Un état de surface de haute qualité avec les centres de fraisage Fidia

Le fabricant de moules Farmingtons Automotive compte sur la fraiseuse à portique Fidia pour la réalisation de parfaits états de surface sur les pièces de garnitures intérieures de voitures. Ce nouveau centre de fraisage GTF3514/ MA2200 vient s’ajouter aux fraiseuses utilisées pour l’ébauche, réduisant ainsi considérablement les temps de production, tout en améliorant la qualité des surfaces usinées.

Les exigences concernant l’état de surface des pièces plastiques dans le secteur automobile nécessitent de la sophistication. Le grand défi des fournisseurs de moules est de se maintenir constamment au niveau par rapport à l’évolution des normes, tout en fabriquant rapidement des produits économiques. « Ni le prix ni le délai de livraison ne laissent beaucoup de marge pour améliorer la qualité, concède Jörg Ulbricht, responsable de l’usinage et de la fabrication des moules chez ­Farmingtons Automotive à ­Georgsmarienhütte, en ­Allemagne. « Notre entreprise fabrique des moules destinés à un large éventail de pièces plastiques ; bien qu’il y ait également des pièces techniques, la majorité d’entre elles sont des pièces de garniture qui exigent un état de surface absolument parfait ».

Farmingtons Automotive est un fournisseur complet : les options s’étendent du développement des composants à la fabrication de moules et de revêtements intérieurs en plastique pour des composants livrés aux tapis roulants des FEO (Fabrication Equipement Original) et prêts à être montés. L’entreprise produit une large variété de pièces allant de l’optique de phare pour l’équipement intérieur aux pièces techniques de moule. Les outillages pour la production des intérieurs de moule de la compagnie sont également réalisés à Georgsmarienhütte. « Cependant, la majeure partie de nos outillages s’adresse à la production des intérieurs de moules de nos clients, explique Jörg Ulbricht. En effet, nos outillages sont majoritairement destinés aux entreprises de Rang 1 du secteur automobile des voitures, et également aux constructeurs de véhicules utilitaires ». La dimension des outillages s’étend de 600 x 600 mm avec un poids de 4 à 5 tonnes, à 2600 x 1600 x 1000 mm avec un poids allant jusqu’à 40 tonnes. Tous les outillages classiques en acier sont usinés dans des aciers trempés jusqu’à 55HRC, ce qui ne pose aucune difficulté particulière dans l’atelier. « Pour cela, nous disposons de machines à haute productivité. Nous avions l’habitude d’usiner les grandes pièces avec une machine FOG de Droop + Rein, toujours fiable et productive malgré un âge avancé ; cependant, elle n’était plus suffisante pour des moules de garniture ».

Recherche d’une machine pour la finition

La plupart des pièces plastiques attribuées à Farmingtons Automotive exigent une précision d’environ 5 centièmes de mm, ce qui signifie 1 centième sur le moule. « Pour l’ébauche, la Droop+Rein est toujours un bon choix, explique le responsable de fabrication des moules. Or, lorsqu’il s’agit d’une surface où la haute précision est cruciale, nous avons dû faire beaucoup d’efforts pour satisfaire aux exigences dans notre travail ». Étant donné que le temps et le coût pour la finition manuelle ne sont plus acceptables, aujourd’hui. Afin de mettre en place un support approprié pour la Droop+Rein, le responsable de l’atelier a travaillé en concertation avec les opérateurs machine afin de rédiger un plan d’action. Ils avaient besoin d’une machine pour la semi-finition et la finition, mais qui soit en même temps efficace pour un usinage plus lourd. « Nous voulions une meilleure qualité de surface tout en réduisant le temps d’usinage, précise Jörg Ulbricht, en récapitulant les besoins fondamentaux. En outre, nous souhaitions mettre en pratique le projet d’usinage avec une réduction du personnel, et avoir en même temps un traitement considérablement plus rapide, tout en maintenant une vue globale sur la chaîne du processus. Parce que l’optimisation des étapes du processus isolées les unes des autres est la mauvaise approche et qu’une telle pratique peut probablement générer des impacts négatifs sur la totalité du processus ».

