Répondre au besoin d’excellence dans l’aéronautique

Accompagné de son Aerospace Excellence Center Deckel Maho, situé à Pfronten (Allemagne), le leader de la machine-outil participe au développement de la technologie de l’aviation avec des solutions de fabrication de pointe et ce en étroite collaboration avec les acteurs industriels de la branche aéronautique.

Le Dreamliner de Boeing ou l‘Airbus A350 XWB sont les premières réactions aux défis économiques et technologiques croissants de l’industrie de l’aviation. La forte demande pour des modèles plus économes en carburant comme l’Airbus A320 ou le Boeing 737 Neo Max permettent de repenser les courtes et moyennes distances. Michael Kirbach, directeur de l’Aerospace Excellence Center DMG MORI voit un élément commun à ces nouveaux avions. « L’utilisation de matériaux durables et extrêmement légers – par exemple, des alliages de titane ou des matériaux composites – est aujourd’hui essentielle. La réduction des émissions des moteurs et des températures plus élevées exigent par conséquent des matériaux toujours plus performants. » Un développement technologique des machines-outils orienté vers l’avenir et une compétence spécifique sont les conditions nécessaires afin de répondre de façon efficiente à ces nouvelles contraintes et l’Aerospace Excellence Center de DMG MORI se concentre sur cette problématique.

Une production fiable et rentable dès la mise en route de la machine  

Le fabricant de machines-outils a une longue expérience dans l’industrie aéronautique et les machines les plus innovantes du marché.  L’objectif  de DMG MORI est de développer – sur la base de sa gamme très diversifiée –  des produits parfaitement adaptés, des processus de fabrication flexibles et fiables pour chaque  composant répondant aux besoins spécifiques de ses clients.  « Les coûts de production doivent également être adaptés à des cycles de vie beaucoup plus courts que dans le passé », explique Michael Kirbach. Le travail doit commencer par un conseil technique et des solutions clé en main élaborées selon les spécifications de la demande du client. Le spectre des performances est énorme car les projets clés en main comprennent la machine-outil, son équipement spécifique, une sélection d’outils adaptés à la pièce à usiner, les dispositifs de serrage correspondants et les programmes CN ainsi qu’un contrôle qualité intégré. Michael Kirbach ajoute : « L’ensemble du système est géré par l’utilisateur, de sorte qu’il puisse produire en toute fiabilité et rentabilité dès la mise en route ».

Vers plus de légèreté et de résistance

Les solutions de fabrication pour l’industrie aéronautique sont axées sur les tendances les plus importantes dans l’industrie, mais plus particulièrement sur le thème de la légèreté des pièces. Les pièces structurelles complexes en aluminium sont usinées à partir d’un bloc brut plein. La demande de pièces en titane est en augmentation dans le cadre de l’utilisation croissante des alliages. Grâce à des options spécifiques, DMG MORI atteint la puissance d’enlèvement de copeaux et la précision requises. C’est le cas notamment avec la nouvelle 4ème génération duoBLOCK dotée d‘une broche de transmission puissante avec un couple jusqu’à 1 100 Nm et des plaquettes supplémentaires d’amortissement hydrauliques sur les axes linéaires ou la nouvelle broche motorisée Powermaster avec un maximum de 700 Nm (fds 40%). Les mesures de précision spécialement développées conduisent à une tolérance de position plus élevée, ce qui permet l’usinage en 5 axes simultanés pour une production économique en un seul serrage, alors que le changeur de palettes ou des solutions entièrement automatisées réduisent les temps annexes et augmentent donc encore la productivité.

Les pièces légères signifient une utilisation croissante des composites renforcés de fibres de verre ou de carbone grâce à leur résistance et leur légèreté. « DMG MORI anticipe ces nouvelles exigences, explique Michael Kirbach : « En plus de la demande de production en série de pièces composites, il existe également une demande croissante de possibilités d’usinage automatisées et économiques pour la reprise et la réparation de pièces endommagées en composites ». Grâce à sa technologie et son approche de processus globale, DMG MORI permet, avec la technologie par ultrasons, l’usinage hautement efficace de matériaux haute performance pour une qualité optimale.

A la rotation traditionnelle de l’outil se superposent des oscillations axiales transmises par l’actionneur ULTRASONIC breveté. Les efforts d’usinage sont réduits de 40% afin d’éviter l’arrachement de fibres et le délaminage.

Ouvrir de nouveaux champs de conception

La planification à long terme est une particularité de la  technologie aéronautique et DMG MORI travaille également sur l’anticipation de solutions avancées de fabrication. « Telle est la seule façon de garantir une capacité concurrentielle soutenue pour toutes les parties concernées, explique Michael Kirbach. Et c’est donc la raison pour laquelle nous nous efforçons de développer des procédés innovants en continu. Cela peut révolutionner le marché ». En développant l’Ultrasonic 260 composite,
DMG MORI a su parfaitement répondre aux exigences de ses clients qui, de plus en plus souvent, usinent des matériaux composites.

usc 360 Avec l’Ultrasonic 260 Composite, l’avenir s’ouvre aux machines universelles Ce concept de machine rigide et thermosymétrique apporte une grande précision en service continu en raison notamment d’entraînements et de guidages (sauf pour l’axe Y) scellés et isolés en dehors de l’espace d’usinage, et d’une broche pouvant aller jusqu’à 35 000  tr/ min. L’alignement présente des qualités de surface optimales sans aspérités ni marques de broutage pour le procédé d’assemblage qui suit. L’intégration de perçages permet, pour des trous de rivets par exemple, d’obtenir de meilleures valeurs de rugosité dans le canal des tolérances de diamètres au micron près et des aspérités réduites sur les deux côtés du perçage. L’Ultrasonic 260 Composite présente également une importante capacité de perçages de passages et de trous bornes, filetages, rainures, poches, ainsi que d’autres formes géométriques libres, mais aussi un usinage par coupe complète sans déchirures de fibres ou délaminage. Enfin, la machine comporte un système d’aspiration haute performance avec contrôle des particules fines. La technologie Ultrasonic continue de faire l’objet d’avancées significatives avec, depuis cette année, l’arrivée d’une nouvelle génération de machines bénéficiant d’une amplitude d’oscillation de l’outil multipliée par 6 et d’une plus grande charge axiale. L’avancée réside notamment dans le procédé de micro-percussion qui, à l’inverse du mouvement axial, associe un mouvement vertical à un mouvement rotatif, évitant ainsi de risquer de déchirer les fibres. Ainsi, avec cette nouvelle génération de machines universelles, DMG Mori ouvre la voie à de grandes possibilités d’opérations, notamment en matière de réparation (avec la MobileBlock) d’aile ou de carlingue avec une précision de découpe et de répétabilité plus importante, tout en pouvant se déplacer et se mouvoir sur des pièces situées en hauteur. Concernant l’Ultrasonic, cette machine apporte également une répétabilité des découpes nettes évitant ainsi de fragiliser les matériaux en composites. Cela vaut bien sûr pour l’aéronautique mais également pour d’autres domaines d’activité tels que l’automobile en raison des pièces de structure conçues aujourd’hui en fibre de carbone. L’avenir s’ouvre donc à des machines universelles capables d’usiner n’importe quel matériau, d’autant que l’Ultrasonic peut très bien fonctionner en tant que centre traditionnel, et répondre ainsi à la problématique majeure de l’industrie du futur : intégrer des matériaux à la fois plus légers et plus solides.

 N° 71 Janvier 2016