Comau intègre le revêtement à l’usinage

En fabrication automobile, pour compenser les mauvaises caractéristiques tribologiques des blocs-moteur en aluminium, la solution classique consiste à insérer des chemises en fonte dans les cylindres. Pour éviter ce chemisage, plusieurs solutions de revêtement existent. Celle-ci est proposée par un constructeur de centres d'usinage et robots bien implanté en France.

Le groupe Comau rassemble des compétences multiples, notamment en Italie et en France dans son usine de Castres. Elles sont principalement dédiées à la construction automobile. Afin de répondre à la nécessité de durcir l’intérieur des alésages des cylindres de blocs-moteur en aluminium, tout en assurant la cohésion de la couche dure et du substrat, le constructeur propose une solution par projection thermique PTWA (Plasma Transferred Wire Arc, plasma à arc électrique transféré). Celle-ci permet de revêtir les alésages des cylindres d’aluminium d’un fin dépôt contrôlé de particules de métal fondu. Le système SmartSprayComau permet de faire du bloc-moteur en aluminium une vraie structure monolithique. Monté sur un bras robotisé, le système est disponible dans de multiples configurations, selon les besoins de la ligne de fabrication.

Simplification de la gamme de fabrication
Pour effectuer un revêtement par projection thermique, la préparation de la surface du substrat est importante. Pour les blocs d’aluminium, les techniques de préparation employées sont généralement le jet d’eau abrasif ou l’usinage par alésage. Selon les processus de préparation, l’adhérence révèle des valeurs de 35 à 70 MPa, alors que des valeurs légèrement au-dessus de 25 MPa sont suffisantes. Le process proposé par Comau s’intègre à toutes les configurations, mais son équipe technique souligne que la préparation avec une aléseuse ou un centre d’usinage standard apporte une préparation de surface robuste, avec des coûts de traitement et d’investissement réduits. La configuration des process est aussi une variable clé, lors de la mise en oeuvre d’une solution de revêtement par projection thermique. Il convient de déterminer si une nouvelle ligne d’usinage doit être réalisée, ou si une ligne existante est à transformer. L’implantation au sein d’un site totalement nouveau présente des avantages évidents en termes de flexibilité et d’intégration optimale. S’il faut intégrer le système de revêtement par projection dans une ligne existante, Comau recommande une installation avec alésage fin de préparation de surface, revêtement avec la solution SmartSprayComau, puis finition des cylindres par rodage. Comau propose également des lignes de production à grande cadence intégrant la technologie PTWA. Dans tous les cas, le bloc revêtu rend superflu l’investissement et les process requis pour insérer les chemises en fonte dans la coulée d’aluminium. Cela simplifie le processus de coulée et améliore la flexibilité du fournisseur. Ensuite, le processus d’usinage du moteur en aluminium à revêtement PTWA est identique jusqu’aux étapes finales. Plutôt que de procéder à l’alésage de finition des chemises en fontes, les cylindres sont préparés par usinage et revêtus d’une fine couche d’acier fondu, d’une épaisseur finale de 0,1 à 0,15 mm. Après le revêtement, le processus se poursuit avec les opérations de finition des fûts.

Solution économique, écologique et productive
Que ce soit dans le cadre de la conception d’une nouvelle ligne ou de la transformation d’une ligne existante, les cylindres revêtus par projection thermique représentent désormais une solution optimale dans la production de moteurs performants en alliage léger. Parmi les nombreux avantages de la technologie PTWA, les cylindres revêtus par plasma ont une durée de vie plus élevée que les cylindres non revêtus. En outre, ce traitement permet de garantir un gain de poids jusqu’à 0,5 kg par cylindre, selon la géométrie du moteur. En termes de thermodynamique et de tribologie, la technologie PTWA permet des réductions des NVH, des secousses et des frottements, ainsi que des améliorations de performances caractérisées par moins de déperditions thermiques, la réduction des émissions et de la consommation. Et parce que cette technologie permet de revêtir facilement des alésages de cylindres mesurant 70 mm de diamètre ou plus, de nouveaux modèles de moteurs peuvent être facilement insérés dans la ligne, moyennant une modification minime de la cellule de production PTWA. Seuls quelques réglages mineurs, liés aux interfaces avec le nouveau bloc, seront nécessaires. Quel que soit l’environnement de fonctionnement, l’innovation de Comau en matière de fabrication de groupes motopropulseurs est donc une réponse à la fois écologique, économique et productive aux défis que doivent affronter les constructeurs automobiles.