Quand des fractions de l’ordre du micromètre comptent
- Machine de base: MIKRON HSM LP Precision avec incréments de mesure minimum de 100 nanomètres.
Des surfaces miroitantes sur des microstructures en un temps record. GF AgieCharmilles a écrit une nouvelle page dans l’histoire de la machine-outil helvétique avec sa série MIKRON HSM 400, 400U, 500 LP Precision.
De meilleures prémisses
Sur les rives du lac de Bienne, une nouvelle ère est née. Depuis peu, les fraiseuses à haute vitesse de la série MIKRON HSM 400, 400U, 500 LP Precision ont vu le jour en une finition unique de grande qualité. Nos spécialistes d’expérience ont recours à des composants triés sur le volet lors de la fabrication d’une MIKRON HSM LP Precision, pour en faire un outil d’exception. Aucune machine ne quitte l’usine sans faire montre, par de multiples cycles d’essai, de son adéquation absolue pour le traitement de pièces d’exigence.
En outre, GF AgieCharmilles est le seul fabricant européen proposant une solution fiable permettant de mesurer les outils directement sur la machine-outils. Le potentiel de cette fonctionnalité a été identifié très tôt et nous avons commencé, il y a quelques années, à envisager des solutions alternatives intelligentes. Il faut désormais s’émerveiller des résultats chez GF AgieCharmilles: IntelligentToolMeasurement (ITM) – une mesure optique des outils pendant la rotation à pleine vitesse de la broche. Georg Scheiba, directeur produit, souligne l’importance de cet élément majeur de la machine: «sans cette technologie innovante, une MIKRON HSM LP Precision avec ses propriétés actuelles n’est quasiment pas envisageable».
Cette avancée technologique permettant également des stratégies de travail productives, chaque client MIKRON HSM LP Precision bénéficie d’une assistance complète de la part de GF AgieCharmilles. Des formations technologiques spécifiques exclusivement consacrées au produit et à son utilisation dans des gammes de précision de pointe offrent un aperçu de ses performances, assurant une production rentable.
- Mesure d’outil ITM: un duo de choc, qui ne se limite pas à un espoir pour l’avenir - ITM et MIKRON HSM LP Precision
Usinage de précision
La MIKRON HSM LP Precision conduit l’usinage de précision dans une nouvelle ère. Sous l’effet des accélérations élevées de l’axe, la trajectoire de l’outil doit être respectée précisément pour une distorsion minime des commandes. Par le respect de ces critères, la MIKRON HSM LP Precision permet de réaliser des finitions de surface et des précisions de contours de qualité. Une dissipation thermique survenant dans toute machine électrique, les groupes d’entraînement d’une machine-outil de précision doivent être refroidis de manière ciblée. Chaque axe linéaire de même que l’unité à bascule circulaire sont dotés de leur propre circuit de refroidissement.
Parallèlement, le concept Opticool avec son refroidissement au niveau du nez de broche permet d’atteindre une stabilité de la température inconnue jusqu'alors. Le système de refroidissement ingénieux de la MIKRON HSM LP Precision empêche le flux de chaleur des moteurs d’entraînement de parvenir dans le banc de la machine. Il en résulte une stabilité géométrique qui garantit une fidélité de reproduction extrêmement élevée du guide de déplacement.
Attention cependant ! Quel est l’intérêt pour l’utilisateur si une MIKRON HSM LP Precision peut atteindre des incréments de mesure de 100 nanomètres (1/10 000 mm), contrecarrés par un manque de précision dans l'acquisition de la géométrie de l’outil, rendant impossible le respect d’une telle classe de précision dans les faits? Quiconque a déjà tenté de reproduire exactement un outil aux diamètres variables déjà fraisé s’est retrouvé devant une impossibilité technique. Ceci doit cependant être rendu possible pour permettre l'obtention de transitions parfaites entre éléments usinés avec différents outils.
Une des principales raisons repose sur le mode de fonctionnement des mesures d’outils conventionnelles par laser. Des outils aux géométries différentes impliquent des variations de profondeur du faisceau laser et par conséquent des variations de la référence Z absolue. Les particules de poussière adhérant à l’outil ou les gouttes d’huile peuvent également entraîner des résultats de mesures divergeant du contour réel de l’outil.
La solution retenue ici par GF AgieCharmilles est totalement différente. Le système exclusif de mesure d’outils ITM (IntelligentToolMeasurement) prend des mesures sur toute la pointe de l’outil jusqu’à ø 12 mm grâce à des capteurs d’images modernes. La géométrie de l’outil obtenue par acquisition numérique est épurée numériquement par un logiciel spécifique puis mesurée: ITM permet par conséquent pour la première fois une mesure d’outil avec une référence Z absolue de l'ordre du micromètre. Une innovation qui rend possible de nouvelles stratégies de travail plus efficaces.
- Exemple d’application: Installation de réflecteur miroitant : traitée sur MIKRON HSM 400U LP Precision
Résultats
Le domaine d’application du traitement de haute précision s’étend des composants pour la chirurgie mini-invasive à la fabrication de moules et d'outils (par ex pour les LED, les réflecteurs ou les éléments les plus petits) en passant par les éléments conducteurs miniaturisés.
À titre d’exemple, pour la classe de précision applicable aux machines MIKRON HSM LP Precision, il faut étudier plus en détails les résultats recherchés par l’emploi d’un réflecteur.
Dans le cas d’un métal de base à traiter, il s’agit d’un acier CrVMo présentant un alliage de grande qualité fabriqué à base de poudres métalliques (C1.7 Mn0.3 Cr17 Ni- V3 Mo1) d’une dureté d’environ HRc 60.
Pour une élimination moyenne de matériau pendant le fraisage, avec une surépaisseur résiduelle inférieure à 10 µm, une rugosité moyenne de Ra = 0,020 µm = 20 nanomètres = 2 / 100'000 mm a pu être obtenue sur toute la surface de la pièce. Une rugosité moyenne de Ra = 0,020 ìm correspond à la classe de rugosité ISO N1. Ce résultat fantastique a été mesuré aussi bien en direction d’avance qu’en direction d’alimentation.
Quand la machine devient « intelligente »
À l'instar des sports mécaniques modernes, où le pilote ne peut garder le contrôle de son véhicule qu'à condition d’activer les fonctions électroniques d'assistance dès lors qu’il atteint les limites de performances, les machines de fraisage à grande vitesse de la série MIKRON HSM LP Precision ne peuvent atteindre leurs limites de performance que si l'assistance logicielle électronique se présentant sous la forme du module breveté «smart machine» OSS Precision (Operator Support System) est utilisée.
Grâce à une interface utilisateur intuitive, l’opérateur de la machine a en main un levier de commande décisif pour influer sur les coûts unitaires des pièces produites. Les paramètres d'entraînement et de réglage sont reproduits par la commande de sorte à permettre au client de tirer profit d'une commande de vitesse à haut rendement, d'une qualité de surface exceptionnelle ou d'une fidélité absolue des contours par la machine. En fonction des données du problème, les objectifs ciblés peuvent être atteints plus rapidement et avec davantage de fiabilité. Un coup de pouce à la productivité qui, sans aucun doute, compte pour les clients, MIKRON HSM LP Precision restant par conséquent un centre d’usinage grande vitesse avec une dynamique d’axes sans précédent.
Pour obtenir de plus amples informations, veuillez contacter:
Elke P. Magnin
Manager Media Relations & Promotional Campaigns
Phone +41 (0)32 366 12 10
www.gfac.com