Grâce au Cetim, plusieurs PME se partagent une fraiseuse usinage grande vitesse 5 axes. La nouvelle plate-forme est implantée à Oyonnax (Ain) chez un mouliste.

Comment les PME et PMI françaises spécialisées dans l’outillage peuvent-elles résister à la pression des outilleurs «low cost» qui se développent dans les pays émergents, notamment à l’Est et en Chine ? Réponse : en étant technologiquement plus performantes, estime-t-on au Centre technique des industries mécaniques (Cetim). À partir de cette idée, le centre technique a initié le partage de cellules d’usinage dernier cri en relation avec les professionnels de l’outillage, ceux du moule, de la forge, de la déformation à froid des tôles et de la mécanique industrielle. L’enjeu est de taille, car il concerne des PME françaises qui n’ont pas atteint une taille critique pour se permettre d’investir dans une telle technologie.
Lancé en septembre 2006 pour une durée de 18 mois, le projet d’UGV 5 axes partagé a été mené en association avec l’éditeur de logiciels de CFAO (Conception et fabrication assistées par ordinateur) Sescoi et le constructeur de machines-outils Fidia. Une fraiseuse UGV 5 axes est donc désormais partagée entre plusieurs PME, qui n’auraient pas été en mesure à elles seules de s’en équiper pour des raisons de coûts. Mais pourquoi l’UGV est-il si difficile à appréhender ? Outre l’aspect purement financier, on considère, par analogie, que l’écart technologique entre la conduite du fraisage traditionnel et celle du fraisage UGV est comparable à l’écart existant entre une voiture ordinaire et une Formule un. Avec l’UGV, tout doit être anticipé dans le moindre détail. En résumé, la pièce à usiner est montée sur la machine alimentée en outils et programmes de fabrication. Une fois qu’elle est lancée, toutes les trajectoires d’outils et fonctions de la machine sont pilotées automatiquement par la commande numérique sans intervention de l’opérateur. Ce dernier n’intervient plus jusqu’à la fin du cycle, d’où la nécessité absolue d’une simulation à partir d’une station de travail FAO.

Compétitivité
«L’investissement dans une telle machine se révèle indispensable afin d’assurer la rentabilité des usinages complexes, notamment celui des surfaces gauches et des surfaces complexes», commente Jacky Capra, directeur général de SVO Moules, l’un des partenaires. «Mode d’usinage ultraperformant, l’UGV 5 axes offre de nombreux avantages pour augmenter la compétitivité d’une PME. En effet, les machines UGV neutralisent certaines impossibilités de fabrication et renforcent les gains de productivité en usinant des pièces qui n’auraient jamais pu l’être auparavant», insiste de son côté Georges Pernoud, chez qui a été installée la machine. En effet, les fraiseuses cinq axes permettent d’orienter l’outil suivant les normales aux surfaces à usiner. Cette orientation évite les collisions entre outils, porte-outils et pièces tout en facilitant le fraisage des contre-dépouilles. Cependant, pourexploiter correctement cette nouvelle technologie, l’utilisateur doit bénéficier d’un environnement de travail parfaitement adapté. Outre les capacités d’usinage de la machine et l’utilisation d’outils et de porte-outils de très haute qualité, le logiciel de programmation FAO cinq axes est une pierre angulaire du dispositif, car la complexité des trajectoires cinq axes est impossible à réaliser sans cet auxiliaire. C’est lui qui apporte facilité et efficacité dans la création des trajectoires en 3D. Sur des géométries complexes, certaines zones peuvent rester inaccessibles avec un usinage standard. Par ailleurs, l’inclinaison de l’outil permet d’usiner la surface souhaitée en limitant les positionnements. Pour les moulistes qui doivent concilier pièces complexes et coûts attractifs, l’intérêt du cinq axes n’est plus à démontrer. Certaines impossibilités liées aux contre-dépouilles sont levées et la majorité des pièces peuvent être usinées d’un seul coup, tout en améliorant la qualité des états de surface et l’augmentation de la durée de vie des outils. La machine, une fraiseuse Fidia G996RT, associe forte capacité d’ébauche et degré de précision élevé en finition de manière à produire une pièce terminée en un seul montage. Afin de garantir la précision, moteurs d’axes et électrobroches sont contrôlés et refroidis par un système centralisé. Capable d’usiner des blocs pesant jusqu’à 600 kg dans un encombrement cylindrique de 800 mm de diamètre et 500 mm de haut, les axes linéaires autorisent des déplacements à 45 m/min avec des accélérations de 10 m/S2.

Des heures d’usinage à louer
L’électrobroche, d’une puissance de 30 kW, affiche un couple de 105 Nm pour une vitesse de rotation maximale de 24 000 tr/min. Pour gérer l’usinage 5 axes à grande vitesse, on utilise un logiciel spécialisé en CFAO – WorkNC de la société Sescoi –, à partir duquel on crée un fichier de parcours de l’outil que l’on transmet à la commande numérique. Ce procédé permet de programmer tous les types de travaux en temps masqué, y compris les opérations particulières telles que le perçage et le taraudage. Si le Cetim s’est chargé de l’organisation, de l’encadrement, de la gestion et du pilotage de la cellule, deux moulistes, Georges Pernoud et SVO, participent directement au projet. Comme la plate-forme d’essai est implantée à Oyonnax, les partenaires impliqués évaluent l’intérêt sur un plan technique et économique en produisant directement leurs pièces et leurs outillages. À tour de rôle, ils sont à même de valider concrètement une démarche de développement et d’industrialisation. Grâce à cette plate-forme, deux moulistes ont appris à maîtriser en moins de trois mois la programmation et la fabrication «à grande vitesse» de nouveaux outillages à forte valeur ajoutée. Ce succès démystifie l’UGV, qui n’est jamais facile à aborder pour une petite structure industrielle. Il incite les entreprises à s’équiper de leur propre machine de manière à mieux s’armer pour affronter les nouveaux marchés de leurs secteurs respectifs tout en freinant les risques de délocalisation.
En effet, cette nouvelle technologie supprime pratiquement les finitions manuelles. Elle permet de réaliser des formes complexes de meilleure qualité, en réduisant de façon significative les temps d’usinage. Pour Stéphane Guérin, le responsable de la plate-forme stéphanoise, «les réactions des industriels de l’outillage sont favorables et importantes, car elles confirment le bien-fondé de la cellule pilote. Cette plate-forme collective leur permet de s’affranchir des problèmes de coûts, puisqu’elles louent les heures d’UGV en fonction de leurs besoins, ce qui les autorise à usiner à grande vitesse même pour des petites charges de travail».

Jean Guilhem