Le module mobileBlock Ultrasonic dévoilé par DMG Mori au salon JEC Europe 2014 révolution l’usinage des composites en permettant une utilisation mobile.
Usinage par ultrasons. (photo DMG)
Le numéro un mondial de la machine-outil est un habitué des premières mondiales dans l’usinage des métaux. Cette fois-ci cependant, il s’agit d’une innovation dans le domaine de l’usinage des composites. Concoctée dans son Centre d’excellence pour les applications aérospatiales de l’entreprise situé dans son fief à Pfronten, le module mobileBlock Ultrasonic a été un des points forts du salon JEC Europe 2014. Un équipement qui offre tous les avantages des machines Ultrasonic fabriquées depuis une quinzaine d’années par la filiale Sauer de DMG Mori et dont 600 exemplaires font leurs preuves au monde. Le constructeur a profité de JEC Europe 2014 pour organiser dans son somptueux centre technique de Roissy en France (95) un séminaire sur l’usinage des composites avec les machines Ultrasonic. Utilisées dans un bon nombre de domaines comme l’optique, l’horlogerie et la mécanique de précision, le médical, l’aéronautique, etc., ces machines sont adaptées à l’usinage de géométries complexes.
L'usinage par ultrasons intéresse de nombreux secteurs. (Document DMG)
Le principe du système est ingénieux. A la rotation traditionnelle de l’outil se superposent des oscillations axiales (avec une fréquence de 20 à 50 kHz) transmises à l’outil par l’actionneur Ultrasonic fixé sur l’attachement HSK. Un système qui s’intègre sans peine dans quasiment tous les centres de fraisage 5 axes de DMG Mori, permettant ainsi d’allier l’usinage par ultrasons au fraisage à grande vitesse. La broche d’usinage peut développer une vitesse maximum de 35 000 tr/min. «
La superposition cinématique de la rotation de l’outil et d’oscillations permet d’usiner économiquement et avec une très grande qualité des matériaux difficiles à usiner avec les méthodes traditionnelles », explique Florian Feucht, responsable du développement Composites chez Sauer.
Le chargement de l’attachement d’outil HSK permet de transmettre la fréquence ULTRASONIC par induction, de l’émetteur fixé sur le nez de broche à la bobine en rotation sur l’attachement HSK. (Photo DMG)
Les avantages de cette approche sont nombreux. Les efforts de poussée faibles (elles sont réduites de 40% par rapport aux méthodes traditionnelles d’usinage) et le doublement de l’avance sont adaptés à l’usinage des parois minces et améliorent la durée de vie des outils. Les microfissures dans les matériaux usinés sont réduites et les débits d’usinage sont supérieurs à ceux obtenus dans l’usinage conventionnel. Cerise sur le gâteau, l’outil s’auto-affûte pendant l’opération de fabrication. Quant aux états de surface obtenus, ils sont inférieurs à 0,1 µm. La gamme comporte plusieurs machines adaptées à l’usinage des composites, comme l’Ultrasonic 85, 260 et 360, des solutions qui peuvent être choisies en fonction de la dimension des pièces. Elles assurent des opérations de perçage et de fraisage des pièces polymères (CFRP/GFRP/AFRP) dans une production en série et sans effets de délaminage. Même avantages dans le cas des opérations de réparation ou de remodelage de la pièce. L’équipement comporte un dispositif de traitement plasma des surfaces ainsi qu’un scanner laser pour le contrôle des pièces usinées. Voir un dispositif d’aspiration de poussières, indispensable dans l’usinage des composites. L’opérateur dispose également d’un logiciel FAO (fabrication assistée par ordinateur) intégré dans la commande numérique et des fonctions adaptatives.
Tout en un usinage par ultrasons et fraisage 5 axes. (Photo DMG MORI)
Résultat ? «
Une machine comme l’Ultrasonic 260 est quatre fois plus efficace qu’une fraiseuse classique », répond Florian Feucht. Bien sûr, l’utilisateur doit choisir des outils de coupe dont la géométrie et le revêtement sont adaptées à l’usinage des matériaux aussi difficiles que les composites dont la structure n’est pas homogène.
MobileBlock Ultrasonic exposé à JEC. (Photo MS)(Photo DMG MORI)
Et maintenant DMG Mori ajoute une 4 ème dimension à cet équipement : la mobilité.
«
Basé sur la machine Ultrasonic, le module dévoilé au salon JEC Europe 2014 peut être déplacé dans l’atelier », explique le spécialiste de DMG Mori. Ce qui facilite les opérations de maintenance très précises sur place : c’est l’équipement qui va là où se trouve la pièce à usiner. Une aubaine dans le cas de la réparation du fuselage d’un avion, par exemple. Il faut cependant trouver un moyen pour déplacer cet équipement original qui pèse 90 kg et a une capacité d’usinage de 400 x 400 mm. Avis donc aux amateurs…
