Les outils de fraisage de précision améliorent significativement les processus de fabrication, a pu constater l’entreprise allemande Zimmermann.

Un fraisage plus rapide de 70 % : MMC Hitachi Tool et Zimmermann Formen-und Werkzeugbau (basée à Gladenbach, centre de la Hesse, en Allemagne) peuvent se vanter de ce résultat, obtenu grâce à des solutions d’optimisation des processus de fabrication mises au point conjointement. Mention spéciale pour la fraise tonneau permettant d’usiner des surfaces inclinées.
Pour l’entreprise Zimmermann, le fraisage est l’étape clé du processus de fabrication. Ainsi en premier lieu, tout doit être mis en œuvre pour que la technique soit optimale, mais étant vecteur de coût important, elle est également envisagée du point de vue économique. Ensuite, la CAO/CFAO fait partie des pierres angulaires de la fabrication. Les parcours d’usinages des machines sont programmés à partir des onze postes informatiques de l’atelier, et de trois autres au sein du bureau d’étude, tous équipés du logiciel WorkNC. Enfin, le coût des outils est susceptible d’influencer l’enveloppe économique globale d’un projet. C’est aussi pour cela que Zimmermann c’est tourné vers MMC Hitachi Tool. En effet, ce fabricant d’outils de fraisage propose des solutions d’optimisation des processus de production et les met en place avec ses clients.

Finition dépendante du rayon d’angle de l’outil

« Nous avons travaillé sur un projet dont l’optimisation a été axée sur la stratégie CAO/CFAO et les outils : nous avons usiné de grandes surfaces inclinées à l’aide d’une fraise tonneau. Il s’agissait de deux matrices de moules pour des seuils de portes presque identiques (environ 2 000 x 600 x 500 mm), mais avec des inclinaisons différentes : 11° et 17°, en acier tendre (32 à 34 HRC) de types 40 CMD 8S et 40 CMND 8 », explique Michael Neumann, membre de la direction de Zimmermann.
Les deux matrices étaient usinées sur deux machines différentes. Et jusqu’à présent, les surfaces inclinées étaient alignées selon l’axe Z, de sorte que chaque plan était parcouru individuellement par la fraise. Par ailleurs, la finition est dépendante de la rugosité et du rayon d’angle de l’outil. Sur la machine Fidia Digit, la finition était effectuée avec une fraise torique de 16 mm de diamètre et rayon de 1. Bien que l’outil ait très bien fonctionné, la profondeur de passe relativement faible donnait un temps d’usinage long de 14,5 heures. Sur la machine Mecof, ayant fait ses preuves sur d’autres applications chez Zimmermann, la minifraise à plaquettes MMC Hitachi Tool, ASPVM, de diamètre 16 mm, tournait déjà pour la finition des surfaces inclinées à 17° et Z constant.

Plaquettes de géométries interchangeables

Dans le cadre du projet d’optimisation et pour les deux cas d’usinage, les outils existants ont été remplacés par une fraise tonneau à plaquette MMC Hitachi Tool de type GF1 : la GF1T de 16 mm de diamètre et 30 mm de rayon de plaquette pour la Fidia Digit ; et la GF1G de 25 mm de diamètre et 20 mm de rayon de plaquette pour la Mecof. Il s’agit de fraises tonneau à plaquettes de géométries interchangeables, permettant un usinage radial et/ou axial, et par conséquent des engagements et profondeurs de passes plus élevés. L’inclinaison possible à 11° sur la machine Fidia Digit, avec « la forme en G » de la GF1, n’était pas optimale à 17° sur la Mecof. En effet, la qualité de surface et la tolérance sont des critères essentiels pour ce type de réalisation.
La GF1 a immédiatement donné d’excellents résultats, avec des conditions de coupe impressionnantes sur les deux machines : la vitesse de rotation est restée à peu près la même lors de la finition, ce qui a permis d’obtenir 0,7 mm d’avance au niveau axial pour les surfaces inclinées. Cela est donc bien mieux que les 0,3 mm du début, et peut par conséquent envisager un important potentiel de gain de temps. De plus, les plaquettes amovibles de la fraise tonneau n’ont présenté aucun signe d’usure. Autre point fort : la stratégie développée avec MMC Hitachi Tool a permis d’utiliser la GF1 en fraisage 3 axes sur les deux machines, alors qu’elle est habituellement recommandée en fraisage 5 axes. Il a ainsi été possible de tout usiner en 3 axes, malgré les sauts dans le profil.

« Un gain de temps conséquent »
Au total, le temps d’exécution de l’ensemble du processus de finition sur la machine Fidia Digit est passé de 14 heures 30 minutes à 4 heures 20 minutes, ce qui correspond à un gain de temps d’environ 70 %. Concernant la machine Mecof, les résultats sont également intéressants, car la GF1 concurrençait l’ASPVM, toutes deux des fraises MMC Hitachi Tool de 25 mm de diamètre. La fraise tonneau a finalement donnée un meilleur rendement, malgré des paramètres d’avance très élevés de l’ASPVM. Et même si la phase de finition était déjà de bonne qualité, il a été possible d’économiser encore 18 heures d’usinage avec la GF1, n’étant plus désormais que de 7 heures. « Bien entendu, le gain de temps conséquent a également un effet positif sur les coûts de production », souligne Michael Neumann. Et de saluer l’engagement payant de MMC Hitachi Tool : « Sans cette assistance sur site, nous n’aurions pas réussi à atteindre un tel résultat de fraisage si rapidement. »