Metalworking World 3/2013

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Metalworking World 3/2013
N° 3/2013
Le magazine des affaires et des technologies de Sandvik Coromant
Énergie :
Pour la fusion
Puissance de
la passion
Comment Manoir Industries a pu offrir des solutions
finies au lieu d'ébauches de pièces.
Terminator sauve le climat tech Fraisage de poches profondes
brésil La fin des pannes tech Plus de productivité inspiration Toy story
Taillage d'engrenages À grande vitesse tech Précision aéronautique
profil
Éditorial
Metalworking World
est le magazine des affaires et des technologies d'AB Sandvik Coromant,
811 81 Sandviken, Suède.
Téléphone : +46 (26) 26 60 00.
Metalworking World est publié trois fois
par an en allemand, anglais, américain,
chinois, coréen, danois, espagnol, finnois,
français, hongrois, italien, japonais,
néerlandais, polonais, portugais, russe,
tchèque, thaï et suédois, et est envoyé
gratuitement aux clients de Sandvik
Coromant dans le monde entier. Publié par
Spoon Publishing à Stockholm, Suède.
ISSN 1652-5825.
klas forsström président de sandvik coromant
Chef de file de la
compétence
La recherche de l'excellence en matière de
savoir-faire a placé Sandvik Coromant en tête
de file de l'industrie transformatrice des
métaux. Nous nous concentrons sur trois
domaines : l'innovation, la formation et la
compétence.
Nos clients sont dans le monde entier et les
connaissances que nous acquérons à travers
l'analyse de leurs process nous mettent en
position de recommander de nouvelles
manières de travailler pour augmenter
l'efficacité et la rentabilité dans le cadre de
relations de collaboration. Découvrez par
exemple le travail effectué avec Cummins au
Brésil (article page 12). Ce fabricant de
moteurs décrit le partenariat comme « un
travail main dans la main ». Pour nous, il s'agit
d'un de nos Programmes d'Amélioration de la
Productivité (P.I.P.). Quel que soit le nom
qu'on emploie, cette démarche a permis à
Cummins de réaliser d'importantes économies.
Et elle nous a aussi permis d'élargir un peu
plus nos compétences.
Les P.I.P. font partie de notre offre de
services. Les services illustrent nos compétences au delà des solutions d'outillage. Notre
offre couvre divers domaines : l'ingénierie,
avec, notamment, le soutien que nous
apportons aux investissements ; la formation,
à travers laquelle nous touchons 3000
personnes chaque année ; et enfin le développement durable, grâce à nos solutions de
réaffûtage et de recyclage des plaquettes
carbure. Les services incluent aussi des
solutions logistiques pour des programmes
2 metalworking world
d'analyse et de réduction des stocks en vue de
libérer des fonds de roulement nets.
Vous verrez, page 31, la mise en œuvre d'un
tel programme de soutien chez Manoir
Industries en France. Le responsable des
méthodes industrielles, Gilles Beaujour, décrit
cette expérience comme ceci : « Sandvik
Coromant ne s'est pas contenté de me vendre
des produits ; j'ai eu tout le soutien nécessaire
pour développer un process efficace. » C'est
cette manière de travailler qui fait de nous les
leaders de la compétence.
J'aimerais remercier tous nos lecteurs qui
partagent leurs challenges avec nous. Les
connaissances et l'expérience que nous y
gagnons nous amènent à créer les meilleurs
services et les meilleurs outils.
Je vous souhaite une agréable lecture !
klas forsström
PrÉsident de Sandvik Coromant
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loi suédoise relative à l'édition : Jessica
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Söderström. Responsable budget :
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Emilson. Directrice artistique : Emily
Ranneby. Assistante à la directrice artistique : Anna Boman. Rédacteurs
techniques : Börje Ahnlén, Martin
Brunnander. Révision : Valerie Mindel.
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Traduction : Olivier Laurens. Mise en
page versions étrangères : Louise
Holpp. Prépresse : Markus Dahlstedt.
Photo de couverture : Audrey Bardou.
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31
Sommaire
France
Des ébauches aux
pièces finies.
6
Profil
Les motos
custom
recyclées de
Deus
12
10
Brésil
Des process
améliorés et de
grandes
économies.
A patented new
technique puts Voith
Turbo on the map.
4
En bref :
8
6
Profil :
18
Pierre après pierre
7
Profil :
24
Quatrième vitesse
Nouvelles du monde
Arnold Schwarzenegger
Dame Ellen MacArthur
Énergie :
Éoliennes intelligentes
Comment Lego a maîtrisé l'innovation
Le vice-président de Sandvik Coromant parle de la technologie du taillage
d'engrenages
28
Innovation
Les défis de la fusion
nucléaire.
Technologie
Des arêtes
d'airain
À la pointe de
l'arête
Optimisation du
tronçonnage
Les promesses d'une nouvelle
super nuance de plaquette.
La nouvelle nuance P25
apporte un nouveau
potentiel de vitesses de
coupe plus élevées et offre
une durée de vie plus
longue, plus prévisible et
plus fiable.
La meilleure manière
d'améliorer le tronçonnage : plus d'économies
de matière et une sécurité
de process accrue.
9
10 22
Grandes
longueurs de
porte-à-faux
Flexibilité et sécurité
de fonctionnement, et
possibilités de
standardisation avec
l'outillage modulaire.
26
Les héros de
l'ingénierie
Comment l'industrie
aéronautique satisfait les
besoins en matière d'usinage
de trous dans un environnement complexe.
38
metalworking world 3
EN BREF
texte : Henrik emilson
photo : getty images
Les lumières
de la baie.
C’est la plus grande
sculpture lumineuse du
monde. Elle s’étend sur
presque trois kilomètres
à travers la baie de San
Francisco et fait 152
mètres de haut. Le pont
suspendu est décoré de
25 000 LED blanches
clignotantes.
