Usinage suisse : origines, avantages et applications industrielles

Un tour suisse (Swiss Turning Machine), aussi appelé tour type suisse ou machine « Swiss Type », est un type de tour capable de cadences élevées sur petites pièces (≤ 32 mm Ø). Particulièrement efficace pour pièces longues et fines grâce à sa conception unique permettant à l'outillage d'usiner au plus près du collet/poussé guide. Couplé à des accessoires uniques comme le tourbillonnage de filetage (thread whirling), il produit aisément de nombreuses pièces petites, précises, en grande série. Mais d'où vient l'« usinage type suisse » ?

Origines suisses

Si vous avez deviné la Suisse, c'est juste. Dans les années 1800, la machinerie subissait des changements radicaux. Les horlogers suisses fabriquaient des composants de plus en plus petits pour rendre leurs montres plus portables (montres de poche → montres-bracelets) et les machines disponibles ne fournissaient pas assez de support pour usiner de minuscules diamètres sans fléchir, ruinant la pièce. Ils avaient besoin d'une solution permettant d'usiner de très petites pièces tout en les supportant pendant tout l'usinage.

À Bienne, Suisse, l'horloger Jakob Schweizer eut l'idée novatrice de faire glisser la pièce le long de l'axe longitudinal du tour au lieu de déplacer le porte-outil le long de la pièce comme sur les tours traditionnels. Il imagina la pièce supportée dans un poupée motrice glissante qui fait avancer la pièce à travers une bague de guidage, la maintenant ainsi pleinement supportée pendant l'usinage. Avec ce nouveau design, les outils de tournage pouvaient effectuer leurs opérations au plus près du collet supportant, apportant la rigidité nécessaire. Cette ingénieuse réinterprétation du tour traditionnel fut d'abord connue sous le nom de « machines à plateau » (référant au design original où tous les composants étaient assemblés sur un « plateau » en acier ou fonte), adoptant le surnom « Swiss » quand le procédé quitta la Suisse.

Vers le milieu des années 1880, ces machines étaient produites en série par Nicolas Junker de Junker & Cie à Moutier, Suisse, qui était et reste la capitale mondiale de l'horlogerie. Les versions ultérieures intègrèrent des cames pour automatiser le mouvement pour la fabrication répétée (après tout, c'étaient des horlogers). Aujourd'hui, cette entreprise fait partie de Tornos SA, premier fabricant de machines à poupée mobile, et bien que les designs aient évolué avec l'intégration de commandes numériques, le principe fondamental de la poupée mobile n'a pas changé.

Conception

Les machines actuelles intègrent toujours les principes de base de la « machine à plateau » : poupée mobile, mais les systèmes de positionnement à cames ont été remplacés par des commandes numériques, plus rapides, mieux outillées, plus efficaces. Elles excellent dans la fabrication de petites pièces complexes avec de nombreuses opérations : fraisage, perçage, filetage. Les photos ci-dessous montrent un Tornos Deco 2000 10 mm et la zone de travail avec la pièce sortant de la bague de guidage.

Marchés

Bien que les « machines à vis suisses » ne soient plus limitées à l'horlogerie, elles y sont encore très utilisées. L'industrie médicale est un autre grand utilisateur : vis chirurgicales et instruments aux standards très exigeants. La technologie ne s'arrête pas là. Liste non exhaustive des secteurs :

• Aéronautique
• Horlogerie
• Outils et dispositifs médicaux chirurgicaux
• Informatique et connectiques
• Systèmes carburant
• Défense

Ci-dessous, photo de nombreuses pièces courantes usinées sur machine à vis suisse, notez particulièrement les formes non-rondes que ces machines savent produire.

Matériaux

Les types de matériaux varient sur une machine suisse et, comme beaucoup d'autres procédés d'usinage, elles gèrent du commun aux alliages extrêmes. Tous les matériaux suivants sont bien dans les capacités d'un tour suisse :

• Aluminium
• Laiton
• Acier au carbone
• Cuivre
• Alliages exotiques
• Monel
• Nickel
• Nylon
• Plastiques
• Aciers inoxydables
• Titane

L'un des atouts clés de l'usinage suisse est la capacité à usiner des pièces plus petites, plus longues et plus complexes. Dans l'usinage classique, l'outil approche la pièce en tournage libre ; en usinage suisse, la pièce est guidée et supportée vers l'outil, permettant une excellente précision pour composants longs, fins et pièces petites quel que soit leur complexité. Le design unique permet aussi le tournage et fraisage simultanés car la pièce bouge au lieu de l'outil. Non seulement les deux opérations peuvent être effectuées, mais elles le sont souvent simultanément pour une efficacité et un débit incroyables.

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