19 Juin 2019  |  Usinage
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 03/2019

Une nouvelle technologie de dressage intégrant l’électroérosion

La société Fischer Spindle Group AG, établie à Herzogenbuchsee (BE), utilise une nouvelle technologie de dressage intégrant l’électroérosion, qui permet de minimiser considérablement les temps morts et autorise le dressage de liants métalliques frittés dans la rectifieuse avec une grande précision et une vitesse de fonctionnement optimale.

La société Fischer Spindle Group AG, établie à Herzogenbuchsee, dans le canton de Berne, fabrique des broches de haute précision. Elle utilise une nouvelle technologie de dressage depuis quelques mois pour ses opérations de rectification.
Alfred Mair, responsable de la technologie de rectification au sein de la société Fischer, était face à un défi. Son objectif n’était pas seulement d’augmenter la productivité, mais aussi d’améliorer l’usinage par enlèvement de copeaux des matériaux durs, ainsi que la rectification de matériaux spéciaux, tels que le titane. Par ailleurs, les clients étant de plus en plus exigeants en matière de qualité, il était impossible de résoudre ce problème à l’aide d’une rectifieuse conventionnelle.
 
L’atelier de production de Fischer Spindle Group AG avec au premier plan, la rectifieuse S41de Fritz Studer AG.
 
 
L’apport d’une rectifieuse cylindrique universelle
La solution a été apportée par la rectifieuse cylindrique universelle CNC S41 produite par l’entreprise Fritz Studer AG à Steffisburg (BE). Conçue spécifiquement pour les grandes pièces à usiner, cette machine dispose de distances entre pointes de 1000/1600 mm et de hauteurs de pointes de 225/275 mm. Avec des entraînements linéaires directs, elle permet d’effectuer l’usinage de haute précision de pièces d’un poids allant jusqu’à 250 kg, mais aussi d’usiner les pièces de petites et moyennes dimensions avec la même efficacité.
Toutefois, pour la société Fischer, la pièce maîtresse est le système de dressage WireDress® entièrement intégré. «L’intérêt pour nous, c’était de pouvoir utiliser des meules à liant métallique offrant une qualité supérieure, une productivité plus élevée, des options d’usinage plus universelles, une grande sécurité de processus et des coûts d’outillage réduits», explique Alfred Mair.
 
L’électrobroche de la rectifieuse, une fabrication maison de la société Fischer Spindle Group AG.
 
 
Une électrobroche de rectification à grande vitesse
L’entreprise Studer a configuré la rectifieuse S41 avec le système WireDress®, selon les souhaits de son client. La machine a été équipée d’un produit innovant de la société Fischer, une électrobroche de rectification extérieure spéciale à grande vitesse, dont la dilatation axiale est particulièrement faible. Par ailleurs, l’extrémité de l’électrobroche est chanfreinée à l’extérieur, ce qui permet de faciliter les usinages sans que l’arrière de la broche n’entre en contact avec la pièce, avec des angles de pivotement faibles, notamment pour l’usinage de l’épaulement avec la broche inclinée.
La rectifieuse S41 a été complétée par un système doté d’un magasin de pièces et d’un dispositif de manutention entièrement automatique, qui assure l’usinage en série des composants de précision en mode autonome. Alfred Mair déclare, après une phase initiale de lancement de la machine: «Nous avons obtenu une rectification trois à cinq fois plus rapide par rapport à la technologie conventionnelle, avec une reproductibilité remarquable, dans une plage de tolérances inférieure à 1 µm.»
 
Le dispositif de dressage WireDress® intégré dans la rectifieuse.
 
 
Une technique avec liant métallique
Mais comment fonctionne cette technique de dressage ? Michael Klotz, chef des projets de développement chez Fritz Studer AG, fournit l’explication: «On sait que les meules de rectification à liant métallique sont nettement plus robustes et résistantes à la déformation lors de l’usinage de matériaux dont l’enlèvement des copeaux est difficile, et qu’elles permettent d’augmenter la productivité. Le problème vient du fait qu’avec les procédés conventionnels, la capacité de dressage des liants métalliques dans la rectifieuse est très limitée. En outre, il s’ensuit une usure élevée du dresse-meule associée à une capacité de coupe minime. Ce qui est incompatible avec une qualité d’usinage élevée et constante. C’est la raison pour laquelle le meilleur liant, c’est-à-dire le liant métallique, est rarement utilisé». En collaboration avec des partenaires technologiques, Studer a donc développé la technique de dressage WireDress® intégrée à la machine. Le dressage est exécuté à pleine vitesse de rectification de la meule.
 