Que la
lumière soit
Contrôle du climat.
Arnold Schwarzenegger a réussi
dans de nombreux domaines, de
la musculation à la politique, sans
oublier le cinéma. M. Univers alias
Terminator et ex gouverneur de
Californie s’attaque à un nouveau
défi, peut-être le plus grand qui
soit : le climat. Il a fondé en 2010,
avec d’autres leaders internationaux, l’organisation à but non
lucratif « R20 Regions of Climate
Action » avec la collaboration des
Nations Unies. R20 est dirigée par
des gouvernements régionaux
travaillant à la promotion et à la
mise en place de projets en faveur
de l’économie et de l’environnement au niveau local à travers la
réduction de la consommation
énergétique et des émissions de
gaz à effet de serre. La dernière
action de R20 est une joint-venture avec Philips pour promouvoir
l’éclairage public avec des LED
afin de réduire l’empreinte
environnementale.
Pour Schwarzenegger, « les
villes, les états et les provinces
sont le niveau où la véritable
action a lieu en matière de projets
de gestion énergétique. Nous sommes heureux que Philips se joigne
à notre campagne d’amélioration
du rendement énergétique des
bâtiments et de l’éclairage publics
et nous aide à faire de tout un
chacun un héros en action pour
construire des communautés
durables et combattre le
changement climatique. » n
4 metalworking world
EN BREF
Un vélo en
carton
Surnommé « l’Alfa »,
ce prototype de 12,7
kg est une bicyclette
dont le cadre, les
jantes et les rayons
sont faits en carton.
Elle supporte sans
problèmes des
cyclistes de presque
vingt fois son poids.
Nouveaux matériaux. Imaginez que le
carton que vous recyclez se retrouve dans les
rues, la semaine suivante, sous la forme d’un
vélo, d’un fauteuil roulant ou d’une poussette.
C’est ce à quoi travaille la société israélienne
Cardboard Technologies. Elle produit des
moyens de locomotion en carton recyclé
renforcé avec du caoutchouc provenant de vieux
pneus et avec des matières premières
organiques. Elle n’emploie pas de métaux. Le
matériau résiste à l’eau et au feu et il est plus
léger et résistant que les alliages de métaux et la
fibre de carbone. En plus, le coût des matières
premières est très faible. n
press images
Métal
accueillant
Travail du métal. Le métal peut-il être
confortable ? Oui, si vous suivez le designer Peter
Novague qui fabrique des chaises en pliant des
feuilles d’aluminium à la manière d’un origami. La
chaise Edge n’est pas seulement esthétique avec
sa peinture de couleur vive, elle peut aussi
s’empiler facilement et s’utiliser à l’intérieur
comme à l’extérieur. Pour plus de confort, des
coussins sont disponibles. n
Le saviez-vous ?
Production
d’électricité
Une fourchette pour les
nouilles
Dans la cuisine
occidentale, les
nouilles sont
généralement
courtes et on les
mange avec une
fourchette. En
Asie, elles sont
longues et on les
mange avec des
baguettes. La
fourchette à
nouilles est une
invention qui
permet de manger
tous les types de
nouilles facilement
et avec style. Elle a
reçu le prix du
« point rouge » du
concours de
design international du même nom
à Singapour.
Les éoliennes construites en 2012
dans le monde représentent un
potentiel total de 45 gigawatts. La
capacité mondiale est de 282 GW,
soit trois pour cent des besoins en
électricité, selon la WWEA (Association pour l’énergie éolienne globale)
de Bonn, en Allemagne.
Le mot :
aéronautique
Des concepteurs
brillants travaillent
sur les problèmes
d’espace en
classe économique dans les
avions. L’étudiant
en design Alireza
Yaghoubi a
présenté son
concept AirGo au
concours de
design de la
fondation James
Dyson. Ce
concept réduit
l’épaisseur des
fauteuils et des
tablettes pour
gagner de la
place ; chaque
siège possède son
propre écran
vidéo escamotable attaché au
plafond,
indépendant du
dossier du siège
de devant.
Germanane
Les chercheurs de l’université de
l’Ohio aux États-Unis travaillent sur le
germanium, un matériau qui
comporte des couches d’atomes de
carbone. Comme le graphène, le
germanium a pu être disposé en une
couche d’un seul atome d’épaisseur,
le germanane, qui conduit l’électricité
10 fois plus vite que le silicium et cinq
fois plus vite que le germanium
conventionnel.
Le chiffre
19
pour cent
L’augmentation de la capacité
globale d’énergie éolienne a été
menée par la Chine et les
États-Unis en 2012.
metalworking world 5
EN BREF
texte : Marcus joons
photo : daniel månsson
Tonnerre de
métal
Marque, recyclage et
concept
Fondée en Australie en 2006,
Deus Ex Machina doit sa
réussite à ses motos « custom »
montées à la main qui associent
la simplicité à la performance
avec des pièces modernes.
6 metalworking world
Entreprise. « C’est exactement ce que nous voulions, un lieu de
rassemblement pour les motards de
nouvelle génération », affirme Stefan
Wigan, le responsable de la marque
Deus Ex Machina et des projets
spéciaux. D’un geste large, il désigne
la troupe de motards en jeans taille
basse assemblés dans le magasin à
la mode de Venice Boulevard, à
Venice Beach, dans la banlieue de
Los Angeles. Deus Ex Machina est
une entreprise australienne qui
mélange joyeusement les surfs, les
vêtements, le café et des motos
custom très prisées.
L’entreprise est née à Sydney et
possède maintenant des magasins à
Bali, en Italie (Milan) et aux
États-Unis. Derrière le magasin de
Venice Beach se trouve un garage où
le mécanicien de Deus, Michael
Woolaway, officie au milieu des
pièces de motos, démontant parfois
des motos entières, pour construire
des motos Deus.
