Des verrières aéronautiques en cinq axes

TÉMOIGNAGE
Des verrières
aéronautiques en
cinq axes
L a société SAINT-GOBAIN Produits
Spéciaux, établissement de Sully-surLoire, définit, développe, produit et
distribue dans le monde entier des
produits transparents, en verre ou en
matériaux organiques, destinés aux
transports.
“Qualité, sécurité et service constituent les fondements de notre politique”,
déclare M. Patrice Theau. Associé à
S EKURIT T RANSPORT , S AINT - G OBAIN S ULLY
peut offrir des prestations complètes et
prendre en charge l’ensemble des
besoins en fenêtres et pare-brises de ses
clients. Le chiffre d’affaires 2006 était de
55 millions d’euros dont 35 pour l’aéro-
nautique, 15 les applications civiles et le
solde pour les blindages.
L’établissement de Saint-Gobain Sully
bénéficie d’une expérience unique dans
la conception, la qualification, la fabrication et la fourniture de “transparents”
d’avions de haute performance ou de
matériels de transport, en utilisant des
matériaux et des technologies de pointe
(verre et acrylique). La division aéronautique bénéficie d’une expertise inégalée
issue d’une coopération étroite avec les
avionneurs, pour développer des glaces
de cockpit, des hublots cabine/passagers, des feux de bout d’ailes et d’atterrissage pour avions commerciaux, régionaux, avions d’affaires et hélicoptères,
ainsi que les pare-brises et coupoles d’avions de chasse.
Il y a, en fait, deux ateliers indépendants à Sully, l’un est spécialisé dans
les transparents en verre organique
(plexiglas, makrolon, etc), l’autre dans
les applications civiles et militaires les
plus variées en “verre” dans les secteurs de la marine, des trains, tramways,
panneaux spéciaux pour bus “sensibles”, stades, etc.
Cette division aéronautique a pour
ligne directrice d’augmenter la fiabilité de
ses produits et de ses services pour
réduire avec succès les délais et le coût
d’utilisation de ses transparents pour les
utilisateurs, comme l’a démontré le trophée récemment attribué par les compagnies aériennes à cette équipe de support-client. Il est bien évident que les
séries sont le plus souvent réduites, que
Fig. 1 - Sur ce cliché de la Multiax M 3015,
le support de broche est bien visible avec
la tête bi-rotative en train de travailler sur
un conformateur posé sur une table
surélevée. La machine est entièrement
carénée avec une aspiration intégrée car
ce genre de travail génère beaucoup de
copeaux et de poussières. La visibilité est
excellente et la table suffisamment
grande pour accueillir deux tables.
76 - Juin 2007 - TRAMETAL
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Fig. 2 - Ces deux exemples de conformateurs montrent deux
transparents de cockpit qui sont équipés de leurs joints et
des systèmes de dégivrage. Les supports sont en lab collé
sur une plaque d’acier dûment étiquetée.
Ces conformateurs résistent suffisamment au four pour
mettre en forme ces panneaux de plexiglas optique.
de nouveaux lancements peuvent intervenir après de nombreuses années, “trente ans pour certaines pièces” nous
précisera même M. Theau lors de la visite. En cas de
besoin, toute forme de vitrage, verrière ou bulle peut être
recréée par retro-conception si les conformateurs n’existent plus ou même les plans. Notons qu’il s’agit de vitrages
techniques, le plus souvent avec des systèmes de dégivrage mais aussi des capteurs, traitements de surface ou des
joints spéciaux. Ne parlons même pas des adaptations
spécifiques pour systèmes d’éjection où la verrière doit
s’éjecter ou se “découper” avant le passage du pilote et de
son siège... Dans une activité très peu automatisée qui utilise beaucoup de formes, l’investissement dans une
machine capable de réaliser rapidement et précisément les
formes demandées permet d’augmenter la productivité et
de faire face à des délais qui ont tendance à se réduire.