Les auteurs du projet devant la rectifieuse S41: de g. à dr.: Michael Klotz (chef de projet développement STUDER), Alfred Mair (responsable technologie de rectification Fischer), Emine Elezi (chef du marketing Fischer), Philippe Schmider (ventes STUDER).
 
 
Un dressage sans contact ni usure
À la différence du dressage mécanique traditionnel ou du dressage externe par électroérosion, le dressage WireDress® est réalisé par électroérosion à fil modifiée dans la rectifieuse, l’huile de rectification étant utilisée comme milieu diélectrique. Le dressage se déroule sans contact ni usure. Il ne s’applique pas au grain abrasif, c’est le liant métallique qui est enlevé ou réduit. Selon la forme géométrique du grain abrasif, soit il tombe, soit les grains conservent leur caractère coupant. La meule dispose d’une saillie de grains haute pour une capacité de coupe maximale, des forces de rectification réduites et une inflammabilité minime.
Cette nouvelle technique permet d’exploiter les propriétés du liant métallique. Avec une stabilité dimensionnelle optimale du liant, le dressage très précis de presque tous les profils est possible dans une plage de l’ordre du micron et avec des contours précis. On peut obtenir des intervalles de dressage longs. L’usinage précis de géométries complexes ou très petites est désormais réalisable, ce qui n’était pas le cas jusqu’à présent ou n’était pas viable sur le plan économique.
Par rapport à l’usinage de rectification avec des outils à liant en céramique, il est désormais possible d’enregistrer des augmentations importantes de la productivité, par comparaison avec les liants en résine. Une meule à liant métallique fritté permet des améliorations importantes, car il suffit de la dresser à nouveau dans la machine, alors qu’avec des meules galvaniques, on ne peut dépasser la limite qu’une seule fois.
 
Un usinage reproductible dans une plage de moins de 1 µm
«Du moment que l’on utilise une technologie adaptée, la sécurité du processus est également assurée. Dans le passé, nous étions obligés de nous rapprocher progressivement, patiemment, de ce type de résultats de rectification, que la stabilité des processus nous garantit aujourd’hui. Cela présente aussi l’avantage de pouvoir mieux calculer les coûts»,explique Alfred Mair. Il sait aussi que la bonne technique ne se limite pas à la machine. Quels sont les autres facteurs qui contribuent à un usinage reproductible dans une plage absolue de moins de 1 µm ? «Un local de production entièrement climatisé, ce qui assure notamment la stabilité thermique de notre broche, un outillage adapté, une technique de mesure ultramoderne, un système d’arrosage optimisé et naturellement, un personnel parfaitement formé et motivé», répond Alfred Mair.
 
À propos de Fischer Spindle Group AG
Cette entreprise familiale fondée en 1939 est aujourd’hui un leader mondial dans les domaines du développement et de la fabrication de systèmes de roulements d’arbres à grande vitesse. La compétence de base du secteur des broches, à savoir la rotation rapide, précise et puissante, a donc été mise au service de différents marchés, pour un grand nombre d’applications technologiques.
La société Fischer emploie 440 personnes environ dans le monde entier, dont 260 à Herzogenbuchsee. L’entreprise se distingue par un haut degré de production maison. Elle emploie 180 spécialistes pour la fabrication de composants de haute précision et l’assemblage des broches. Elle dispose des technologies d’usinage par électroérosion et par enlèvement de copeaux, ainsi que des techniques de mesure les plus récentes pour garantir la performance et la qualité des broches.
 
À propos de Fritz STUDER AG
Fondée en 1912, la société Fritz Studer AG produit des machines standard et des solutions système personnalisées dans le domaine de la rectification cylindrique haute précision de petites et moyennes pièces. Ses clients appartiennent aux secteurs de la construction mécanique, de la fabrication d’outils et de moules, de la construction automobile, de l’industrie aéronautique et aérospatiale, de l’industrie pneumatique/hydraulique, de l’électronique/électrotechnique, de la technologie médicale, de l’industrie horlogère, ainsi que de la sous-traitance. En qualité de leader technologique sur les marchés de la rectification universelle, cylindrique extérieure, intérieure et tangentielle, la société offre des produits matériels et logiciels ainsi qu’un large éventail de prestations de service avant et après la vente.
 
FISCHER Spindle Group AG
3360 Herzogenbuchsee
Tél. 062 956 22 22
 
Fritz Studer AG
3612 Steffisburg
Tél. 033 439 11 11
www.studer.com


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