« Ce sont des concepts Deus d’un
bout à l’autre. Ils s’inspirent des
modèles du passé mais sont orientés
vers la vie moderne et l’aspect
pratique », explique le mécanicien.
Le montage d’une moto Deus peut
prendre deux mois. Les motos
s’inspirent de la mode des « café
racers » britanniques des années
1950, mais elles incorporent les
dernières technologies, du moteur à
la direction. De taille réduite, ce sont
néanmoins de petits monstres de
puissance. n
EN BREF
texte : HENRIK EMILSON
photo : philippe Caron/CORBIS IMAGES
En circuit fermé
Dame Ellen MacArthur
Développement durable.
Après avoir pulvérisé les records à la
voile en professionnelle, plusieurs
tours du monde inclus, la Britannique
Dame Ellen MacArthur a lancé en
2010 la Fondation qui porte son nom,
une organisation à but non lucratif qui
agit dans le monde des affaires en
faveur d’une transition vers une
économie circulaire (terme générique
désignant une organisation
industrielle de nature réparatrice). La
Fondation a entrepris dernièrement
de constituer un réseau de 100
grandes entreprises dans le monde
pour faciliter la promotion et le
développement de l’économie
circulaire.
Selon E. MacArthur, « l’économie
circulaire représente pour les affaires
une opportunité claire et sûre partout
dans le monde. Notre initiative
apporte la cohésion et une direction à
cette opportunité. Elle favorise le
partage des expériences entre les
entreprises, la mise en commun des
meilleures pratiques et le travail
collaboratif pour obtenir de vrais
succès commerciaux. Nous estimons
la valeur de cette approche à plus de
10 milliards de dollars [US]. Elle
encourage l’innovation, les
investissements et la création
d’emplois. »
Le but de l’économie circulaire est
de reconstruire le capital, qu’il soit
financier, manufacturé, humain, social
ou naturel, afin d’assurer une
meilleure circulation des biens et des
services. n
La détentrice de records Dame Ellen
MacArthur hisse les voiles pour
l’amélioration du système industriel.
metalworking world 7
EN BREF
texte : henrik emilson
ILLUSTRATION : khuan + ktron
15
Production d’énergie
accrue de 15 pour cent
120
Diamètre du rotor:
120 mètres
106
Niveau sonore standard
de 106 dB(A)
110
Un mât d’acier de
110 ou 139 mètres
Autant en
emporte le vent
La nouvelle éolienne de General Electric est non seulement
énorme (son rotor est aussi grand que la grande roue Eye
Ferris de Londres) mais elle est aussi la première à utiliser un
réseau informatique pour gérer les fluctuations du vent et
fournir une énergie continue et prévisible au réseau. Avec ce
système, les éoliennes d’un même parc fonctionnent de
concert et non plus comme des unités indépendantes. Si l’une
des éoliennes s’arrête, les autres compensent la perte de
manière à ce que la production d’électricité reste constante.
8 metalworking
world
Un nouveau
type de batterie
au sodium stocke l’énergie produite en trop et la restitue en fonction des besoins. n
technologie
texte : christer richt
photo : Adrian burt
Une nouvelle arête de
coupe imbattable
Pourquoi la nouvelle nuance de coupe GC4325 ? Qu'est-ce que cette nuance de
nouvelle génération apporte au vaste secteur du tournage des aciers ? Christer Richt
a posé ces questions pour Metalworking World à Mia Pålsson, responsable produits
senior chez Sandvik Coromant.
Dans le domaine du tournage des aciers, les
nuances P25 servent pour la plupart des
tâches. Elles sont polyvalentes et sûres et
peuvent même aider à résoudre les problèmes. La nuance P25 GC4225 introduite il y a
quelques années est une des meilleures, alors
pourquoi en sortir une nouvelle ? Qu'apportera-t-elle ?
L'objectif était d'améliorer encore la sécurité
du tournage ISO P25 et d'offrir des conditions de coupe plus élevées. Le domaine du
tournage des aciers connaît d'importantes
variations en termes de caractéristiques des
matières, de pièces, d'opérations, de
conditions et de limites. Les problèmes
rencontrés sont très difficiles à résoudre avec
une seule plaquette.
L'introduction de la nuance GC4325
marque la septième génération de nuances
P25 revêtues. Elle apporte de nouvelles
possibilités d'optimisation. Elle est à des
années-lumière de la première génération et
elle affiche les meilleurs résultats que nous
ayons jamais obtenus lors des tests depuis
plus de 10 ans. Cela va avoir des répercussions importantes pour les ateliers qui usinent
des aciers.
En tant que leader du marché des outils de
coupe, nous tenons à apporter à nos clients
des améliorations continues. Nous savons que
le domaine du tournage P25 connaît sans
cesse de nouveaux besoins. Dans le développement de notre nouvelle nuance, nous avons
amélioré l'adhérence du revêtement pour
contrer toute brèche par laquelle l'usure
pourrait démarrer. Le substrat des
plaquettes doit supporter des
températures élevées sans
modification de sa structure. Le
revêtement et le substrat ont été
intégrés à un point qui n'avait
jamais été atteint auparavant. Les
conditions de coupe recommandées
sont plus élevées que tout ce qui
était possible dans ce
domaine jusqu'à présent,
mais la sécurité des
process et la prévisibilité de la durée de vie
sont les avantages
majeurs de la nouvelle
nuance.
De telles performances représentent plus
qu'une simple amélioration du revêtement et
du substrat. L'avancée semble proportionnelle à l'apparition de la toute première
nuance revêtue. Quelles autres innovations
le développement du GC4325 apporte-t-il ?
Les résultats que nous avons obtenus ne sont
pas arrivés par hasard. Nous avons tenu
compte de tous les facteurs et étudié de
nombreux aspects. Tous les procédés
employés dans la production intègrent
des innovations.
