La FAO, clef de succès dans les opérations d’usinage 5 axes… surtout en temps de crise !

D’une crise à l’autre, l’expérience de situations parfois douloureuses rend souvent plus fort. Et quand l’entreprise new-yorkaise Linda Tool prenait de plein fouet celle de 2008, son propriétaire Mike DiMarino a retenu que les ateliers d’usinage doivent consolider leurs opérations, automatiser, augmenter l’efficacité, capturer et analyser les données, etc. Et cela passe par un logiciel de FAO avancé, à l’exemple d’hyperMILL d’Open Mind Technologies, que l’atelier d’usinage a implémenté afin de relever de nouveaux défis.

« Nous avons décidé de nous lancer et de devenir un fournisseur « dock-to-stock » aérospatial de rang 2 et d’obtenir la certification AS9102 », raconte Mike DiMarino. Un objectif ambitieux qui nécessite de nombreux changements notamment en ce qui concerne l’outillage avancé et l’usinage 5 axes. Avec Dave Holmes, directeur de la production de Linda Tool, il découvre qu’en plus de l’outillage innovant et du 5 axes, l’usinage aérospatial nécessite un programme logiciel de FAO.

Avec son atelier d’usinage de précision situé à New York, son approche respectueuse de l’environnement et son changement de stratégie en pleine crise économique, Linda Tool casse les codes. Fondé en 1952, l’atelier qui compte aujourd’hui 28 employés est installé dans un bâtiment discret de Red Hook, un quartier de Brooklyn. Une fois à l’intérieur, on entend le bourdonnement des nombreuses et diverses machines de pointe – centres d’usinage 3, 4 et 5 axes, tours polyvalents, MMT, etc. – qui usinent avec précision des pièces et composants destinés à différents secteurs (aérospatiale et défense, industrie, médecine, pétrole et gaz et télécommunications). Ce qui se trouve au-dessus de l’atelier est encore plus intéressant : toute la surface du toit abrite un jardin où les employés font pousser des légumes et des fleurs. Linda Tool aspire à avoir une empreinte carbone faible. Toutes les machines sont équipées de collecteurs de brouillard d’huile, un système CVC doté d’une filtration HEPA fonctionne en continu, le toit-jardin permet de réduire l’énergie utilisée pour le chauffage et la climatisation et tous les déchets sont recyclés.

 

Découvrir un nouvel angle

L’approche axée sur le processus a poussé Linda Tool à chercher une solution pour usiner des pièces forgées pour train d’atterrissage en aluminium 7075. « Lorsqu’une importante opportunité de contrat (portant sur une pièce plate en forme de fer à cheval avec des angles intérieurs étroitement empochés) pour le secteur aérospatial s’est offerte à nous, nous avons essayé de trouver une manière d’usiner efficacement la pièce par découpage de surface, fraisage en roulant ou en utilisant une fraise à bout hémisphérique. Nous avions investi dans une technologie 5 axes de pointe en achetant un centre d’usinage C22 Hermle, la meilleure machine pour usiner cette pièce, mais nous ne savions pas comment procéder. Nous avions besoin d’une solution plus pratique permettant d’obtenir une cadence et une efficacité maximales ». 

Linda Tool examine alors le pack logiciel de FAO avancé hyperMILL d’Open Mind Technologies. « Nous nous sommes intéressés aux fonctionnalités d’hyperMILL Maxx Machining hautement recommandées. Nous avons découvert qu’une des fonctionnalités de programmation innovantes permettait d’augmenter considérablement le taux d’enlèvement de matière à l’aide de fraises tonneaux coniques – également appelées fraises à segment de cercle », expose Dave Holmes. Open Mind a développé le concept d’usinage à l’aide de fraises tonneaux coniques avec des outils coniques qui ont également une large surface de rayon dans l’angle. Enfin, le logiciel allié à des fraises réduit de jusqu’à 90 % la durée d’usinage obtenue avec des outils à bout hémisphérique conventionnels.

Les fraises à segment de cercle d’Emuge-Franken présentent une forme conique au niveau de la zone coupante qui offre un rayon extra large. Le large rayon en contact avec la matière réduit considérablement le nombre d’approches nécessaires car il est possible de faire des trajets bien plus larges à chaque passe d’outil, ce qui permet d’enlever plus de matière par trajet d’outil sur les surfaces planes, réglées et les poches intérieures. « Nous avons travaillé étroitement avec Emuge et Open Mind pour programmer la pièce et effectuer des essais de coupe. Nous voulions un processus stable et hautement efficace et nous l’avons obtenu. Nous sommes ravis », confie le responsable de production.

