Électroérosion : les évolutions

Electro-érosion
Électroérosion :
les évolutions
Fig. 1 GF AGIECHARMILLES
qui regroupe
depuis cette année
les marques Agie,
Charmilles et
Mikron, devient
ainsi source unique
pour des solutions
clés en main en
électroérosion fil et
enfonçage,
fraisage haute
vitesse, haute performance et en
automation.
L’EMO a été
l’occasion
mondiale de
présenter les
nouvelles familles
avec les modèles
FORM20/30,
FORM 2000/ 3000 en
enfonçage et
CUT20/30 pour le fil,
conçues dans le
souci d’offrir le
maximum quant
au rapport
prix/performances,
et ce, dès les
premiers modèles.
La dernière EMO a été l’occasion pour de
nombreux constructeurs de présenter des
évolutions de leurs machines travaillant par
électroérosion. Aujourd’hui bien que l’industrie
du moule ait rencontré une crise sévère en
France, il reste, cependant quelque 500 entreprises susceptibles non seulement d’investir,
mais aussi et surtout, de pouvoir être compétitives. En effet, le coût de fabrication des moules que l’on a cru pouvoir être réalisés à
meilleur marché en Chine, s’avère bien souvent élevé du fait de nombreux facteurs tels
que l’augmentation du coût du transport ou les
aléas qualitatifs tant des matières premières
que du travail lui-même… Bref, autant de raisons pour que dès qu’un moule devient un tant
soit peu technique, il reste chez nous, soit est
déplacé en Europe pour des raisons de proximité auprès de grands donneurs d’ordres. Une
trentaine d’exposants du secteur de l’électroérosion étaient présents à l’EMO. Tous ne sont
pas présents sur notre sol et pour le Groupe
Georges Fischer ce salon a été l’occasion de
faire la démonstration de la nouvelle entité
AgieCharmilles regroupant les marques Agie,
Charmilles et Mikron. L’offre en automatisation
était également de la partie dans le groupe
avec les System 3R, Mecatools, Step Tec,
entre autres. Parmi les autres constructeurs
que l’on peut trouver en France, on citera
l’espagnol ONA, les japonais BROTHER, FANUC,
MAKINO, MITSUBISHI ELECTRIC, SODICK sans
oublier l’américano-germanique OPS INGERSOLL, l’allemand ZIMMER + KREIM ou l’italien
CDM ROVELLA, sans être, bien entendu, exhaustif quant à cette liste.
Quelques machines en première
présentation lors de l’EMO
Organisées à la suite de l’EMO,
ces Journées ont permis aux
industriels français, venus nombreux, de découvrir ce que représentait aujourd’hui l’offre AGIECHARMILLES du
constructeur lui
permettant de
répondre aux
exigences d’un marché particulièrement difficile - notamment en ce qui
concerne l’industrie du
moule et de l’outillage - et
qui ne doit pas baisser les bras face à
28 - Décembre 2007 - TRAMETAL
une concurrence exacerbée mais pas insurmontable.
Depuis des années, - au risque de lasser –
TraMetal ne cesse de répéter qu’il faut se
remuer, être à l’affût des évolutions non seulement des marchés mais aussi et surtout, des
moyens de production modernes et automatisés qui peuvent être les gages, non seulement
de la survie des entreprises en Europe mais,
aussi, de leur dynamisme et de leur profiabilité.
Electroérosion et usinage
à grande vitesse
Ce sont là deux technologies clés de l’industrie du moule et outillage. La première réalise l’usinage par “brûlure” du métal et la
seconde est une méthode faisant appel à
une géométrie de l’angle de coupe définie. Il
est bien clair que ce sont deux méthodes bien
différentes et qu’elles ont chacune leurs avantages, en fonction des applications. Les deux
méthodes peuvent entrer en compétition,
notamment lorsque l’on doit faire appel à l’usinage par électroérosion dit par enfonçage.
Toutes deux peuvent être utilisées pour la réalisation de pièces tridimensionnelles mâles et
femelles nécessaires aux moules d’injection
ainsi que pour la réalisation de poinçons et
matrices de forge, de moules de compression,
de moules de frittage, etc. L’usinage à grande
vitesse a gagné ses lettres de noblesse dans
l’usinage des électrodes en graphite ou en cuivre, ce qui représente également une méthode
complémentaires à l’enfonçage.
Les coûts opératoires des machines travaillant par enfonçage sont largement comparables à ceux des machines UGV. Un facteur
important dans le comparatif est de prendre
en considération le coût des outils (fraises,
production d’électrode), les produits auxiliaires (diélectrique, huile pour lubrification
minimale), remplacement et pièces de
rechange (broches), enlèvement des
déchets (diélectrique, copeaux, boues, etc.).
Tandis que l’électroérosion à fil est aujourd’hui largement utilisé de manière tout à fait
satisfaisante, voire sans rivalité, dans la production de poinçons et de matrices de
découpe, l’électroérosion par enfonçage et le
fraisage UGV peuvent entrer en compétition
dans plusieurs domaines d’applications.