S'il fallait n'en retenir qu'un seul, ce
serait la nouvelle structure cristalline
du revêtement qui est l'élément majeur
de l'incroyable résistance à l'usure du
GC4325. n
Pour en savoir plus :
www.sandvik.coromant.com/
gc4325.
metalworking world 9
technologie
texte : christer richt
image : borgs
Problème : Comment augmenter
la production et la sécurité dans le
tournage des aciers P25 avec une
seule nuance de plaquette alors que
la matière, les conditions et les
opérations varient énormément ?
solution : En utilisant une nuance
carbure cémenté revêtu de nouvelle
génération. Ce matériau de coupe novateur
offre un nouveau potentiel en termes de
vitesses de coupe, une durée de vie plus
longue et prévisible et une très grande
fiabilité sur un champ d'applications étendu.
À la pointe
Les plaquettes ne sont efficaces et ne produisent de
bons états de surface que tant que leurs arêtes restent
intactes. Lorsqu'elles s'abîment, parfois prématurément,
c'est parce qu'un mauvais type d'usure se développe. La
rupture qui s'ensuit est rapide. La pièce usinée doit être
mise au rebut et la sécurité du process est compromise. Il
ne reste plus qu'à indexer la plaquette.
La prévisibilité est devenue un facteur important dans
l'usinage moderne avec une surveillance limitée. Il s'agit
de savoir si les arêtes de coupe resteront intactes suffisamment longtemps pendant le tournage. Dans le domaine
ISO P25, les matières sont très variables, des aciers
bas-carbone ductiles aux aciers fortement alliés durs, en
passant par la matière en barre et les aciers forgés, coulés
ou pré-usinés.
À cause de cette disparité, les vitesses de coupe
appliquées dans le tournage des aciers dans l'industrie ne
sont en moyenne que de 70 pour cent des valeurs
recommandées. Ceci est dû à des facteurs tels que les
capacités des machines, le diamètre des pièces ou les
compétences des opérateurs, tout autant qu'à la nécessité
d'assurer la sécurité des process. Les innovations de la
10 metalworking world
nouvelle nuance P25 GC4325 vont changer la
donne. Cette nuance a, en effet, une résistance
d'arête supérieure qui bénéficiera à la sécurité des
process.
Les capacités de la nouvelle nuance
s'illustrent bien dans le tournage de pièces
en acier à roulements, un acier allié
particulièrement exigeant. Les
améliorations obtenues se sont avérées
supérieures aux attentes. Cette sorte
d'acier comporte des inclusions de
carbures durs qui produisent une
usure en cratère rapide et
d'autres types d'usures peu
souhaitables pour les arêtes de
coupe.
Le substrat de la nuance
GC4325 supporte des températures élevées, ce qui contribue à
réduire l'usure. Elle peut
conserver des arêtes de coupe
Débit
copeaux
Booster la productivité
Vitesse de
coupe
Pièces
usinées à
l'heure
Dans le domaine du tournage des aciers ISO P25, qui est très varié, la
productivité dépend de nombreux facteurs en fonction du type de
production. Elle repose toutefois toujours sur le rendement des
machines, mesuré en débit-copeaux, et sur l'exploitation, c'est-à-dire le
nombre de pièces usinées à l'heure. Du point de vue des arêtes de coupe,
la productivité se résume aux conditions de coupe et à la durée de vie.
Avec GC4325, des vitesses de coupe de 400 m/min sont normales, en
fonction de l'application.
de l'arête
intactes dans une plage de températures idéales
pour la production des copeaux.
Il est ainsi possible d'augmenter la
vitesse de coupe sans compromettre la
prévisibilité ni la durée de vie. Cet
avantage est appréciable pour les
productions sans surveillance
dans tout le champ d'applications P25. n
Le contrôle de l'usure est essentiel
dans le domaine du tournage des
aciers ISO P25. Elle doit être
continue et suivre un schéma
correct. Les usures irrégulières et
non controlées doivent être
éliminées. La vue ci-dessus montre
le meilleur type d'usure obtenu avec
les nuances existantes. Dans ce cas,
l'usure est excessive et prématurée.
La vue ci-dessous montre l'état
d'une arête GC4325 dans la même
opération, au même point de
l'usinage. L'arête est encore bonne
et peut encore servir.
Résumé
Un gain de productivité moyen de 30 pour cent est aujourd'hui
possible avec la nouvelle nuance de tournage des aciers P25,
GC4325. Cette nuance autorise des conditions de coupe plus
élevées, elle a une durée de vie plus longue et présente une
sécurité accrue. Elle représente une nouvelle génération de
plaquettes carbure cémenté revêtues et offre un nouveau
potentiel dans le vaste champ d'applications ISO P25.
metalworking world 11
texte : Vincent Bevins photo : Lalo de Almeida
Travail main
dans la main
São Paulo, Brésil. À
São Paulo, un partenariat – les brésiliens
disent « un travail à quatre mains » – a apporté des
améliorations à un process et d'importantes économies au
fabricant de blocs moteurs Cummins.
Usine de moteurs Cummins,
Guarulhos, Brésil. L'équipe constituée
par Cummins et Sandvik Coromant a
développé un process optimisé.
[1]
[2]
14 metalworking world
[1] Marcos Morine,
spécialiste outils
monoblocs cylindriques
chez Sandvik Coromant,
ici sur la ligne de
production chez
Cummins.
[2] Luiz Adam Vavallo,
Réglage outils, Sandvik
Coromant
nnn Chez Cummins, à São Paulo au Brésil, l'Opération
120 - un process d'alésage - posait problème sur la ligne du
Bloc C, et cela empirait. Les pannes de la vieille machine
qui alésait les cylindres des moteurs de camions coûtaient
chaque année 80 000 réals (plus de 30 000 euros) en temps
non productif et le budget prévu pour les réparations était
de 30 000 réals (12 000 euros) en 2011. En outre, et cela
n'était pas le moindre problème, les travailleurs étaient
exposés à de sérieux risques de blessures.
