La nouvelle stratégie à forte avance du logiciel de FAO a permis au département de fabrication d’outils de la marque aux anneaux de réduire de 30% les temps de processus pour ses outils d’emboutissage de semi-finition. Tout en triplant la durée de vie de l’outil.

Optimiser la production d’outils de découpe, en s’appuyant sur des logiciels de CAO et FAO, c’est l’une des tâches de Markus Brunner, membre de l’équipe de gestion des technologies machine, au centre de compétences pour les équipements et la technologie de formage, nouvelle désignation du département de fabrication d’outils d’Audi AG, à Ingolstadt, ville de la Bavière située au bord du Danube. Baptisé KCU, ce service prend en charge les outils de presse, pour des composants tels que les portières de voitures, les capots de moteurs et les panneaux latéraux, ainsi que des installations pour châssis. « L’usinage de pièces unitaires est un des défis que nous devons relever, car cela implique des besoins spécifiques », explique Markus Brunner. Et d’ajouter : « Par-dessus tout, les changements fréquents de produits nécessitent une grande flexibilité d’usinage. Une programmation FAO efficace est également très importante dans ce domaine. » Son objectif ? Accroître la qualité des processus et les temps d’usinage par l’utilisation de technologies d’usinage FAO modernes, réduisant ainsi les coûts de processus.
Chez Audi Toolmaking, on utilise depuis de nombreuses années la solution WorkNC FAO de Vero Software GmbH pour la partie programmation. « Nous utilisons en permanence WorkNC en 3 axes, 3+2 axes jusqu‘au 5 axes continu pour l’usinage des outils d’emboutissage, et de plus en plus pour l’usinage 2,5 axes », détaille Markus Brunner.

« Pièces extrêmement complexes »
Pour le technicien, le logiciel, qu’il trouve « extrêmement facile à programmer et à manipuler », ce qui est particulièrement important pour l’usinage de pièces unitaires, permet de programmer de manière « rapide et intuitive », « et ce même pour des pièces extrêmement complexes ». En dépit de la production de pièces unitaires, WorkNC offre également de nombreuses méthodes pour standardiser et automatiser des tâches d’usinage et leur programmation, reconnaît encore Markus Brunner.
Alors que l’usinage à grande vitesse (UGV) implique la création de surfaces de haute qualité, l’usinage à forte avance offre des temps de processus réduits pour l’ébauche et la semi-finition. Pour cela, différents fournisseurs ont développé des outils spécifiques, avec des géométries à forte avance, des plaquettes dont la ligne de contact avec la pièce est plus importante que pour les plaquettes rondes traditionnelles. Ce qui réduit la charge radiale sur la fraise et la broche, de telle sorte que cela permet une avance par dent nettement plus importante et une augmentation significative du taux d’enlèvement de matière. Pour Audi Toolmaking, ce procédé est particulièrement avantageux lors des phases d’ébauche et de semi-finition, car il réduit les temps de processus et les coûts de production, avec un effort de coupe important.
Avant de connaître la nouvelle version de WorkNC, les utilisateurs se trouvaient confrontés au problème suivant : lors de l’utilisation de ce type d’outil, jusqu’à présent, les solutions FAO n’étaient pas capables de reproduire suffisamment les géométries à forte avance. Avec pour conséquence : une surépaisseur indéfinie sur la surface du composant. Ce qui compromettait la fiabilité du traitement dans le processus de finition en aval.

Eviter les surépaisseurs indéfinies
Désormais, la nouvelle stratégie à forte avance prend en compte les écarts dans les géométries d’outils de fraisage, avec des fraises irrégulières. Ainsi, WorkNC évite les surépaisseurs indéfinies sur la pièce. « Cette nouvelle stratégie nous permet d’utiliser des outils de fraisage avec tout type de contour, même ceux dont les fraises dévient de la géométrie régulière, tels que la sphère ou le tore. Nous pouvons même utiliser des outils de fraisage conçus pour un cas d’application spécifique », s‘enthousiasme Markus Brunner.
Pour les tests, Markus Brunner et ses collègues ont également fourni les fonctionnalités d’usinage. De la même manière, ils usinent l’offset négatif de la surface d’un outil de presse pour une portière de voiture. Alors que l’étape de semi-finition de la partie externe de la portière prenait 3h15 et trois changements de plaquettes, celle-ci ne nécessite plus que 1h42, avec la nouvelle stratégie à forte avance de WorkNC. Et sans aucun changement de plaquettes. Il faut préciser que l’outil utilisé était une fraise à forte avance DP1E de Ingersoll Cutting Tools (type WSP PEMT0502ZCTR-HR, qualité WSP IN2505 ; longueur de projection 65 mm).

Offset de surface négatif
« En utilisant la stratégie à forte avance de WorkNC et l’outil adapté, nous avons réduit le temps de processus de 30% en semi-finition », commente M. Brunner. Comme les forces de déviation sont inférieures à celles des fraises à plaquettes arrondies, la durée de vie de l’outil se trouve prolongée. Effet bénéfique sur le processus de coupe : étant donné que les forces principales d’usinage augmentent dans la direction Z (celle de la broche), les vibrations sont réduites et l’outil avance plus silencieusement. « La nouvelle stratégie de WorkNC peut également être utilisée avec un offset de surface négatif, ce qui n’est à mon sens pas possible avec d‘autre fournisseur FAO, rappelle Markus Brunner. A l’avenir, nous allons définitivement l’utiliser avec tous les composants pour la phase de semi-finition. »
Pour l’équipe Audi, « les possibilités de modifications des parcours de WorkNC, tels que les offsets et les suppressions de passes », sont un véritable atout. Elle a été également marquée par les temps de calcul « très courts », grâce à la technologie 64 bits et multi cœurs, qu’elle considère comme « très important, notamment pour la programmation de grosses pièces ».
Aussi, la flexibilité de l’ensemble du système est très appréciée chez Audi Toolmaking. Comme les postprocesseurs ne sont pas encryptés dans WorkNC, ils peuvent être modifiés à tout moment. « Cela nous a permis d’augmenter de manière significative le niveau d’automatisation de production de pièces unitaires au cours des dernières années », se félicite M. Brunner. De plus, cela a permis d’ajuster rapidement le code FAO généré pour l’adapter aux technologies de plus en plus complexes des machines, afin d’exploiter au mieux tout leur potentiel.