Après avoir procédé à une comparaison approfondie des concepts de divers constructeurs de machines-outils, le département outillage s’est décidé en faveur de la fraiseuse à portique GTF3514/MA2200 du constructeur italien de machines-outils Fidia. « Nous avons eu de la chance, en raison du fait que la machine Fidia exposée à l’EMO de Milan l’année dernière était disponible dans un délai court. De plus, elle en était encore à un stade où elle aurait pu être modifiée selon nos propres exigences et avis. En quelques semaines de montage et d’installation, la machine était prête et la géométrie calibrée. Les ingénieurs Fidia, très compétents, ont fait un excellent travail ». En outre, « nous connaissions déjà Fidia comme fabricant de la CN installée sur notre Droop + Rein ». Quant à la commande numérique Fidia C40, celle-ci est considérée comme un fleuron sur le marché. « Grâce à l’architecture à double processeurs, des programmes externes peuvent tourner dans la CN pendant que la machine travaille. De cette manière et en parallèle, nous pouvons facilement programmer de nouveaux parcours. Notre souhait pour l’avenir est de pouvoir mesurer à l’aide d’un palpeur et à partir de la CN directement avec le logiciel 3D Form Inspect de M&H ».

 Une machine fonctionnelle

Le nouveau centre de fraisage offre des courses X/Y/Z de 3500 x 2200 x 1400 mm. La machine est construite dans une structure monobloc, ce qui signifie qu’elle ne nécessite pas de fondation. Dans le cas d’une modification de son implantation, elle peut être déplacée et facilement réinstallée. L’opérateur peut contrôler et compenser les erreurs géométriques de la tête d’usinage en utilisant le dispositif de mesure à tête HMS, Head ­Mesuring System. Cette machine est conçue pour l’usinage en 5 axes simultanés avec une rotation de broche de 24.000 t/min, offrant 88 Nm et 55 kW. Elle assure un fraisage à haute vitesse et son rendement de travail peut être accru en augmentant la vitesse de déplacement des axes de 30 m/min à 60 m/ min. En outre, « le porte-outil est décalé de 75 mm du centre de la tête, permettant par retournement une extension de la course de travail de 150 mm, calcule Jörg Ulbricht. Il suffit d’utiliser la position adéquate de la tête ». Le magasin outils peut contenir jusqu’à 42 outils avec une longueur maxi de 300 mm. Chez ­Farmingtons ­Automobile, les moulistes utilisent des porte-outils Haimer. « Particulièrement en usinage 5 axes simultanés, mais également en 3 + 2, nous pouvons usiner avec des outils longs, ce qui procure de nombreux avantages ». Le refroidissement peut être réalisé avec un liquide de coupe, un minimum de lubrification ou par soufflage air centre broche. Cette machine est équipée de trois convoyeurs, deux implantés de chaque côté de la table et le troisième perpendiculaire à la table machine. L’équipement convient parfaitement à l’enlèvement de gros volumes de copeaux.

Grâce à sa structure monobloc, la machine est très rigide. Son double entraînement pignons crémaillères compense totalement les jeux, assurant ainsi une haute précision. « La Fidia GTF3514/MA2200 répond parfaitement à nos exigences, conclut Jörg Ulbricht. Nous avons atteint notre objectif, une meilleure qualité et une réduction des temps d’usinage, et nous avons également pu optimiser, et de manière considérable, les pertes de temps dues aux reprises ». Pour Fidia, le design monobloc est défini par une structure en fonte en forme de U. Cette solution permet d’économiser du temps, aussi bien au montage qu’à l’installation, mais aussi de faciliter un éventuel futur repositionnement de l’équipement dans l’usine. De même, elle offre une structure modulaire qui simplifie la conception et la fabrication des machines de différentes tailles.

N°87 Mars/Avril  2017