L'usine de Cummins à São Paulo possède sa propre
équipe de spécialistes et de fournisseurs en interne. Mais la
direction pensait que ces compétences ne suffiraient pas à
résoudre le problème. Elle a fait appel à Sandvik Coromant
pour trouver une solution temporaire à travers l'achat d'une
pièce de rechange pour la vieille machine.
Mais Sandvik Coromant a eu une autre idée : éliminer
l'Opération 120 en exploitant de nouveaux outils,
moyennant une réorganisation pour déplacer les opérations
de la vieille machine sur d'autres, plus modernes et
flexibles.
Les responsables de Cummins ont été convaincus par
la présentation d'Antonio Granzoto, le technico-commercial de Sandvik Coromant. « D'autres s'étaient déjà
essayé à résoudre ce problème auparavant, mais ça
n'avait rien donné », explique Emerson Carlos dos
Santos, technicien production chez Cummins. « Mais
quand nous avons vu la présentation, nous nous sommes
dit qu'il fallait essayer, ça pouvait marcher. »
La suite s'est montrée digne du partenariat entre Cummins
et Sandvik Coromant, qui est présent sur le site depuis
2005. Les deux sociétés ont formé une équipe de 11
personnes, huit de Cummins et trois de Sandvik Coromant,
pour réorganiser toute la ligne de production.
"L'équipe était moins importante au début mais elle
s'est agrandie en raison des problèmes de programmation", indique Thiago Vasques, ingénieur production de
Cummins. « C'était un gros projet, avec beaucoup de
monde. L'idée était d'impliquer autant de monde que
possible. On travaillait avec huit machines flexibles et il
fallait que les principaux opérateurs participent. »
La réorganisation de la ligne posait deux grands
problèmes. Tout d'abord, pour remplacer l'Opération 120,
il fallait une nouvelle technologie, Silent Tools. Ensuite,
toutes les autres opérations effectuées sur la vieille
machine devaient être redistribuées sur d'autres machines
sans que cela ne rallonge les délais de production. Toute
ligne de production est obligée de suivre la cadence de la
machine la plus lente.
Le plan originellement développé par Granzoto imposait
une limite de 12 minutes à tous les montages de machines.
Cela impliquait une réorganisation physique complète de
la ligne. Mais en cas de réussite, le gain serait de 700 000
réals (270 000 euros) par an, soit bien plus que le coût du
projet.
Et ça a marché. Dès ses premiers jours, le nouveau
système a permis d'économiser 180 000 réals (presque
70 000 euros) sur les seules dépenses de fonctionnement.
Dans le partenariat de Cummins et Sandvik Coromant,
ce type de travail main dans la main a lieu tout le temps.
« Il ne fait aucun doute que le projet du Bloc C a eu un
impact important, et pas seulement en termes de coût, mais
aussi sur l'ergonomie », affirme Geraldo Sumitomo,
responsable en chef de la production chez Cummins. « Le
partenariat avec Sandvik Coromant nous satisfait. Nous
obtenons le meilleur de la technologie pour les outils et les
process. Rien que cette année, nous testons huit nouveaux
outils. »
« Ce type de projet est très courant », poursuit Sumitomo. « Que cela vienne de nous ou d'autrui, toutes les
améliorations et tout le travail de développement se fait en
partenariat. »
Emerson Carlos dos Santos soutient que les meilleures
idées apparaissent à la machine à café. « On a toujours
besoin de réduire les coûts », dit-il. « Thiago [Vasques]
pense aux outils et nous parlons avec les gens de Cummins
tous les jours. »
L'usinage pour le
secteur automobile
tient une place de
choix au Brésil, l'un
des marchés du
monde dont la
croissance est la plus
rapide. Mais dans un
climat économique
difficile, la réduction
des coûts est critique.
L'usine Cummins
effectue le perçage et
l'alésage de précision
des blocs cylindres et
culasses de moteurs
diesel de camions pour
des clients comme
Ford et MAN. Elle
réalise un chiffre
annuel d'environ 12
millions d'euros.
Cummins exporte 15 à
20 pour cent de sa
production, principalement aux États-Unis.
La société projette la
construction d'une
autre grande usine au
Brésil.
metalworking world 15
Côté technique
CUMMINS : SÃO PAULO, BRésIL
L'Opération 120 était un process
d'alésage d'un bloc moteur qui traitait
1200 unités par mois chez Cummins. Les
arrêts machine étaient fréquents et la
sécurité était mauvaise. Au lieu de se
contenter de fournir un nouvel outil
d'alésage, Sandvik Coromant a créé une
nouvelle solution grâce à un Programme
d'Amélioration de la Productivité incluant
plusieurs machines.
La clé de l'amélioration était un nouvel
outil Silent Tools suffisamment robuste
pour effectuer l'alésage 120 sur une
machine polyvalente plutôt que sur une
machine réservée à cette opération. Le
process d'alésage antivibratoire Silent
Tools offre plus de stabilité et nécessite
moins de support de la part de la
machine. L'outil a été monté sur une
machine CNC.
De plus, le temps nécessaire pour
l'ébauche des paliers de vilebrequins a
pu être réduit de six minutes à deux.
Toute la ligne de production a été
réorganisée et sept autres process ont
été déplacés sur des machines GROB et
Heller. Les nouveaux process et les
nouveaux outils ont permis de réduire les
coûts, d'augmenter l'efficacité et de
dégager du temps productif.
16 metalworking world
Le service qualité vérifie
les blocs moteurs
usinés avant de les
envoyer au montage.
