MAPAL a mis en service un système unique de trempe au laser dans la fabrication, qui remplacera progressivement toutes les tâches qui étaient auparavant effectuées dans un bain de sel dans l'atelier de trempe. Ce système présente non seulement des avantages en termes de qualité, mais il protège également la santé des employés et l'environnement.

Les différents processus de trempe peuvent rendre les différents matériaux des pièces plus durs et donc plus résistants. Chez MAPAL, différents raccords d'outils sont notamment trempés. Ces pièces liées à la sécurité sont exposées à des forces importantes. La trempe garantit que le raccord d'outil a une longue durée de vie malgré ces forces et malgré les multiples insertions et remplacements, et qu'il est fiable dans l'exécution de son service.

Jusqu'à présent, les raccords d'outils en acier trempé de MAPAL ont surtout été trempés dans un bain de sel - le procédé habituel. Cependant, il n'est pas possible de déterminer au µm près la quantité de matériau trempé dans la pièce. Cela peut entraîner des problèmes de qualité ou des difficultés dans le traitement ultérieur des connexions. C'est la raison pour laquelle des contrôles de qualité complets ont été imposés après la trempe.

Le laser durcit les zones de connexion requises à 1 100° C - sans ajustement majeur ni effort de serrage ©MAPAL

Risque pour la santé et consommation élevée de gaz

D'autres inconvénients de la trempe dans le sel fondu sont évidents. Les fours avec le sel fondu exposé sont une source de risque et de danger pour la santé des employés. Une concentration maximale dans des conditions difficiles est indispensable dans l'atelier de trempe pour ne pas se mettre en danger ou mettre en danger les autres. Les sels doivent être éliminés à grands frais et une énorme quantité d'énergie sous forme de gaz est consommée pour maintenir la température.

Collaboration en matière de recherche sur la trempe au laser des connexions

La trempe au laser est une alternative au bain de sel. Les experts de MAPAL ont transformé une machine existante pour durcir des raccords à l'aide d'un laser. La machine avait été conçue à l'origine pour le soudage par dépôt au laser. Toutefois, il n'était pas certain à l'époque que le processus serait suffisamment robuste pour les raccords. Pour le vérifier, MAPAL a mené des recherches en collaboration avec le laboratoire de machines-outils (WZL) de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle. Ensemble, ils ont étudié la résistance à la torsion, c'est-à-dire la résistance à la torsion d'une connexion durcie au laser. Les résultats ont été positifs. Le durcissement au laser est en mesure de remplacer le bain de sel en ce qui concerne les connexions.

Depuis environ deux ans, MAPAL utilise la machine convertie pour durcir toutes les connexions avec le système de modules propre à MAPAL. Le laser de la machine chauffe l'acier trempé à un degré tel que lorsqu'il refroidit, les mêmes changements structurels se produisent que dans le bain de sel et la connexion est durcie en conséquence. Ce processus est possible parce que l'acier trempé est un acier dit auto-trempant. Cela signifie que l'acier trempé aspire très rapidement la chaleur générée par le laser et qu'il se refroidit très rapidement - en d'autres termes, il se trempe lui-même. Ce n'est qu'à ce moment-là que les changements structurels cruciaux ont lieu. Cependant, ce processus est très compliqué et trop exigeant pour le durcissement de pièces en série. MAPAL s'est mis en quête d'une solution et a trouvé le partenaire idéal en la personne du fabricant de machines EMAG.

En collaboration avec le fabricant de machines EMAG, MAPAL a développé une solution pour le durcissement en série des raccords d'outils à l'aide d'un laser ©MAPAL

Une première mondiale

Ensemble, les experts des deux entreprises ont développé une machine qui durcit le cône de la tige creuse à l'intérieur et à l'extérieur par laser - sans beaucoup d'efforts de réglage et de serrage. Après beaucoup de travail et deux ans de mise au point, la machine était prête - la seule au monde à ce jour qui durcit les raccords d'outils au moyen d'un laser. Elle se trouve dans l'usine de fabrication de MAPAL à Aalen.

Actuellement, toutes les connexions actuelles sont progressivement converties au nouveau processus. D'ici la fin de l'année, tous les raccords et toutes les tailles seront trempés sur la machine. Le bain de sel de l'atelier de trempe sera alors abandonné, de même que l'environnement de travail défavorable et tous les dangers qui en découlent.

Avantages, avantages, avantages

L'appareil n'est donc pas seulement un avantage pour la santé des employés, mais aussi pour la qualité des raccords. En effet, le laser est beaucoup plus précis que le bain de sel en ce qui concerne la trempe. Tous les processus en amont et en aval en profitent. Ainsi, les déformations du matériau sont nettement moins nombreuses. Le moment exact où la procédure de trempe est intégrée au processus n'est plus déterminant. Il est en effet de plus en plus difficile de trouver des employés désireux de travailler dans l'atelier de trempe ou d'assurer les postes du soir ou de la nuit. Si, pour l'instant, les pièces sont encore introduites à la main dans la machine, cette opération sera bientôt effectuée par un robot. Le processus pourra alors être automatisé autant que possible, en particulier pendant les heures de travail du soir et de la nuit.

Outre les avantages déjà mentionnés, la machine présente également un avantage mesurable en termes de durabilité. La machine EMAG permet d'économiser davantage à long terme si l'on compare les 420 000 kilowattheures de gaz consommés par le sel fondu aux 60 000 kilowattheures d'électricité consommés par an lors de la trempe au laser. Tout bien considéré, la machine apporte donc une contribution considérable à l'amélioration de la santé, de la durabilité et de la qualité.

La méthode de trempe classique ne sera bientôt plus qu'un souvenir pour MAPAL ©MAPAL