D’une part, une telle machine à commande numérique fait
figure de nouveauté dans l’entreprise, d’autre part, elle
apporte une réactivité en cas de besoin, ce que les opérateurs ont bien du mal à faire, du fait du caractère particulier
de la fabrication de ces transparents de haute technologie
qui réclame déjà des passages au four pour que le matériau prenne la forme de son support mais aussi de longs
travaux de préparation de chaque couche ou des équipements inclus.
www.trametal.com, code
Le modèle retenu est une M ECANUMERIC M 3015 que le
constructeur d’Albi a proposé avec un original changeur
sur la traverse haute, réparti en quatre postes. Le plus souvent un conformateur est réalisé en “lab” et équipé avec un
joint et des trous pour, relié à une pompe à vide, créer une
forte dépression qui va plaquer le panneau sur la forme à
obtenir. Le plus souvent, il s’agit de verre feuilleté mais il
existe de petites séries destinées à une clientèle aviation
légère ou d’affaires, pour des hélicoptères ou des blindages automobiles qui sont obtenus en polycarbonate
optique ou dans des plexiglas optiques. Bien souvent, il
s’agit de produits multi-couches.
TMY59
La machine
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Cette machine possède une table
fixe, un portique mobile, 4 axes cartésiens, 2 axes polaires avec transmission
par vis à billes sur tous les axes cartésiens, entraînement direct avec réducteur sans jeu pour les axes polaires. La
CN retenue est une S IEMENS S INUMERIK
840D mais une FANUC 16i ou une NUM1050
sont aussi possibles. Formats utiles en
mm en X,Y et Z pour la MN5 M3015-14 :
3750 x 2250 x 1380. L’électrobroche
développe 22 kW.
Fig. 3 - Sur ce
type de travail
à Z constant, il
est possible
de travailler
en trajectoire
sinusoïdale
afin d’utiliser
toute la
hauteur taillée
de l’outil et de
réduire
sensiblement
son usure.
Mecanumeric fabrique des équipements de découpe (fraisage, laser, jet
d’eau, ultra-son, couteaux), de gravure
et de thermoformage. La modularité
des équipements associée à une grande
variété d’options permet de satisfaire
l’ensemble des besoins quels que
soient les types et les tailles de matériaux utilisés.
Cette fraiseuse cinq axes est encore
loin d’être utilisée à pleine charge mais
l’important est cette réserve de productivité qu’elle procure à la division aéronautique qui, devant le saut qualitatif obtenu, réfléchit à de nouvelles applications.
Gagner du temps est secondaire dans
cette application devant l’amélioration
de la qualité, de la répétabilité de cette
même qualité et de la tracabilité des
opérations. Devant la pénurie d’opérateurs de haut niveau, il faut bien les
décharger des opérations automatisables pour améliorer le service rendu aux
donneurs d’ordres.
❑
La FAO
Le logiciel retenu par Saint-Gobain Sully a été MASTERCAM pour sa facilité de
prise en main par des non spécialistes et ses possibilités en cinq axes sur des formes gauches. La programmation est réalisée sur un poste dédié dans un petit
bureau attenant à la salle dévolue à la Mecanumeric. La simulation est très appréciée tout comme la facilité à réaliser les plans de joint ou à tenir compte des épaisseurs conséquentes des transparents à former. Les fichiers CAO, de provenances
variées, donnent la pièce idéale et Mastercam permet de créer le conformateur adéquat puis les phases d’usinage correspondantes en gardant beaucoup de souplesse
pour les modifications, qui permettent, avec un conformateur “faux” d’obtenir une
pièce “bonne”. L’expérience de l’éditeur dans le moule comme dans les métiers du
bois est ici précieuse.
Le suivi des fichiers avec la traçabilité intégrale des modifications et dérogations
est essentielle pour les gens de St Gobain ainsi que la fonction de recherche de
“dernière modification”. Les fonctionnalités de réparation et de détection de défauts
sur les surfaces sont aussi bien utiles car certains fichiers CAO sont anciens ou carrément rapiécés à la va vite. Ne pas passer des heures sur des surfaces discontinues
et éviter des navettes avec le client est un plus pour les utilisateurs.
Les changements d’outils tout comme un travail en pendulaire sur les éventuelles
deux moitiés du conformateur sont parfaitement pris en compte par le post-processeur fourni. Le travail se fait avec le brut posé sur une table assez haute afin de permettre de descendre suffisamment bas latéralement avec la tête, en cinq axes simultané et de finir les formes en un seul posage. Au rang des nouveautés apparues sur
la version X2, la possibilité d’imprimer des trajectoires sinusoïdales aux outils permet, si les passes sont débouchantes, de diminuer l’usure par un facteur 2 ou 3 en
utilisant toute la hauteur coupante de l’outil. Notons également, en passant, parmi
les évolutions majeures le module concernant la prise en charge des robots multiaxes comme les machines multi-taches de type Integrex ou multi-axes avec une
simulation très détaillée.
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