L’industrialisation 4.0 au service de l’usinage des formes complexes pour une production optimisée

L’usinage de formes complexes exige des process variés en tournage, fraisage, perçage et alésage notamment. Aujourd’hui, pour répondre aux exigences des industriels combinées à la notion de digitalisation 4.0, ISCAR travaille avec les fabricants de formes complexes afin d’optimiser les solutions proposées par le développement de nouveaux produits et l’amélioration de process.

Dans la production de formes complexes, les fraises hérissons (y compris en version longue) sont souvent utilisées pour l’ébauche de cavités et de bords larges. La fraise travaille dans des conditions de fortes charges, et la matière de la plaquette est un facteur clé dans l’amélioration de la durée de vie. ISCAR propose par exemple l’IC845, une nuance carbure cémenté caractérisée par un substrat très tenace et un nouveau revêtement PVC nanocouche sur lequel est appliqué un traitement spécifique SUMO TEC. Cette nuance a été spécialement conçue pour supporter un nombre d’impacts considérable. Les plaquettes fabriquées en IC845 bénéficient d’une durée de vie prolongée qui améliore les performances des fraises hérissons. Pour les gammes de fraises en carbure monobloc, le carburier a créé la nouvelle nuance IC702 recommandée pour les matériaux durs (jusqu’à 65 HRC).

Copiage de pointe et technologies innovantes

Dans l’usinage de formes complexes, le premier choix est souvent la fraise toroïdale ou hémisphérique. ISCAR propose une grande variété de solutions avec des outils à plaquettes indexables, des fraises en bout à têtes interchangeables et des fraises en carbure monobloc avec de multiples tailles, degrés de précision, méthodes de montage et plages d’application en fonction de la dureté de la pièce (faible, moyenne ou élevée).

L’industrie des formes complexes regroupe un grand nombre de petits et moyens fabricants pour lesquels la polyvalence est un élément clé dans le choix des outils. ISCAR a récemment présenté un nouveau produit LOGIQ spécialement conçu : la gamme de fraises à plaquettes TOR6MILL. Celles-ci accueillent des plaquettes de quatre géométries différentes, pouvant par exemple transformer l’outil en fraise toroïdale, à 90°, à 45° ou encore haute avance, pour usiner des surfaces 3D, des épaulements à angle droit, des surfaces planes, des chanfreins ou pour l’ébauche haute avance.

Fraisage haute avance et grande vitesse

Le fraisage grande vitesse et le fraisage haute avance sont reconnus comme les méthodes d’usinage les plus efficaces pour augmenter la productivité tout en réduisant les opérations manuelles et le temps de cycle. Ils correspondent notamment aux attentes de l’industrie des formes complexes à laquelle ils ont permis de répondre de façon optimale depuis les années 90.

L’offre d’ISCAR en fraisage haute avance regroupe plus de dix familles qui diffèrent dans leur principe de conception (à plaquettes, monobloc, à têtes interchangeables), diamètre nominal, géométrie de coupe, montage et applicabilité (surfaçage, poches, cavités profondes…), pour trouver l’outil idéal. Conscient des enjeux du marché, ISCAR poursuit le développement de ses gammes grâce aux nouveaux produits mis au point et aux évolutions de l’offre existante. Et c’est logiquement qu’ISCAR a mis en avant ces innovations dans sa nouvelle campagne de communication.

Ainsi, la NAN3FEED et la MICRO3FEED, deux des dernières gammes de fraises haute avance à plaquettes interchangeables, proposent une plage de diamètres de 8 à 16 mm, initialement assurée par des outils en carbure monobloc. Il est désormais reconnu que ces outils à plaquettes offrent une alternative économique notamment pour les opérations d’ébauche. La gamme de fraise grande avance LOGIQ4FEED se caractérise par des plaquettes réversibles en « forme d’os », à quatre arêtes de coupe et dotées d’une exceptionnelle capacité de ramping. La LOGIQ4FEED se définit par sa très grande efficacité dans le fraisage en ébauche de cavités profondes, sur des matériaux jusqu’à 50 HRC.

En matière de fraisage grande vitesse, le carburier présente également de nouvelles fraises en bout multi-dents en carbure monobloc, dans des diamètres de 2 à 20 mm pour les opérations de semi-finition et finition grande vitesse. Produites en IC902, ces fraises avec un ratio de Dx6 sont dédiées à l’usinage des matériaux durs. Elles fonctionnent à des vitesses de rotation pouvant aller jusqu’à 20 000 tr/min, répondant là aussi aux exigences des fabricants de formes complexes (rainures, poches ouvertes,… en usinage trochoïdal à des taux élevés d’enlèvement de matière).

Options MULTI-MASTER

La personnalisation des usinages de formes complexes contraint les fabricants à de petites séries, voire des séries uniques, ce qui se traduit par un grand nombre d’ateliers de petite ou moyenne tailles. Pour ces structures, il est essentiel de gérer efficacement les outils coupants et les stocks disponibles. Cependant, la personnalisation de la production exige souvent des outils spéciaux afin de permettre d’atteindre des zones particulièrement difficiles à usiner. Mais commander un outil pour une pièce n’est pas forcément la solution la plus économique. ISCAR a donc développé sa gamme d’outils MULTI-MASTER basée sur des assemblés outils-têtes interchangeables afin de répondre à tous les  types de situation.

Le concept du MULTI-MASTER propose plus de 40 000 combinaisons grâce à une grande variété de têtes à monter sur divers types de queues, de réducteurs et d’extensions. Les têtes possèdent des formes, des géométries et des tailles différentes et sont conçues pour les surfaces 3D, les épaulements, le surfaçage, le rainurage et les chanfreins. Les queues cylindriques existent en différentes tailles pour les grands porte-à-faux, et peuvent être montées en toute sécurité sur les porte-outils, les mandrins de frettage ou directement sur la broche de la machine. Les outils MULTI-MASTER répondent aux exigences de gain de temps en permettant les changements de têtes sans retirer l’outil de la machine.

Assemblé d’outils digital

La production de petites séries exige une maîtrise optimale de l’ensemble des étapes du process. Conduite par les développements de l’Industrie 4.0, la digitalisation de l’usinage moderne fournit aux fabricants des instruments efficaces pour surmonter ce challenge (par la modélisation du process d’usinage par ordinateur). Ce qui garantit des stratégies d’usinage productives, une optimisation des parcours d’outils et des paramètres de coupe, et la prévention de possibles collisions.

ISCAR élargit son offre de digitalisation en proposant des assemblés d’outils recommandés à partir de son catalogue électronique qui contient l’ensemble des données d’outils actualisées pour le pré-usinage digital. Créer une représentation numérique de l’assemblé basé sur la norme ISO 13399 facilite un échange précis des informations entre les systèmes informatiques. Intégrer cette nouvelle fonction dans le process CAD/CAM des fabricants de formes complexes peut prévenir les erreurs des ateliers pendant les usinages alors que la possibilité de planifier plusieurs assemblages permet de gagner du temps et de réduire les coûts du processus de planification. ISCAR prévoit d’étendre l’offre de produits Industrie 4.0 et de connecter les environnements digitaux et virtuels pour poursuivre les simulations et supports de prévision afin de toujours bénéficier des avancées technologiques acquises.

EQUIP’PROD  •  N° 111 Juin 2019