Publicité

L’usinage aéronautique à la croisée des chemins

12.06.2019
MACHINES PRODUCTION - L’usinage aéronautique à la croisée des chemins

Les sous-traitants sont obligés de se surpasser pour répondre à des cahiers de charges de plus en plus complexes, aussi bien techniquement qu’économiquement. Ce qui donne une nouvelle jeunesse à des solutions d’usinage non conventionnelles, comme la cryogénie, l’électrochimie de précision ou l’ultrason. Ou à des procédés en gestation comme le frittage flash.


Des matériaux difficiles à usiner et chers, des pièces de plus en plus complexes, des prix qui baissent toujours... C’est la quadrature du cercle que doivent résoudre, sans se ruiner, les usines aéronautiques. Alors, elles se tournent vers des solutions d’usinage qui sortent de sentiers battus. Comme l’usinage cryogénique qui revient sur le devant de la scène.

Un sujet débattu à la réunion, organisée le 20 mars dernier, par l’Amics (syndicat de l’usinage, de la mécanique industrielle, des machines spéciales et l’industrie de process) pour faire le point sur le projet « Usinage assisté par cryogénie ».
Sous-traitant aéronautique émérite, Mecachrome utilise depuis près d’un an, dans son usine d’Evora (Portugal), un centre d’usinage équipé d’un système de refroidissement à l’azote liquide pour la fabrication en série.

« Nous avons caractérisé ce procédé pour l’usinage d’une première pièce en titane (Ti-6Al-4V) destinée au moteur Leap de CFM International », explique Olivier Martin, responsable de la R&D chez Mecachrome. « Avec succès, car le temps d’usinage a été divisé par deux et les coûts ont été réduits de 20%. » Un résultat encourageant obtenu après des recherches menées pendant une dizaine d’années pour breveter le procédé.

« Il est plus intéressant économiquement de rétrofiter nos machines à commande numérique pour les adapter aux pièces haut de gamme que nous demandent nos clients, que d’acheter de nouveaux équipements plus précis, mais très chers. » Résultat : quatre machines seront adaptées pour fabriquer en série à la fin de cette année, quatorze autres seront équipées d’un refroidissement cryogénique dans la période 2020-2021.

Avec des objectifs ambitieux : réduction du temps d’usinage de 70% et gains de coût de 30%. L’usinage d’autres matériaux, comme l’aluminure de titane, est en pointe de mire également. Mecachrome souhaite fédérer les travaux scientifiques et industriels en usinage cryogénique dans le cadre d’un réseau français regroupant des industriels aéronautiques, de fabricants de machines-outils et d’outils de coupe, etc.


Des usinages sans bavures


Assez méconnu en France, l’usinage électrochimique de précision (PECM) offre lui aussi de nombreux avantages et un bon nombre de constructeurs s’activent sur ce marché depuis les années 1990 : Emag, Extrude Hone, Indec, Kennametal et PEMTec.

Ces derniers proposent plusieurs machines sur catalogue qui font leurs preuves dans l’industrie aérospatiale pour la fabrication des disques, aubes, blisks, rouets… « Le procédé qui utilise le principe de la dissolution anodique de la pièce à usiner dans un milieu électroconducteur n’a aucune incidence sur la structure métallurgique de la pièce, s’effectue sans usure d’électrodes et les temps de cycle sont très compétitifs », énumère Fabien Rylko, directeur de MPB, seul sous-traitant à offrir ce savoir-faire en France, grâce à son centre d’expertise PECM. La vitesse d’usinage varie de 0,1 à 3 mm/mn (jusqu’à dix fois plus rapide que l’électroérosion par enfonçage), on peut traiter de formes complexes irréalisables par un autre procédé et avec un Ra de 0,01 µm, il n’y a pas de contrainte mécanique sur la pièce, on peut usiner des pièces de très fines épaisseurs et sans bavures... « Il faut cependant, avant de passer à l’acte, bien identifier les objectifs à atteindre et effectuer une étude de faisabilité de la pièce », avertit le spécialiste.


Micro-oscillations


L’usinage par ultrason garantit également une précision hors normes dans le cas de matériaux difficiles. Une technologie qui consiste à générer des micro-oscillations d’un porte-outil à des fréquences variant de 20 à 50 kHz et dont l’amplitude est de quelques microns. DMG Mori qui a repris, au début des années 2000, la société Sauer, propose une nouvelle génération de centres d’usinage ultrasonique et plusieurs sociétés, comme EDM Service ou Precise France, commercialisent des broches qui transforment un centre d’usinage standard en une machine ultrasonique. « La fréquence de vibration de notre broche, commercialisée depuis un an, s’ajuste automatiquement entre 24 et 50 kHz pour assurer le meilleur rendement possible », explique Bertrand Daniels, directeur d’EDM Service. « Les vibrations assistent l’outil dans son travail de coupe, ce qui réduit l’effort et l’usure, tout en améliorant l’état de surface. Les micro-outils beaucoup plus efficaces pour réaliser des diamètres de perçage à partir de 0,05 mm sur une profondeur qui atteint dix fois le diamètre (jusqu’à 250 fois le diamètre dans du quartz). » Alain Auffret, directeur technique de Precise France, abonde dans ce sens. « La solution que nous proposons est très intéressante par exemple, pour l’usinage du nid d’abeilles et on est les seuls à fabriquer les couteaux en carbure monobloc (sans brasage du filetage). »


Frittage flash


Enfin, le frittage flash passe en production grâce à la solution innovante mise au point par la société Norimat. Portées rapidement et sans fusion à des températures jusqu’à 2 000 degrés Celsius, grâce à un courant électrique fort qui passe dans le moule, les poudres métalliques sont compactées avantageusement. Les caractéristiques mécaniques sont sensiblement améliorées par rapport à la fonderie et le temps de production est réduit de 80%. La perte de matière n’étant que de 10%. Un avantage sensible pour l’aéronautique confrontée à des pertes de l’ordre de 90%, lors de l’usinage des métaux durs. A suivre…

AUTRES ARTICLES À PROPOS DE CETTE SOCIÉTÉ

Publicité

Référencez votre société

  • La faire apparaître sur le site et dans les résultats de recherche
  • Publier votre contenu gratuitement
  • Permettre aux internautes de vous contacter par email et téléphone
  • Suivre les demandes des mécanautes dans votre espace

La revue

la fabrication,
depuis la conception
jusqu'au produit fini

  • Abonnement
    Support papier
    150€TTC/an
    format numérique inclus
  • Abonnement
    Support numérique
    150€TTC/an
    format papier sur demande