The true magnitude of XXL

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La véritable grandeur XXLCe qui caractérise la construction moderne de grandes machines

La presse adore les classements: les plus grands navires de croi- sière du monde, les voitures de sport les plus rapides, les gratte-ciel les plus hauts. Même lorsqu'il s'agit de smartphones ou de machines à café, il est aujourd'hui rare qu'un produit soit présenté sans être classé quelque part dans un palmarès.

La presse spécialisée n’échappe pas non plus à cette tendance. Il y a quelques semaines, un magazine réputé spécialisé dans la construction de machines a publié un dossier consacré aux plus grandes fraiseuses du monde. Parmi les nommées : la Droop+Rein FOGS HD de Starrag, qui a décroché une excellente deuxième place. Mais la grandeur ne se mesure pas uniquement en mètres, en tonnes ou en kilowatts : en réalité, c’est bien plus complexe que cela. Chez Starrag, XXL ne se réfère pas aux dimensions d’une machine, mais à la diversité des tâches qu’elle permet d’accomplir.

Du spécialiste des aubes de turbine au fournisseur de systèmes XXL

C’est en 1956 que l’entreprise a véritablement fait son entrée dans le monde des pièces de grande taille : avec des machines destinées à l’usinage d’aubes de turbine, Starrag s’est lancée dans les secteurs de l’énergie, de l’aéronautique et de l’aérospatiale, où une précision maximale va de pair avec des pièces toujours plus grandes. L’expansion ciblée du groupe a finalement ouvert la voie au portefeuille actuel. L’intégration de spécialistes tels que Dörries, Droop+Rein et Berthiez a permis d’élargir progressivement la gamme. Starrag a regroupé ces compétences au sein de la division Large Parts Machining Systems (LPMS), qui combine le fraisage, le tournage et la rectification de pièces de grandes dimensions.

Des trains d’atterrissage pour des atterrissages en toute sécurité

Dans le secteur aéronautique, Starrag fait preuve d’une expertise XXL non seulement pour les pièces de très grande taille, mais aussi pour les composants essentiels à la sécurité, dont la fabrication exige une fiabilité et une précision irréprochables. Il s’agit notamment des composants du train d’atterrissage, qui sont les éléments les plus sollicités d’un avion de ligne. À chaque atterrissage, ils doivent supporter en toute sécurité la masse totale de l’appareil tout en résistant à des chocs extrêmes, à des forces latérales et à des changements de direction. Les exigences en termes de matériaux, de géométrie et de qualité de fabrication sont donc très élevées. Les nouveaux châssis sont fabriqués à partir d’alliages de titane ou d’acier à haute résistance ; à l’avenir, ils pourraient également être fabriqués à partir d’aciers inoxydables difficiles à usiner. Les pièces types sont des ébauches dont plus de 80 % de la matière doit être enlevée par usinage, avec des stratégies d’usinage au micromètre près. L’usinage peut compter jusqu’à 40 étapes et comprend des contours extérieurs complexes, des perçages multiples à tolérances serrées ainsi que des traitements thermiques en aval. La géométrie des composants représente un défi particulier. Dès lors que les caractéristiques d’usinage dépassent le corps de base cylindrique, le tournage seul ne suffit plus. Les centres d’usinage Droop+Rein-FOGS se chargent alors de l’usinage complet en une seule opération. Grâce à leur grande rigidité, les machines permettent de fabriquer même des carters de train d’atterrissage critiques pour la sécurité, de manière économique et avec une précision maximale. Les solutions de Starrag remportent un franc succès les équipementiers aéronautiques du monde entier utilisent déjà une soixantaine de centres d’usinage Droop+Rein spécialement conçus pour la fabrication de trains d’atterrissage d’avions. Ils illustrent parfaitement que le XXL ne se mesure pas uniquement en mètres ou en tonnes, mais aussi en termes de précision, de fiabilité des processus et de capacité à usiner de manière fiable des composants extrêmement complexes.

Starrag Technology Talk - When the turning diameter grows and grows

Quand les machines sont elles-mêmes XXL

Dans le secteur de l’éolien également, le bon équilibre entre la taille, la précision et la productivité est crucial. Là, non seulement les pièces à usiner sont gigantesques, mais les machines-outils le sont tout autant. Au sein d’un réseau de production, un centre d’usinage de grande capacité Droop+Rein et un tour vertical Dörries usinent des carters de rotor et des disques de frein destinés à des éoliennes offshore de la classe des 14 à 15 mégawatts. Ces deux machines pèsent environ 870 tonnes, ce qui correspond à peu près au poids de 140 éléphants mâles adultes. Ces composants atteignent déjà un diamètre d’environ neuf mètres et sont fabriqués avec une précision de ± 0,1 millimètre. Le tour vertical Dörries utilisé est même conçu pour des pièces dont le diamètre de rotation peut atteindre 15 mètres. On dispose ainsi de capacités de production déjà adaptées à la prochaine génération d’éoliennes offshore, encore plus performantes.

