Des techniques de serrage « 4.0 » grâce à la fabrication additive

Pour utiliser au mieux l’outil et la machine, le mandrin joue un rôle décisif. La fabrication additive a ouvert de toutes nouvelles possibilités dans ce secteur, pour lequel Mapal dispose d’un avantage technologique. Jochen Schmidt, chef de Produit, explique les derniers développements des techniques de serrage.

Quel est le rôle de la fabrication additive pour les techniques de serrage chez Mapal ?

Grâce à la fabrication additive, nous avons pu mettre en œuvre pour nos clients des concepts qui ne pouvaient pas être réalisés auparavant. Pour un process optimal, la zone de serrage doit être plus proche de la zone de coupe qu’auparavant. Il faut donc des mandrins très fins, et sans perte de performances. C’est ce que Mapal a développé en alliant la technologie hydraulique avec les contours plus étroits que l’on trouve sur les mandrins de frettage. En plus d’une grande précision de concentricité et d’un serrage très précis, ils offrent des avantages supplémentaires pour le client : la manipulation est nettement plus facile et plus rapide. De plus, les appareils de frettage coûteux sont inutiles.

Comment sont-ils fabriqués ?

La zone fonctionnelle est ajoutée au corps du mandrin par SLM (fusion sélective au laser). Nous fabriquons ainsi notamment des mandrins hydrauliques de contour étroit pour le serrage direct d’outils dès le diamètre 3 mm.

Outre ces géométries, y a-t-il d’autres avantages à la fabrication additive ?

La fabrication additive permet à nos mandrins hydrauliques de tourner de manière fiable à des températures jusqu’à 170°C. Ceci est d’autant plus important que l’usinage à sec représente une part de plus en plus importante des processus de production en raison notamment des aspects environnementaux.

La fabrication additive est-elle adaptée à la production en série ?

Chez Mapal, nous fabriquons déjà en série avec nos machines depuis 2014 et nous exploitons plusieurs imprimantes 3D sur deux sites. Mais la fabrication additive est tout aussi bien adaptée pour des projets spécifiques des clients.

Quels en sont les coûts ?

Les concepts entièrement nouveaux pour la technique de serrage que nous mettons en œuvre avec la fabrication additive apportent à nos clients une valeur ajoutée évidente. Ce qui peut paraître coûteux à première vue peut s’avérer très rentable à l’examen et à l’aide de calculs d’amortissements. C’est le cas par exemple quand on a une grande longueur hors tout de l’outil : soit le client choisit un mandrin long optimisé pour l’application et un outil standard, ou alors il opte pour un mandrin standard et doit donc acquérir un outil long spécial. Si on compare la durée de vie de l’outil et celle du mandrin, on constate alors que les coûts d’acquisition du mandrin spécial sont déjà amortis après huit changements d’outil.

Quelles autres évolutions prévoyez-vous dans le domaine des techniques de serrage ?

À mon avis, les capteurs dans les porte-outils vont jouer un rôle important car, dans la production en série, il faut de plus en plus des mandrins pouvant être intégrés dans des structures de production intelligentes, avec un haut niveau d’automatisation. Les dispositifs de serrage intelligents, avec les capteurs correspondants, peuvent fournir des données importantes pour l’usinage en tant que lien entre la machine et l’outil.

Quels sont les champs d’applications de ces mandrins ?

Ils sont notamment utilisés pour la fabrication de machines à coudre et de turbines hydroélectriques, ou dans le secteur de la fabrication de moules et de matrices. Les mandrins à contour étroit pour le serrage direct de petits diamètres sont également parfaitement adaptés pour l’industrie électronique et le domaine médical, ainsi que pour l’industrie des bijoux et l’horlogerie. Nous continuons à travailler intensivement et à faire de la recherche dans le domaine de la miniaturisation.

EQUIP’PROD • N°112 Septembre 2019