Outillage innovant :la volonté de changer, la mise à niveau est la clé du succès

« Conduire, suivre ou écarter le chemin. » Les propos de Lee Iaccoca à la tête de Chrysler Corporation n'ont jamais été aussi vrais dans l'usinage et la fabrication qu'aujourd'hui. Pour être efficientes, efficaces et compétitives, les grandes organisations doivent être innovantes.

Une expérience en usinage est à la fois précieuse et nécessaire. L'expérience, cependant, est mieux utilisée comme évaluateur du nouveau et pas simplement comme une insistance sur ce qui a fait ses preuves. Les nouvelles technologies d'usinage apparaissent presque quotidiennement. L'arrosage par l'outil, l'arrosage à haute pression et les techniques d'usinage à grande vitesse sont toutes des innovations qui deviennent rapidement courantes.

Alors, quelle est la prochaine étape ? Qui prendra le risque ?

Tu? Vous feriez mieux.

Un exemple concret
Autrefois un simple matériau pour les systèmes militaires et spatiaux, l'utilisation du titane est maintenant en pleine expansion. Il apparaît dans tout, des clubs de golf et des automobiles aux téléphones portables et aux prothèses de hanche. Pourtant, l'usinage du titane continue d'être un problème pour de nombreuses organisations. Les propriétés matérielles du titane imposent que l'écoulement plastique nécessaire à la formation de copeaux lors de l'usinage ne soit initié qu'à des températures significativement élevées. Les outils conventionnels – acier rapide, carbure et carbure revêtu – souffrent tous de charges de température aussi élevées. Les forces sont élevées, la durée de vie de l'outil est faible, l'usure de l'outil est rapide et les temps de traitement sont à la fois longs et coûteux.

Un fournisseur de l'aérospatiale avait une pièce en titane qui était particulièrement gênante. Les temps de traitement étaient longs (plus de 20 heures par pièce) et les coûts des matériaux étaient élevés car l'organisation utilisait un excès de matériau pour dissiper la chaleur et réduire le gauchissement généré pendant le traitement.

La clé du succès
Nos recherches d'experts dans l'usine du fournisseur, et vérifiées par des tests de durée de vie des outils dans les laboratoires d'usinage Dr. M. Eugene Merchant TechSolve Labs à Cincinnati, ont prouvé que les choix d'outillage ont joué un rôle majeur dans le développement d'une meilleure pratique pour l'usinage titane. La recherche et les tests ont également découvert des techniques d'application de liquide de refroidissement et l'utilisation d'un usinage à cinq axes pour incliner légèrement l'outil de coupe (environ 1 degré par rapport à la verticale) dans le matériau a fourni le processus optimal.

L'outillage utilisé était une fraise en bout en carbure monobloc revêtue de 10 dents (TiAlON). Le nombre de goujures était essentiel au succès car elles réduisaient la charge de copeaux par dent et offraient en même temps une augmentation globale de l'avance par tour. Cela a simultanément réduit les forces et augmenté le taux d'enlèvement de métal, tout en générant moins de chaleur. Le liquide de refroidissement à haute pression a forcé le fluide de travail des métaux dans la zone de coupe - refroidissant en outre le processus. L'inclinaison de 1 degré sur l'outil a permis un accès plus facile au liquide de refroidissement et a désengagé le tranchant de la coupe, ce qui a permis davantage le processus de refroidissement.

La combinaison de coupes plus rapides et à faible force (la science fondamentale derrière les techniques d'usinage à grande vitesse) et une gestion thermique meilleure et plus efficace du processus a fourni un processus d'usinage beaucoup plus efficace. Les exigences en matière de matériaux ont été réduites d'un tiers parce que la nécessité de se prémunir contre la déformation a été réduite ainsi que le matériau supplémentaire nécessaire pour « s'infiltrer » sur la géométrie finie. Seules deux coupes ont été nécessaires, une coupe d'ébauche puis une coupe de finition. Cela a réduit le temps de traitement à la moitié du processus d'origine. Il n'était plus nécessaire de "se faufiler", et les paramètres du procédé ont donné des taux d'enlèvement de métal beaucoup plus élevés. Le rendement de qualité a également été augmenté car les problèmes de déformation dans la pièce finale n'étaient pas aussi importants, laissant la géométrie dans les tolérances.

La clé ultime du succès de l'organisation était sa volonté de changer. Il y avait un risque. L'innovation par sa nature même comporte des risques. L'expérience de votre personnel, cependant, peut atténuer ce risque grâce à une sélection optimale des possibilités. Pour ce faire, ils doivent être exposés à ce qui est nouveau, génial et (sans jeu de mots) à la pointe de la technologie.

Diriger avec un outillage et un traitement inventifs permettra à une organisation d'être compétitive de manière plus rentable et efficace à l'échelle nationale et mondiale. Soit vous faites preuve d'innovation dans vos processus d'usinage, soit vos concurrents le feront.

À propos de l'auteur :
Mike Gugger est le responsable des projets spéciaux chez TechSolve. L'expérience de Gugger s'est concentrée sur l'atelier. Avant de retourner à l'école pour son diplôme d'ingénieur, Gugger a accumulé plus de 10 ans d'expérience en usinage, assumant une plus grande responsabilité jusqu'à chef de groupe en charge des configurations, de la vérification des programmes CNC et de la formation du personnel d'atelier. Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle, Gugger a combiné ses antécédents et ses études et les a appliqués au domaine de l'ingénierie de fabrication. Ses responsabilités ont inclus la programmation CNC et la mise en œuvre de logiciels ; formation de programmeurs et d'opérateurs; développement d'outillage, de montage et de processus; justification, acquisition et mise en œuvre des biens d'équipement ; JIT et ISO 9000 ; développement de systèmes de communication DNC et d'atelier ; et la gestion.

Grâce à une approche pratique, les experts du secteur de TechSolve :mettent en œuvre des projets d'amélioration de la productivité et de réduction des coûts au niveau de l'entreprise et de la chaîne d'approvisionnement ; soutenir le développement de nouveaux produits et la planification de la croissance ; et aider les responsables de programmes et de produits à réduire le coût des pièces d'ingénierie métalliques à volume élevé ou à faible volume/coût élevé.