[1] Depuis l'usine
Cummins, la vue porte
sur la Via Dutra, un grand
axe qui relie São Paulo à
Rio de Janeiro.
[2] Leidson Nunes,
Réglage outils chez
Sandvik Coromant,
prépare une barre Silent
Tools.
[3] Outils cylindriques
monoblocs, préparés et
regroupés.
[1]
[2]
Ils se réunissent aussi tous les vendredis pour échanger
sur les façons d'améliorer le relationnel avec l'idée de
lancer de nouveaux projets tous les six mois.
« Les occasions d'améliorer ceci ou cela ne manquent
pas », dit Granzoto.
Ces dernières années, la réduction des coûts a été une
obsession, plutôt que la croissance et la réorganisation de
la production, ce qui reflète les tendances de l'industrie
transformatrice des métaux au Brésil. Le pays possède un
marché interne énorme et a accès aux marchés voisins
comme l'Argentine, mais la réussite de l'économie
brésilienne a entraîné une perte relative de compétitivité
dans l'industrie manufacturière en raison de l'augmentation
de la valeur de la monnaie nationale depuis la crise
financière aux États-Unis et en Europe. La production du
Bloc C a baissé de 20 pour cent en 2013 par rapport à
l'année précédente.
La réduction des coûts est essentielle, tout comme la
participation de personnes compétentes dans le domaine
de l'usinage.
« Sandvik Coromant est présent si nous avons besoin
d'un nouvel outil ou d'une nouvelle stratégie », souligne
dos Santos. « Les technico-commerciaux nous connaissent
ainsi que notre usine. » n
[3]
metalworking world 17
18 metalworking world
texte : risto pakarinen
Graphisme : Anton Thorsson
photo : Magnus Cramer
Pierre
par pierre
Inspiration. Trop d'innovation peut nuire. Parlez-en à LEGO dont
l'excès de créativité, trop difficile à gérer, a failli la conduire à la faillite
en 2003. Heureusement, la société a réussi à redresser la barre et à se
reconstruire pierre par pierre.
nnn « Je pense que la créativité est surfaite », affirme
David Robertson, professeur à la prestigieuse école
Wharton de l'université de Pennsylvanie où il enseigne
l'innovation et le développement de produits. Robertson
fait référence à la récente réussite de LEGO qui s'est relevé
après une période de difficultés importantes.
Fondée en 1932, LEGO, l'entreprise qui fabrique les
fameuses petites briques, fait encore partie du monde
numérique actuel. Les constructions de LEGO sont légion
sur Internet, et des enfants de tous âges fabriquent tous les
jours des assemblages de LEGO sur toutes sortes de sols,
au mépris du danger des aspirateurs prêts à avaler les
petites briques.
Et pourtant, en 2003, LEGO s'est retrouvée au bord de la
faillite, explique Robertson, l'auteur de Pierre par pierre :
Comment LEGO a réécrit les règles de l'innovation pour
conquérir l'industrie mondiale du jouet.
en 2003, l'entreprise a enregistré un déficit de 150 millions
d'euros ; Jørgen Vig Knudstorp, le directeur commercial,
était très pessimiste sur l'avenir de LEGO. Jesper Ovesen,
directeur financier expérimenté appelé à la rescousse, s'est
montré encore plus pessimiste. Un millier de personnes ont
été licenciées, les bâtiments du siège social ont été vendus,
un emprunt a été contracté d'urgence et, pour finir, la
société a dû vendre la majorité de ses actions sur ses parcs à
thème.
« Il leur fallait trouver des liquidités pour rester à flot »
indique Robertson.
Pourtant, l'entreprise n'avait commis aucune erreur de
gestion. À la fin des années 1990, elle s'était rendu compte
que les enfant abandonnaient leurs LEGO de plus en plus
jeunes au profit des jeux vidéo. Les filières de distribution
changeaient et les nouveaux distributeurs s'avéraient plus
durs sur la marge de LEGO. Des jouets concurrents étaient
fabriqués dans des pays low-cost et la couronne danoise
était devenue plus forte. En outre, les brevets de LEGO
étaient arrivés en fin de vie.
L'entreprise a alors créé plusieurs innovations, dont des
films, des jouets électroniques, des jeux vidéos et des centres
d'éducation. Elle a recruté des créatifs dans le monde entier
et s'est dotée de franchises Star Wars et Harry Potter.
Il y a plus de 915
millions de façons de
combiner six blocs
LEGO.
Chaque année, plus
de 400 millions de
personnes passent 5
milliards d'heures à
jouer avec des LEGO.
Les LEGO sont
vendus dans plus de
130 pays.
En moyenne, il se
vend sept boîtes de
LEGO à chaque
seconde.
Il existe 62 blocs
LEGO par habitant de la
Terre.
La précision des
machines qui fabriquent
les LEGO est de l'ordre
de deux millièmes de
millimètre.
metalworking world 19
« Les LEGO Star Wars et Harry Potter ont eu un énorme
succès, mais seulement lors de la sortie des nouveaux
films », explique Robertson. « En l'absence de nouveaux
films, en 2003 et au début 2004, les ventes chutaient.
Presque toutes les innovations de 1999 à 2002 ont été des
échecs. »
« LEGO est un modèle d'affaires à coût fixe. Au dessus
d'un certain niveau, les profits s'accumulent rapidement,
mais en dessous, les pertes sont tout aussi rapides à
s'additionner. »
« Paradoxalement, une des raisons des difficultés de
LEGO tenait à l'excès de créativité », poursuit Robertson.
« La société regorgeait de nouveautés et LEGO encourageait cette tendance. Ça n'était pas rentable et cela
manquait de maîtrise. Maintenant, il y a un nouveau
système. La créativité est toujours là, mais les designers de
LEGO ont des objectifs mieux ciblés et la rentabilité est au
rendez-vous. »
Pour renouer avec la rentabilité, LEGO est revenu à sa
base, les briquettes. « LEGO a un vrai talent pour construire
du sens à partir des briquettes et pour mettre en scène des
constructions intéressantes », souligne Robertson.
