Des solutions pour relever les défis de l’aéronautique

La production aéronautique est très exigeante à tous les niveaux de la chaîne de fabrication, tant dans le domaine des équipementiers que dans celui des sous-traitants, lesquels sont quotidiennement confrontés à certains défis, surtout lorsqu’il s’agit d’usiner des pièces pour ce secteur. Mazak, un des leaders dans la fabrication de machines-outils, a analysé leurs besoins spécifiques et propose des solutions.

Depuis des décennies, le secteur aéronautique a enregistré des taux de croissance importants, lesquels sont stimulés par une augmentation continue du nombre de voyageurs et par un cycle de remplacement des équipements exceptionnellement rapide. Tout cela fait peser des exigences fortes sur la chaîne logistique. De ce fait, ces dernières années, un certain nombre de fournisseurs de rang 1 ont décidé de fermer leurs ateliers de mécanique non stratégiques et de faire confiance à des sous-traitants de haute qualité équipés de machines capables  de répondre à leurs demandes.

Les acteurs impliqués dans la fabrication des composants aéronautiques sont confrontés à de nombreux défis, du fait de l’importante variété de pièces à usiner, qu’il s’agisse de pièces structurelles, telles que les ailes et les cloisons, ou encore de composants de moteur ou de trains d’atterrissage. De plus, la gamme de métaux et alliages utilisée par ce secteur est également très large, allant du titanium à l’aluminium. Il est donc important d’identifier les problématiques auxquelles sont confrontés les fournisseurs et de mettre en valeur les solutions rendues possibles grâce aux machines.

Une solution efficace pour l’usinage de pièces structurelles

Les pièces structurelles, telles que le fuselage, les ailes et les cloisons, nécessitent des caractéristiques machine spécifiques, à savoir la possibilité de profiler des pièces de grande dimension. Le centre d’usinage horizontal 5 axes VHP 160 de Mazak est équipé d’une broche horizontale et d’une grande table de travail orientée à la verticale pouvant porter jusqu’à 3 000 kg de charge, ce qui le rend idéal pour l’usinage de pièces structurelles. La conception spéciale de la machine garantit des performances d’usinage constantes et très rigides obtenues grâce à sa broche principale de 26 000 tr/min ou, en option, de 30 000 tr/min.

Pour les fabricants de pièces structurelles, la capacité à usiner des pièces de grande dimension et de fine épaisseur de façon précise et fiable est d’une importance vitale ; le centre d’usinage VTC-800/30SDR est l’une des machines les plus appréciées pour ce type de tâche vertical. Il est équipé d’une broche #40 ou HSK-A63 de 18 000 tr/min, d’une broche pivotante (axe B) et d’une conception à colonne mobile avec deux tables rotatives synchronisées espacées de 3 690 mm. Cela facilite le réglage du système de serrage et constitue une solution efficace pour l’usinage de pièces structurelles d’une longueur pouvant aller jusqu’à 3 000 mm.

Les grandes quantités de copeaux généralement liées à ce type d’application sont efficacement évacuées grâce à la combinaison d’un banc à glissière et d’un système d’arrosage Niagara intégré couvrant la totalité de la longueur de l’axe X. A cela, s’ajoutent également un réservoir de liquide d’arrosage grand volume ainsi qu’un convoyeur spécial permettant un usinage prolongé et ininterrompu.

La possibilité d’usiner des surfaces géométriques complexes avec un degré élevé de précision est d’une importance primordiale pour le secteur aéronautique. La machine qui s’impose pour de nombreux fournisseurs fait donc partie de la gamme ­VARIAXIS i de Mazak, qui offre un usinage 5 axes simultanés intégral allié à de nombreuses options de broches. Le Variaxis i-1050T, par exemple, combine la capacité de tournage et de fraisage 5 axes en une seule prise pour les grandes pièces jusqu’à Ø 1 250 mm x 900 mm de hauteur, ce qui en fait une machine idéale pour l’usinage des composants de moteur. Les performances sont obtenues grâce à une broche de fraisage puissante #50 de 10 000 tr/ min et de 37 kW et à une table de tournage très rigide qui utilise un moteur à entraînement direct de 500 tr/min intégré dans une table à paliers pour une stabilité maximale. De plus, la broche de fraisage peut être choisie en option, avec une broche à couple élevé de 5 000 tr min pour les matériaux difficiles à couper ou une broche de 15 000 tr/min pour les exigences d’usinage à grande vitesse.

La taille de l’aire de travail, qui a un impact sur la taille de la pièce à usiner, est également un enjeu majeur pour le secteur aéronautique. La gamme Integrex e-V, très utilisée dans le secteur aéronautique, possède des capacités multifonctions complètes, y compris le contournage en 5 axes. L’Integrex e-1600V/10, par exemple, peut usiner un diamètre de pièce jusqu’à 2 050 mm et une hauteur de 1 600 mm, tandis que la structure particulièrement rigide du bâti et la conception en portique permettent à la broche d’atteindre 540 mm au-delà de la ligne médiane. Ce qui fait de l’Integrex e-1600V/10S la machine idéale pour la fabrication de pièces de haute précision comme les carters de moteurs et les ventilateurs.

Réduire toujours davantage les coûts de production

Les pièces complexes, telles que les actionneurs, les aubes de turbine et les blocs de soupapes hydrauliques, nécessitent de nombreuses opérations d’usinage qui peuvent entraîner des goulots d’étranglement dans la production. La gamme Integrex i, avec ses capacités Done-In-One, y compris l’usinage en 5 axes simultanés, peut réduire considérablement le nombre des opérations et le temps de fabrication et, par conséquent, faire baisser les coûts de production. Elle propose des longueurs de banc allant de 1 mètre à 2,5 mètres et offre une configuration flexible en fonction des applications. Elle est équipée de puissantes broches de tournage (broche principale et secondaire), d’une contrepointe, d’une tourelle inférieure et d’un axe B qui accueille une broche de fraisage ultra puissante de 12 000 tr/min ou une broche de fraisage à grande vitesse de 20 000 tr/min.

La combinaison des capacités de tournage de grande puissance alliées au fraisage est très importante pour le secteur aéronautique, en particulier pour les pièces de grande dimension. La gamme de machines multitâches ­Integrex e-H combine les capacités d’un centre de tournage, le fraisage ultra puissant et l’usinage 5 axes, ce qui en fait une machine de premier ordre pour le secteur aéronautique.

L’Integrex e-670H, avec un diamètre de rotation exceptionnellement grand de 1 050 mm et des longueurs de banc jusqu’à six mètres, intègre une broche de fraisage puissante de 10 000 tr min et de 37 kW sur l’axe B. Les capacités d’usinage sont encore augmentées grâce à une lunette et une contrepointe à commande numérique entièrement automatiques conférant un soutien stable qui puisse supporter des pièces longues, tandis qu’un stockeur pour barres longues permet l’usinage de trous profonds. La machine est ainsi parfaitement adaptée pour répondre aux exigences requises lors des applications d’usinage de composants de grande dimension tels que les jambes des trains d’atterrissage.

L’analyse des défis à relever par les fabricants de pièces du secteur aéronautique prouve donc que la variété des composants et des métaux à usiner est telle qu’il est impossible d’utiliser une machine-outil universelle  capable de réaliser toutes les applications spécifiques à leur production. Il est donc nécessaire de sélectionner la machine la mieux adaptée à chaque type de pièce à usiner. Le choix d’un fabricant tel que Mazak pouvant offrir un très large éventail de machines est donc celui qu’il faut privilégier.

  N° 84 Février 2017