Une précision au micromètre près

L’usinage de pièces de grande taille ne s’arrête toutefois pas au fraisage ou au tournage. Ce n’est qu’au stade de la finition qu’elles acquièrent leur précision définitive. Pour cela, on utilise des rectifieuses verticales à rotation de Dörries et des rectifieuses verticales de Berthiez. Les machines Berthiez usinent par exemple des paliers principaux dont le diamètre des pièces peut atteindre 4 700 millimètres, en combinant le tournage et la rectification en une seule opération. Le délai de traitement passe ainsi de trois à quatre jours à seulement quatre à cinq heures. Les machines Dörries, quant à elles, ont été spécifiquement perfectionnées pour l’usinage de bagues de roulements de taille toujours plus grande. Elles disposent notamment d’un portique agrandi offrant des possibilités d’extension pour des mandrins pouvant atteindre 7 000 millimètres de diamètre, d’un support de tournage/perçage entièrement repensé ainsi que d’une broche de perçage HSK-100A intégrée. Elles sont ainsi prêtes à usiner à l’avenir des bagues de roulements encore plus grandes.

Pas à pas vers les sommets

Les téléphériques et télécabines modernes montrent que le XXL a également sa place dans la construction de remontées mécaniques. Pour la fabrication de poulies motrices et de renvoi, une entreprise réputée du secteur utilise une machine Droop+Rein FOGS D40 de 135 tonnes, dotée d’un espace de travail de 20 000 × 9 400 × 6 900 millimètres.Elle usine des segments pouvant atteindre 13 mètres de long destinés aux poulies des grandes remontées mécaniques. Un exemple spectaculaire est celui des deux poulies à câble de neuf mètres de diamètre d’une station vallonnée moderne.

Malgré leur taille, les segments doivent être usinés en une seule opération avec une précision de seulement 20 à 25 micromètres. La grande rigidité de la machine joue ici un rôle déterminant. Elle garantit une précision maximale, même pour des pièces de ces dimensions ; une condition indispensable au fonctionnement sûr et fiable des remontées mécaniques modernes.

Parfois, la pièce à usiner nécessite une nouvelle machine

Il arrive parfois que les exigences soient si spécifiques que les concepts de machines existants atteignent leurs limites. Cela s’applique, par exemple, à la fabrication d’outils et de moules, où les utilisateurs doivent ébaucher des outils de presse lourds avec un fort débit d’enlèvement de matière, puis réaliser la finition avec une qualité de surface et une précision dimensionnelle maximales. Pour répondre à ce besoin, le Droop+Rein FOGS HD a été développé comme un nouveau concept de portique de grande hauteur qui combine les avantages d’une machine à portique classique avec la dynamique d’une machine à portique. Avec des courses de 15 000 × 5 000 × 2 000 millimètres, un couple pouvant atteindre 7 500 Nm et des zones de travail séparées, il est possible d’usiner plusieurs pièces en parallèle et de les préparer simultanément. Cette machine effectue ainsi la finition environ 20 à 30 % plus rapidement que les machines à portique classiques et convient aussi bien à l’ébauche à fort débit d’enlèvement de matière qu’à la finition de haute précision. Grâce à une mesure volumétrique, à la climatisation et à un système de compensation volumétrique, ce concept de machine atteint des précisions comprises entre 15 et 20 micromètres. Le domaine de la fabrication d’outils et de moules le montre également : XXL ne signifie pas seulement de grandes dimensions, mais surtout la capacité à mener à bien les tâches de fabrication les plus diverses avec un maximum de précision et de productivité. Cet exemple montre justement que, pour Starrag, XXL ne désigne pas nécessairement la plus grande machine, mais avant tout une solution adaptée à toute tâche. En s’inspirant librement du slogan de Starrag, on pourrait donc dire : « Engineering XXL – precisely what you value. » Ou, en français : ce n’est pas la taille d’une machine qui compte, mais la précision avec laquelle elle apporte la valeur ajoutée dont le client a réellement besoin.