La crise a, en un sens, appris l'humilité à LEGO. Dans le
passé, l'entreprise organisait de grandes foires aux idées et
la direction décidait de celles qui seraient retenues.
« Désormais, ils dressent des schémas narratifs, par
exemple sur le thème des combats Ninja, et ils écoutent ce
que les enfants en disent », poursuit Robertson. « Si les
enfants construisent des scénarios, LEGO sait que le jouet
possède un potentiel. Comme ils aiment le dire entre eux,
il n'y a que deux sortes de gens honnêtes, les enfants et les
ivrognes. Le rôle du directeur est de chercher ce que les
enfants disent.
Qu'est-ce que cela nous apprend ? C'est un processus
totalement différent. »
Le nouveau système de direction de l'innovation est
David Robertson,
professeur à l'école
Wharton, Université de
Pennsylvanie.
beaucoup plus ciblé. Auparavant, les responsables de
LEGO tiraient des ficelles qui n'étaient reliées à rien.
« Il faut maîtriser ce que l'on fait », insiste Robertson.
« C'est plus contraignant pour les designers, mais certains
préfèrent cela parce qu'au lieu de produire des idées qui ne
deviendront jamais des produits, ils sont sûrs de les voir
sur le marché neuf fois sur dix. »
Et d'ajouter que l'innovation se distingue de la créativité.
« Au sein d'une société, l'innovation dépend de beaucoup
d'acteurs. Vous n'êtes par forcément un artiste, mais vous
avez peut-être un talent pour trouver des entreprises qui font
des choses intéressantes et pour ramener leurs idées dans
votre propre société ; vous pouvez être doué pour l'encadrement d'équipes de créatifs, ou pour la collaboration avec des
partenaires extérieurs. Il est très intéressant de rassembler
différents partenaires de manière systématique et c'est le
secret de l'innovation rentable. »
La créativité s'inscrit dans ce contexte, mais elle n'en est
pas le rouage principal, selon Robertson. « Je pense que la
créativité est surfaite », affirme-t-il. « Je pense que les
idées créatives sont un sous-produit naturel des bons
processus, et qu'elles arrivent souvent lorsque vous vous y
prenez-bien. »
Le nouveau système de LEGO est en place depuis dix
ans, et il semble fonctionner.
« Une croissance des ventes de 24 pour cent par an et
une croissance des profits de 40 pour cent, c'est impressionnant », dit Robertson. « Tout le monde cite Apple
comme le modèle de l'entreprise novatrice, mais LEGO
fait partie de ce club aussi. Ses récents résultats dépassent
ceux d'Apple. » n
Qu'est-ce que les fabricants peuvent retenir de l'histoire de LEGO ?
[1] L'innovation n'est pas toujours rentable. Il faut équilibrer la créativité et l'efficacité. [2] L'approche et l'offre doivent être réexaminées régulièrement. Tout ce qui ne marche pas doit être changé. [3] L'adaptation est la clé de la réussite à long terme. Il faut rester à l'affût des nouvelles
possibilités de diversification. [4] Il faut continuer à jouer et à s'amuser !
20 metalworking world
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metalworking world 21
technologie
texte : Elaine Mcclarence
image : borgs
Problème : Comment améliorer
les process de tronçonnage ?
solution : Avec un outillage
optimisé qui économise la matière et
augmente la sécurité des process.
Concepts
optimisés pour
le tronçonnage
Pour les productions en grandes séries à partir de barres,
les fabricants sont toujours à la recherche de solutions pour
économiser la matière, pour mieux contrôler les coûts et
pour augmenter la capacité des embarreurs. Il est aussi
important de garantir la sécurité des process, notamment
grâce à la prévisibilité des outils et à la fiabilité de leur
durée de vie, afin d'obtenir une qualité de pièces régulière.
Ceci s'applique, bien entendu, au tronçonnage.
Sandvik Coromant a introduit plusieurs solutions avec
des lames de tronçonnage SL, des adaptateurs, des outils à
manche et des outils de décolletage ainsi qu'une nouvelle
génération de plaquettes pour le tronçonnage. CoroCut
QD est basé sur les gammes éprouvées Q-Cut et CoroCut.
Ce système offre plus de possibilités pour les process en
question avec plus de flexibilité, une facilité d'utilisation
accrue et un éventail de choix clair.
L'accent a été mis sur l'amélioration d'aspects clés tels
que la fabrication des outils dans un nouveau matériau et
une conception calculée par la méthode des éléments
finis pour plus de stabilité des process. L'attachement des
outils est assuré par un mécanisme astucieux et simple.
Le logement de plaquette est incliné de 20 degrés et
comporte une butée afin de supporter les forces de coupe
élevées. Pour les largeurs de plaquettes de 2 millimètres
ou plus, l'interface du logement comporte un rail qui
augmente la stabilité.
22 metalworking world
CoroCut QD possède de nouvelles
géométries de tronçonnage. Pour le
tronçonnage, il est important d'avoir des
forces de coupe aussi faibles que possible et
un débit copeaux efficace. La plaquette doit
être la plus étroite possible et avoir une
géométrie qui produit des copeaux plus étroits
que la gorge afin de faciliter leur évacuation et
de produire de bons états de surface. CoroCut
QD offre cinq géométries de tronçonnage et une
géométrie de tournage. Des ébauches à rectifier
sont aussi disponibles ainsi que des options
Tailor Made pour une grande variété de
matières. Le revêtement de plaquette PVD offre
une meilleure adhérence, une qualité d'arête
supérieure et des tolérances ER serrées.