Cependant, dans l’état actuel des technologies, il n’est pas possible de conclure plus en
faveur d’une méthode que de l’autre de façon
déterminée. Car, en effet, malgré les avantages
considérables que l’on peut rencontrer en fai-
Electro-érosion
Fig. 2 - La nouvelle entité FANUC ROBOMACHINE du constructeur de robots
et commandes numériques Fanuc dont la filiale française a été ouverte
cette année, a refondu ses modèles de machines à fil avec la famille
“ai”, enrichie de nombreuses fonctionnalités, de systèmes de
palettisation ou de gestion des consommables sophistiqués, tout
en les gardant particulièrement conviviales et accessibles sur le
plan pécuniaire.
Fig. 3 - Le constructeur
japonais de centres
d’usinage à grande
vitesse et de précision
MAKINO est également
constructeur réputé
de machines
d’électroérosion fil et
enfonçage avec une
large gamme qui s’est
agrandie avec la
présentation du modèle
SP64 à fil doté de la
technologie H.E.A.T.
qui permet
d’augmenter la
vitesse de coupe de
35 à 50% ainsi que
d’améliorer la précision
en maintenant les
tolérances de forme
jusqu’à 5 µm par face
en ébauche et sur une
hauteur de 150 mm.
s a n t
appel à
l’UGV, il reste des géométries très spéciales qui représentent une limite
pour cette méthode. Néanmoins, on ne saurait
trop sensibiliser les
industriels à bien
examiner
les
deux
courants avant d’opter
pour l’une plutôt que pour l’autre. Le tableau
ci-contre peut aider à se rendre compte de ce
que l’on peut attendre quant aux performances et géométries traitées.
Des éléments de réponse
Avec la mise sur le marché de deux nouvelles lignes de machines travaillant par
électroérosion à fil et par enfonçage, AGIECHARMILLES apporte
des solutions adaptées
Fig. 4 - Constructeur de
robots et commandes
numériques, MITSUBISHI
ELECTRIC a aussi revu sa
gamme de machines à
fil et d’enfonçage
comme, ici le modèle
FA20S Advance,
considérée par les
professionnels comme
l’une des plus
performantes de sa
catégorie.
30 - Décembre 2007 - TRAMETAL
aux besoins des ateliers. On notera donc le
lancement du modèle CUT20, désigné pour la
mécanique générale et les outils de découpe
standard. C’est une machine de grande facilité
d’utilisation, offrant des performances exceptionnelles du générateur et permettant d’atteindre des états de surface de 0,25 Ra sur des
pièces de 350 x 250 x 250 mm. Parmi les nouveautés, on notera en enfonçage le lancement
des modèles FORM20, form30 FORM2000 et
FORM3000, les deux premiers étant des machines conviviales et économiques tandis que les
deux autres sont conçus pour la plus haute
précision, avec solution unique d’automation
intégrée. L’offre du constructeur aujourd’hui et
particulièrement large comportant quelque
18 modèles pour le fil et 19 pour le travail par
enfonçage sans oublier deux modèles de
machines de perçage par étincelage. L’intérêt
du constructeur réside également dans l’offre
globale qu’il est à même de proposer à savoir
aussi bien des solutions de travail par étincelage que par outils de coupe avec les fraiseuses
et centres d’usinage dont la gamme, également, permet de répondre à de nombreux cas
de figures, fonction de la priorité accordée à la
précision, la grande vitesse, la production,
voire les trois à la fois.
FANUC ROBOMACHINE se positionne comme
spécialiste de l’électroérosion à fil et microperçage. Toute la gamme a été revue et se
décline aujourd’hui avec les séries _-iD, machines à grande vitesse et précision élevée,
commandées par la CN de dernière génération
FS 310is-WA dont la vitesse de calcul est quatre
fois plus élevée et celle d’usinage multipliée
par 10 par rapport aux modèles exitants. Le
logiciel de ces machines a été refondu et enrichi de nombreuses fonctionnalités des systèmes de palettisation ou de gestion des
consommables sophistiqués sont disponibles.
Des palpeurs et des logiciels adaptés permettent de détecter les formes à usiner ou la position exacte de bruts mal connus comme des
plaquettes brasées PCD sur un corps d’outil
par exemple. Les courses de table ont également été revues à la hausse allant de 370 x
270 mm pour les modèles les plus petits à 600
x 400 mm pour les plus grands.
MITSUBISHI ELECTRIC, avec le modèle FA20S
Advance offre une précision extrême à un
prix compétitif. Des états de surfaces inférieurs à 0,15 µm Ra, des vitesses d’usinage
supérieures à 500 mm2/mn, un parallélisme de
5 µm sur le diamètre à une hauteur d’usinage
de 200 mm sont parfaitement réalisables sur
cette machine qui accepte des pièces de
Electro-érosion
Fig. 5 - Le
constructeur
espagnol ONA
n’est pas en
reste avec le
développement
de sa nouvelle
ligne de
machines à fil AX,
dont ici la AX10.
