HAIMER Safe‑Lock™ : serrage d'outil sûr, efficace et durable

Le système de protection anti-arrachement HAIMER Safe-Lock™ assure un serrage sûr de l'outil de coupe. Des clavettes spéciales dans le porte-outil s'emboîtent parfaitement dans les rainures hélicoïdales du manchon de l'outil de coupe, créant ainsi des forces de serrage par friction et un verrouillage par forme positive. Cela empêche efficacement l'outil de coupe de s'arracher du porte-outil. De plus, cela augmente la productivité grâce à des vitesses permises plus élevées et une durée de vie d'outil accrue.

À ce jour, Safe-Lock™ est devenu un standard de facto dans le domaine du serrage d'outils pour les opérations de fraisage. Au cours des 10 dernières années, depuis l'introduction du système Safe-Lock™, il a été confirmé à maintes reprises que cette méthode de serrage est souvent nettement supérieure aux porte-outils à mandrin de fraisage conventionnels et aux porte-outils à queue Weldon. Cela est prouvé par un grand nombre de partenaires sous licence, dont certains figurent parmi les principaux fabricants mondiaux d'outils de coupe et de porte-outils — par exemple Walter, Widia, Sandvik Coromant, Seco Tools, Sumitomo, Kennametal, Helical, Emuge Franken, Data Flute, Niagara, OSG et Mapal. En 2017, Iscar et Ingersoll ont également décidé de proposer des outils avec queue Safe-Lock™. Par ailleurs, la gamme de porte-outils Safe-Lock™ à mandrin de rétraction, à pince et hydrauliques s'est considérablement élargie ces dernières années. En plus des mandrins hydrauliques Safe-Lock™ de Kennametal, Mapal travaille déjà à l'introduction de son offre de mandrins hydrauliques Safe-Lock™ sur le marché.

Andreas Haimer, directeur général de HAIMER GmbH, explique : « Nous sommes fiers que notre système de protection anti-arrachement Safe-Lock™ se soit imposé comme le nouveau standard dans l'industrie du fraisage lourd et du dégrossissage et qu'il devienne de plus en plus important dans d'autres domaines tels que le fraisage trochoïdal. Nous sommes également très satisfaits de nos nouveaux partenaires sous licence, qui contribuent à élargir le portefeuille Safe-Lock™ et à le rendre accessible à davantage d'utilisateurs finaux. »

Succès dans l'industrie aérospatiale

Safe-Lock™ a émergé des exigences de l'usinage lourd, un défi quotidien dans les industries aérospatiale et énergétique. Les matériaux innovants tels que les divers alliages de titane ne sont pas seulement légers, mais aussi très rigides, résistants à la corrosion et difficiles à usiner. Cela n'affecte pas seulement les concepts de machines et les processus, mais aussi les outils de coupe et les porte-outils utilisés.

De nombreuses pièces sont usinées à partir d'un bloc plein — lors de ce processus de fraisage, jusqu'à 90 % du matériau est enlevé. Pour optimiser le processus économiquement et qualitativement et atteindre un taux d'enlèvement de matière élevé, on choisit des couples et des avances élevés avec de bas régimes. Mais lors de cette opération de coupe haute performance (HPC), de fortes forces d'arrachement se produisent. En combinaison avec des forces de coupe élevées et des avances agressives, un mouvement de flexion de l'outil dans le porte-outil se crée, ce qui augmente finalement le risque d'arrachement de l'outil. Cela affecte particulièrement tous les designs de porte-outils qui offrent un serrage précis et une haute précision de concentricité, comme les mandrins de rétraction, hydrauliques ou de fraisage.

En conséquence, Safe-Lock™ est désormais répandu dans l'industrie aérospatiale. Alexander Steurer, responsable senior NC - Programmation composants stator chez MTU Aero Engines à Munich, explique la décision d'utiliser le système HAIMER : « Grâce à l'introduction de Safe-Lock™ et de la technologie de rétraction de HAIMER, nous pouvons garantir la fiabilité du processus même lors du fraisage de matériaux haute température difficiles. C'est une condition préalable pour garantir un traitement fluide lors de la fabrication de cadres et de pièces moulées, compte tenu de notre haut degré d'automatisation. La combinaison de la protection anti-arrachement et de la concentricité la plus élevée du système Safe-Lock™ conduit à de faibles vibrations et, par conséquent, à un processus d'usinage très stable. Grâce à des profondeurs de coupe et des avances accrues, le taux d'enlèvement de matière peut être augmenté significativement. Et grâce à la concentricité améliorée des mandrins de rétraction HAIMER, la durée de vie de l'outil est améliorée jusqu'à 50 %. »

Les avantages d'un faux-rond inférieur à 3 µm que le design symétrique Safe-Lock™ offre, couplés à un équilibrage optimal et à la possibilité d'un préréglage de longueur facile, étaient des raisons substantielles pour MTU de passer au système HAIMER au lieu de continuer à utiliser les systèmes Whistle Notch ou Weldon. Bien que ces autres systèmes empêchent effectivement l'arrachement de l'outil, tous deux sont asymétriques par conception, offrant donc une précision de concentricité et d'équilibrage insuffisante.

