Maximisez la durée de vie des outils grâce à des innovations de pointe en matière d'outillage, de parcours d'outil et de FAO

Les outils HPC comme CoroMill Plura augmentent les taux d'enlèvement de métal en permettant des vitesses d'avance plus élevées tout en restant continuellement engagés dans la coupe. Image gracieuseté de Sandvik.

De nouveaux types de stratégies d'outillage et de parcours d'outils, ainsi que de nouvelles fonctionnalités de FAO permettant d'en tirer parti, ont permis aux ateliers d'utiliser les outils de manière plus agressive et plus longtemps pour produire des pièces de meilleure qualité. Ces changements sont visibles pour les experts travaillant sur chacune de ces technologies, et les multiples conversations que mes collègues et moi avons eues avec des experts en outils de coupe ont mis en lumière les types de développements que les ateliers peuvent utiliser aujourd'hui.

Quoi de neuf dans l'outillage ?

Chris Monroe, spécialiste des solutions de production de masse chez Sandvik, m'a récemment parlé des développements dans les outils de découpe haute performance (HPC) et d'usinage à grande vitesse (HSM) et de la façon dont les ateliers peuvent utiliser les nouvelles générations de ces outils de manière optimale.

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Il affirme que le HPC bénéficie de nouvelles optimisations dans la géométrie des outils, en particulier des hélices inégales et des noyaux coniques avec des cônes qui s'étendent vers la base de l'outil. Les hélices inégales utilisent différents angles de pas dans différentes sections de l'outil pour réduire la résonance. Cela améliore la stabilité des outils, permettant aux ateliers de faire fonctionner les outils plus fort tout en conservant une durée de vie élevée. Les noyaux coniques augmentent la rigidité de l'outil et réduisent les vibrations, améliorations qui prolongent également la durée de vie de l'outil.

Selon lui, les outils HSM voient leur durée de vie améliorée grâce à l'optimisation du revêtement, car les trajectoires d'outils à grande vitesse génèrent beaucoup de chaleur lors de la coupe. Ces améliorations ne doivent pas nécessairement provenir de nouvelles formulations de revêtements, car Sandvik a prolongé la durée de vie de ses outils en utilisant de nouvelles techniques de revêtement PVD pour superposer des revêtements éprouvés de manière à mieux adhérer à l'outillage.

Quoi de neuf dans les parcours d'outils ?

John Giraldo, responsable de l'ingénierie aérospatiale chez Sandvik, a accompagné mon collègue Brent Donaldson à travers les parcours d'outils pour l'ébauche au disque dur fin 2025. Certains de ces parcours d'outils correspondent aux techniques HPC comme le fraisage latéral à grande avance, qui combine un petit pas radial avec un engagement complet des goujures à des avances élevées pour réduire les forces de coupe tout en améliorant l'efficacité.

Giraldo a également parlé du rainurage courbe, qui utilise un couteau de type disque qui suit le profil 3D entre les lames du disque aubagé tout en restant continuellement engagé pour réduire le temps de non-coupe. Lors d'un test avec une fraise conçue pour cette opération, Giraldo a usiné 17 fentes en Inconel en 13 minutes chacune, en utilisant un seul bord de chacune des plaquettes de la fraise. Après quelques optimisations du programme, il a réduit les temps de cycle de moitié.

Quoi de neuf dans le support CAM ?

Ce type d'optimisation est la raison pour laquelle Monroe recommande de maintenir le logiciel de FAO à jour. Les fonctionnalités avancées de CAM peuvent réduire les temps de cycle des pièces tout en réduisant le temps de programmation. Il cite en exemple les fonctionnalités permettant de gérer les virages serrés. Ces détails nécessitent une gestion minutieuse de la vitesse pour éviter que l'outil ne heurte la pièce tout en maintenant des vitesses rapides. Le logiciel de FAO peut effectuer les calculs nécessaires sans enliser votre équipe de programmation.

Tom Funke, spécialiste de la FAO et des applications chez Sandvik pour les marchés de l'aérospatiale, de l'exploration spatiale et de la défense, m'a également parlé des nouvelles fonctionnalités de FAO qui contribuent à la productivité. Selon lui, les quinze dernières années ont vu l'adoption généralisée de fonctionnalités de FAO avancées telles que le tournage trochoïdal, une méthode de tournage de rainures de poche dans laquelle une plaquette ronde suit une trajectoire d'outil en zigzag et ne quitte jamais la matière, maximisant à la fois le taux d'enlèvement de métal et la durée de vie de l'outil. Même au cours des cinq dernières années, il affirme que le fraisage dynamique à cinq axes est passé d'un projet de programmation fastidieux à un projet pris en charge et rationalisé par les principaux fournisseurs de logiciels de FAO.