe le renvoie dans le groupe hydrostatique via un filtre inverseur.

Starrag évite de manière simple le mélange indésirable de l’huile hydrostatique avec d’autres huiles. Rolando Senn explique : « Nous utilisons également l’huile hydrostatique pour la lubrification de la table tournante et d’autres paliers. Même si de petites quantités d’huile étaient perdues sur ces composants, elles finiraient dans le réservoir hydrostatique, où elles ne causeraient aucun dommage. Au contraire. Si, au fil du temps, la quantité augmente légèrement, il est possible de vidanger un peu d’huile et d’éliminer ainsi les impuretés collectées au niveau du bouchon de vidange. »

Afin de prévenir les mesures de service et de maintenance et de garantir des processus sûrs, Starrag protège doublement les rails de guidage et le circuit hydrostatique associé contre la saleté, l’eau et les copeaux, grâce à l’utilisation de protecteurs télescopiques en acier et d’un soufflet situé en dessous.

Starrag a également prévu le pire des cas, soit un crash, et a défini un premier point d’usure. Les poches de pression installées dans les glissières sont fabriquées dans un matériau nettement plus souple que le banc de la machine et peuvent donc absorber la majeure partie de l’énergie. Comme ces poches peuvent être facilement remplacées, les dégâts sont limités en cas de petit accident.