« Nous avons dès le début obtenu des pièces parfaites »

Le test a confirmé que la technologie 5 axes de pointe est la clef du succès de l’usinage aérospatial, et rien de tout cela n’est possible sans une solution logicielle de FAO performante. Même si Linda Tool a volontairement mis en place l’opération 5 axes via Hermle et le logiciel hyperMILL Maxx Machining à un rythme assez lent sur trois à six mois afin que l’atelier s’acclimate bien à la nouvelle approche, Dave Holmes n’a pas été surpris de constater que tout marchait à merveille. « Nous savions qu’Open Mind a été l’un des premiers développeurs FAO à s’intéresser à la technologie d’usinage 5 axes, nous avions donc confiance en hyperMILL. Nous avons dès le début obtenu des pièces parfaites ».

La suite logicielle de FAO hyperMILL offre un large éventail de stratégies 5 axes performantes pour les géométries d’usinage exigeantes, les surfaces de forme libre et les cavités profondes à des niveaux d’efficacité maximaux. En fonction de la géométrie et du comportement cinématique de la machine, l’utilisateur peut choisir un usinage 5 axes avec un angle d’outil fixe, un indexage automatique ou un vrai usinage simultané. Tous les trajets d’outil sont générés entièrement automatiquement avec une fonction de contrôle et de prévention des collisions. Le pack haute performance d’hyperMILL Maxx Machining offre trois modules pour le perçage, l’ébauche et la finition, qui permettent d’atteindre des taux de productivité d’usinage extrêmement élevés. Le perçage hélicoïdal 5 axes ouvre de larges zones avant l’ébauche en utilisant un outil standard et un trajet d’outil hélicoïdal 5 axes pour enlever la matière et évacuer les copeaux avec efficacité. 

Stratégie unique pour l’usinage de surfaces planes

Les algorithmes du logiciel de FAO hyperMILL garantissent l’enlèvement d’un volume de copeaux constant. Cela permet des taux d’utilisation élevés sans pour autant exposer l’outil à des contraintes inutiles. Résultat : les vitesses d’ébauche sont jusqu’à 70 % plus rapides que celles du fraisage conventionnel. Avec l’usinage tangentiel des faces planes 5 axes, Open Mind a développé une stratégie unique pour l’usinage de surfaces planes. Combinée à des fraises tonneaux coniques, elle permet un gain de temps allant jusqu’à 90 %. En outre, le large rayon des fraises tonneaux coniques rend possibles des largeurs d’approche de six à huit millimètres, voire plus, ce qui permet d’obtenir des surfaces incroyablement lisses et de préserver les outils.

L’usinage tangentiel des faces planes 5 axes et l’usinage tangentiel 5 axes, qui sont utilisés pour la pièce de train d’atterrissage de Linda Tool et qui sont adaptés à la fois aux surfaces planes accessibles et difficiles d’accès, permettent également un haut degré de précision qui dépasse les possibilités offertes par les fraises hémisphériques. Les valeurs de rugosité mesurées sont souvent cinq à dix fois moins élevées que celles mesurées avec des fraises hémisphériques.

Avec le logiciel hyperMILL, le post-traitement est pratiquement sans défaut et reste sans aucun doute le plus fiable de l’industrie. « hyperMILL post-traite rapidement mais ce qui nous a le plus impressionnés c’est sa fiabilité et sa répétabilité, explique Davec Holmes. Le processus est si stable et éprouvé dans notre atelier que nous n’avons pas besoin de vérifier les pièces. Le logiciel fonctionne bien et s’avère si crucial pour notre cadence que nous prévoyons d’intégrer hyperMILL dans l’ensemble de l’atelier. Le fait d’avoir une relation solide aide également beaucoup ». Anna Litovskaya, programmeuse à Linda Tool, ajoute être « ravie de travailler avec hyperMILL. Ce logiciel nous aide beaucoup et je l’utilise pour pratiquement toutes les programmations de pièce que nous effectuons. » 

EQUIPPROD • N°118/119 Avril/Mai 2020