Productivité accrue avec Safe-Lock™

Cependant, Safe-Lock™ n'a pas seulement trouvé des adeptes enthousiastes dans l'industrie aérospatiale. Travaillant chez Glätzer, Daniel Rautenbach sait à quel point l'industrie automobile peut être féroce et exigeante. Le directeur général des spécialistes de l'usinage CNC basés à Solingen explique : « La qualité parfaite et la fiabilité de livraison sont les exigences de base pour soumissionner dans notre industrie. Les prix sont hautement concurrentiels. » Par conséquent, dans son entreprise, la différence entre profit et perte se joue à l'efficacité du processus. D'où la nécessité d'une qualité sans compromis.

Grâce à l'un des plus grands projets dans ce domaine, Ingo Schulten, responsable des opérations, a découvert le système de protection anti-arrachement HAIMER Safe-Lock™ et a commencé à l'utiliser mi-2013. L'application spécifique était une pièce pour un frein à disque de camion à commande pneumatique, en fonte graphite sphéroïdale, type EN-GJS-800-2. Pour fraiser des contours concaves, le contact entre l'outil de coupe et la pièce n'est pas seulement ponctuel, il couvre en réalité 30 à 40 % de l'outil. Ingo Schulten explique : « Les forces d'engagement et de coupe extrêmement élevées font que l'outil veut s'arracher du porte-outil. » Les mandrins Weldon utilisés garantissaient que l'outil restait dans le porte-outil, mais la vis de pression latérale empêchait l'outil d'atteindre une bonne précision de concentricité. Selon Schulten, « la durée de vie de l'outil était très instable, ce qui menait même à la casse d'outils ».

Les essais de fraisage avec Safe-Lock™ l'ont convaincu, lui et les autres employés de Glätzer. « Pour moi, le passage à Safe-Lock™ semblait évident, comme utiliser un démarreur électrique au lieu d'une manivelle pour démarrer une voiture », a expliqué Schulten avec enthousiasme. « Les paramètres de coupe se sont améliorés significativement. La durée de vie de l'outil a augmenté de 40 % de manière constante. »

Avantages de la coupe à grande vitesse

Safe-Lock™ devient également de plus en plus populaire dans d'autres industries et lors d'usinage HSC avec des fraises à hélice élevée ainsi que dans le fraisage trochoïdal. Lors des opérations de fraisage trochoïdal, où la vitesse de coupe et la profondeur de coupe axiale peuvent être augmentées grâce au soutien logiciel, la productivité est significativement améliorée. Ainsi, les opérations de fraisage sont réalisées trois fois plus vite avec des profondeurs de coupe plus grandes, même pour des matériaux durs et difficiles à usiner.

Cependant, cela augmente aussi le danger d'arrachement de l'outil. Même si seule une fine copeau est généralement enlevé pendant les opérations de fraisage trochoïdal, souvent toute la longueur du tranchant est utilisée pendant le processus. Cela entraîne des forces axiales plus élevées qui obligent l'opérateur à prêter attention au serrage sûr de l'outil de coupe. Un mandrin de rétraction avec Safe-Lock™ est la solution idéale car il offre plus de sécurité que le système Weldon, est plus facile à installer et peut être serré très précisément. L'équilibrage idéal et les caractéristiques de concentricité de la technologie de rétraction en combinaison avec la sécurité de serrage du système Safe-Lock™ permettent une productivité accrue grâce à des vitesses permises plus rapides et une durée de vie d'outil augmentée, le tout avec une assurance complète de sécurité de l'outil.

Serrage d'outil sûr et efficace

Le principe Safe-Lock™ peut s'expliquer ainsi : des rainures hélicoïdales sont rectifiées dans le manchon de l'outil de coupe, qui ont le même angle que celui de l'outil. En combinaison avec des clavettes de forme fermée par électroérosion dans le porte-outil (mandrins de rétraction, mandrins à pinces ou mandrins hydrauliques), les rainures empêchent l'outil de coupe de tourner ou d'être arraché du mandrin lors d'usinage extrême, ce qui cause des coûts très élevés lors de la production de pièces onéreuses. La combinaison de la protection anti-arrachement et de la haute précision de concentricité conduit à moins de vibrations et à des taux d'enlèvement de matière très efficaces. Avec cela, il est possible d'augmenter significativement les taux d'enlèvement de matière en augmentant la profondeur de coupe et les avances. De plus, l'usure de l'outil sera réduite.

Précédemment publié sur le site web de Haimer.