Fig. 6 - Parmi les
constructeurs majeurs
de machines travaillant
par électroérosion, le
japonais SODICK qui
fabrique également ses
propres moteurs
linéaires, a assis sa
réputation sur des
développements haut
de gamme associés à
de nombreuses
innovations
technologiques comme
les machines “Hybrid”
en étaient l’illustration,
combinant
l’électroérosion et la
découpe au jet d’eau.
1 050 x 800 x 295 mm sur une table de 780 x
630 mm admettant 1 500 kg. Les courses sur
les trois axes X Y Z sont, respectivement, de
500 x 350 x 300 mm, tandis que celles en U et
V sont de +/- 75 mm et la valeur angulaire
conique de 15°(260 mm). Le diamètre du fil
admis va de 0,1 à 0,30 mm. La commande est
conçue par le constructeur qi possède une
très large expérience dans le domaine et figure
parmi les leaders. Tout est pensé pour faciliter
le travail et la récupération de données 3D.
Cette machine peut, bien entendu, travailler en
toute sécurité et précision des matières
comme le PCD et le CBN et un axe B peut compléter ses possibilités. Toutes les solutions
d’automatisation sont également possibles.
MAKINO, acteur majeur de longue date dans
le domaine de l’usinage par étincelage et
constructeur également d’une large gamme de
centres d’usinage de haute précision, à grande
vitesse et haute performance présentait le dernier modèle de la gamme des machines à fil,
avec le modèle SP64, équipé de la technologue
H.E.A.T (High Energy Applied Technology). et
d’un tout nouveau fil développé par BERKENHOFF, permettant d’accroître de façon notoire les vitesses de coupe, particulièrement
sur des pièces complexes. Par sa construction robuste et ses nouveaux développements
32 - Décembre 2007 - TRAMETAL
technologiques, cette machine hautement productive est particulièrement dédiée à la production d’un large spectre d’applications sur
des pièces exigeant des tolérances très serrées. Elle admet des pièces de 930 x 680 x
400 mm et pesant jusqu’à 1 200 kg. Axes U et
V de +/- 101 mm de courses chacun et angle
maxi de +/- 15°/100 mm, optionnellement +/35°/100 mm , diamètre de fil de 0,1 à 0,30 mm,
précision de positionnement de 0,0015 mm et
de répétabilité de 0,0010 mm sont les caractéristiques principales de ce modèle. Le constructeur propose 23 modèles différents de
machines à fil et 11 pour l’enfonçage.
ONA ELECTRO-EROSION mettait l’accent sur
sa nouvelle gamme AX à fil qui se décline en
quatre modèles 3, 4, 6 et 10 fonction des courses. Ces machines sont dotées d’un nouveau
générateur easycut pour des usinages rapides
(500 mm2/mn), sans pour autant pénaliser la
précision. La CNC Ona-W64 incorpore un vaste
ensemble de cycles de mesure automatiques
qui servent à simplifier les travaux de mise au
point de pièce. La commande est conçue pour
offrir le niveau le plus élevé de télésurveillance
et de télécontrôle. Ces modèles intègrent également un nouveau système d’enfilage automatique pour une grande variété de diamètres
et de sorties de fil. Un système expert permet
de contrôler et modifier automatiquement les
paramètres programmés du générateur afin
d’obtenir un rendement maximal de la machine
pour chaque phase de travail. Le système de
stratégie automatique autorise un opérateur
non expérimenté à réaliser facilement une
pièce complexe. En ce qui concerne les
machines d’électroérosion par enfonçage, on
notera que la gamme proposée par Ona comporte plus de 40 modèles différents.
S ODICK depuis déjà plusieurs années,
développe ses propres moteurs linéaires
qui équipent ses nombreux modèles tels que
la machine d’enfonçage AQ15L, “Usure Zéro”
de l’électrode (moins de 0,06%), présentée
pour la première fois, autorisant grande vitesse, précision élevée de positionnement sans
jeu. Rigidité, fonction automatique de programmation, fonction polissage courses X, Y
et Z, respectivement, de 900 x 1 500 (+900) x
600 mm et acceptant des pièces de 10 000 kg
résument les caractéristiques de ce modèle
présenté à côté de celui AQ900L à fil, également développé pour l’usinage de pièces de
grandes dimensions (1 200 x 900 x 400 mm).
Une autre innovation du constructeur réside
dans ses modèle hybrides, qui combinent
électroérosion à fil et usinage par jet d’eau
autorisant des vitesses de coupe 20 fois
supérieures au fil et permettant la réalisation
d’un process complet, depuis le trou initial
jusqu’à la finition. Les vitesses d’usinage
obtenues sont de 10 000 m2/mn dans le graphite, 3 500 mm2/mn dans l’aluminium et
❑
1 500 mm2/mn dans l’acier.