Sciage pour la fabrication additive chez Airbus Helicopters

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Machines d'usinage Par Michel PECH Publié le  26/06/2020
Sciage pour la fabrication additive chez Airbus Helicopters

En fabrication additive métal, la séparation de pièces en grappe de leur support de base constitue une opération délicate. Le spécialiste allemand du sciage et du stockage a imaginé une solution intelligente, intégrant le sciage dans une chaîne de valeur automatisée. Exemple d’utilisation en aéronautique.

Implantée à Achern, en Allemagne, la société familiale Kasto Maschinenbau a célébré son 175e anniversaire en 2019. Cet âge respectable ne l’empêche pas d’être particulièrement innovante dans ses domaines de compétence, que sont le stockage de produits métalliques longs et le sciage industriel. Posant la question de la séparation de pièces ouvragées d’un support compact, la fabrication additive de pièces en titane a trouvé une réponse auprès du bureau d’études du constructeur. Celle-ci intéresse particulièrement le secteur aéronautique.

Une solution de retournement excluant les chocs

L’usine Airbus Helicopters, de Donauwörth, développe et produit plusieurs modèles d’hélicoptères, et s’est également spécialisée dans la fabrication de portes d’avion. Pour faire des économies de poids et de coûts dans la fabrication de composants, son atelier de production recourt à la fabrication additive (FA). Des arbres de verrouillage de portes sont ainsi produits par une imprimante 3D, en séries de seize pièces sur une plaque de base de 400 x 400 mm. Couche après couche, la poudre de titane est fusionnée pour créer ces éléments à la géométrie complexe et aux parois fines. Lorsque les arbres sont ainsi obtenus en FA, il faut ensuite les désolidariser de leur plaque de base. Pour ce faire, Airbus Helicopters a adopté la scie à ruban horizontale KASTOwin AMC, spécialement conçue pour la fabrication additive. Entièrement automatique, la machine dispose d’un dispositif de retournement de la plaque de support des pièces. À l’aide d’un chariot élévateur, la plaque de base est d’abord transportée jusqu’à la scie et placée sur le dispositif de serrage. Avec les arbres en position supérieure, la plaque est alors fixée sur le dispositif de retournement. La machine est ensuite close hermétiquement.
Dans l’enceinte de la scie KASTOwin AMC, le dispositif effectue ensuite un retournement à 180 degrés pour le processus de sciage. Avant le début du processus de sciage, l’opérateur mesure l’épaisseur de la plaque de base et entre cette valeur dans la commande AdvancedControl de la machine. La partie supérieure de la scie, équipée d’un entraînement précis par broche filetée à billes, se déplace ensuite à la hauteur exacte. Les composants en titane sont alors sciés la tête en bas et récupérés en douceur par un dispositif de réception adapté. Comme les plaques sont réutilisables et polies après chaque utilisation, leur épaisseur diminue avec le temps. La commande intelligente permet à chaque cycle de désolidariser les pièces à la cote exacte. Cela réduit aussi les opérations de rectification et permet des économies de matériau. Après le sciage, les pièces ne peuvent ni se renverser ni se déformer, ce qui évite des détériorations et par conséquent de laborieuses opérations de rectification, voire du rebut. Ce concept offre de nets avantages au procédé de fabrication additive.

Sécurité, réduction des coûts, préservation de l’environnement

Pour que les particules générées par l’usinage de composants produits par fabrication additive ne parviennent pas dans l’air ambiant, la KASTOwin AMC est dotée d’un habillage intégral. Elle est préparée pour son raccordement à une installation d’aspiration. Elle répond donc aux exigences les plus sévères en matière de sécurité du travail et de protection des opérateurs. La machine Kasto est en service depuis octobre 2018 à Donauwörth. Le procédé permet non seulement de réduire les coûts de production et le volume de travail, mais également leur poids. Sachant que seize arbres sont montés dans chaque Airbus A350, cela représente un allègement de plus de quatre kilos par avion. Rappelons que chaque gramme économisé sur un avion permet de faire des économies de carburant, considérables sur le long terme. Pour les responsables d’Airbus Helicopters de Donaüworth, l’usinage par sciage des plaques en titane est apparu comme moins onéreux et moins compliqué que d’autres procédés, tels que le fraisage ou l’étincelage par fil. Compacte, la KASTOwin AMC est en outre simple à utiliser et convainc par la rapidité et la précision de sa coupe. Désormais, les arbres destinés à verrouiller les portes d’avion sont plus légers de 45 % et leur coût de production inférieur de 25 %, par rapport à un composant traditionnel. En 2019, Airbus Helicopters a fabriqué près de 2 200 de ces composants en titane. En janvier dernier, il était prévu de fabriquer également d’autres composants par procédé additif, et donc d’impliquer encore plus largement la scie Kasto dans le processus de production.

Sciage pour la fabrication additive chez Airbus Helicopters
Michel PECHDepuis qu’il a arrêté de faire des copeaux, il n’arrête pas d’expliquer comment on les fait ! C’est un comble

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