Pour tirer avantage des capacités d'arrosage à haute
pression des tours modernes, CoroCut QD permet l'arrosage
par l'intérieur avec toutes les plaquettes d'une largeur de 2
millimètres ou plus. L'utilisation est aisée avec des raccords
« plug-and-play » adaptés à l'arrosage haute pression.
CoroCut QD répond à l'augmentation du coût des
matières premières grâce à des largeurs de tronçonnage
plus petites. Ce système offre aussi une solution pour les
matières fortement alliées et pour les avances plus grandes
permises par l'arrosage haute pression. n
Étude de cas :
Endress & Hauser, un grand
fabricant d'équipements de mesure et
d'automatisation industriels, produit
des pièces à partir de barres faisant
jusqu'à 60 millimètres de diamètre.
Selon les pièces, les process durent de
deux à 10 minutes ; le tronçonnage est
une des dernières opérations. En raison
du coût élevé des pièces, la société
s'est tournée vers Sandvik Coromant
pour améliorer la sécurité des process.
Les matières usinées comprennent
aussi bien l'Hastelloy que des aciers
inoxydables. L'objectif était de pouvoir
les tronçonner avec la même nuance et
la même géométrie de plaquette.
Les essais avec CoroCut QD ont
montré une meilleure sécurité des
process, une amélioration des états de
surface et une durée de vie plus longue.
Cette dernière s'est avérée six fois plus
longue dans les aciers inoxydables et
trois à cinq fois plus longue dans
l'Hastelloy. Le nouvel outillage s'est
aussi révélé plus économique. Grâce à
la plus petite largeur des plaquettes, la
matière en barre a pu être économisée
et la possibilité d'effectuer toutes les
opérations de tronçonnage avec une
seule nuance et une seule géométrie de
plaquette a permis de réduire les stocks
d'outils, ce qui représente aussi une
économie.
Résumé
La fabrication de pièces en grandes
séries à partir de barres nécessite des
process de tronçonnage qui économisent la matière et réduisent les coûts.
CoroCut QD est la dernière solution
proposée par Sandvik Coromant. Elle
incorpore tout le savoir-faire de la
société en matière d'usinage de
barres. Le résultat est un système
simple à utiliser et à sélectionner.
Pour le tronçonnage, il est important d'avoir des forces de coupe
aussi faibles que possible et un débit copeaux efficace.
metalworking world 23
textE : Paul redstone
Avancées en taillage
d'engrenages
Per Morten Abrahamsen
Les nouvelles technologies de coupe vont transformer le
monde du taillage d'engrenages. La précision sera plus grande
et les temps de production seront réduits. Des gains de temps
de 90 pour cent vont redéfinir la compétitivité.
« Il est désormais
possible de faire des
choses qui étaient
impossibles
auparavant » affirme
Lars Bursche,
vice-président de
Sandvik Coromant.
nnn La qualité est le critère le plus important
dans le taillage d'engrenages. C'est pour cela
que l'industrie est lente à adopter de nouvelles
technologies, préférant attendre qu'elles aient
fait leurs preuves. Mais des innovations telles
que les fraises-mères et fraises-disques à
plaquettes indexables apportent des gains de
productivité trop importants pour qu'on puisse
les ignorer.
Selon Lars Bursche, vice-président de
Sandvik Coromant, le changement de
technologie est une vraie révolution. Pour lui,
l'industrie est à un important tournant et la
réponse des fabricants à la nouvelle technologie déterminera l'évolution du paysage
concurrentiel.
Q : En quoi est-ce une révolution ?
R : L'apparition d'outils et de méthodes qui
réduisent les temps de cycle de 50 à 90 pour
cent par rapport aux solutions existantes est
rien moins que révolutionnaire. Pour certains
fabricants, c'est même inquiétant.
Mais il faut qu'ils se posent la question :
pouvons-nous nous permettre d'ignorer cette
technologie ?
24 metalworking world
Q : Quels sont les risques ?
R : Il n'y en a pas vraiment. Les
nouveaux outils sont un investissement
sur trois à cinq ans. Normalement, la
durée d'amortissement est de moins de trois
mois. Les fabricants d'engrenages qui travaillent
avec des fraises-mère acier rapide n'en achètent
jamais qu'une à la fois. Il leur en faut environ 10
du même type à cause de la logistique liée au
réaffûtage et à la rénovation du revêtement, afin
que la production ne s'arrête pas.
Q : Qu'est-ce que Sandvik Coromant apporte
dans le domaine du taillage d'engrenages ?
R : Nous repoussons les limites de ce qui est
possible aujourd'hui en matière de technologie
d'outils coupants. Il est désormais possible de
faire des choses qui étaient impossibles
auparavant et cela rend notre fraise-mère à
profil complet CoroMill 176 unique. Quant à
nos concepts de fraises-disques, ils apportent
un important gain de productivité et ils ont
une durée de vie beaucoup plus longue.
Nous avons aussi fait de grands progrès
avec les fraises de finition grâce à notre travail
de conception poussé et à des logiciels de
prototypes. Elle s'adresse aussi aux ateliers
qui n'ont pas de machines de taillage
d'engrenages. Elle combine le rainurage et le
tournage-fraisage pour produire des profils de
dentures en développante de cercle de tout
module et de tout angle d'hélice en un seul
montage sur une seule machine. Il existe aussi
une nouvelle méthode d'usinage multi-axes
pour les engrengages cylindriques et
hélicoïdaux qui produit les dentures grâce à la
trajectoire de l'outil plutôt qu'à son profil.
La technologie uP-Gear est faite pour offrir
productivité et flexibilité dans la production
d'engrenages coniques. Elle fonctionne sur les
machines multi-axes à l'aide d'un logiciel
spécifique facile d'emploi et utilise des fraises
sélectionnées en fonction de l'application.
métrologie performants. Nous sommes en
mesure de prévoir la qualité des fraises avant
même de les produire.
Pour les fraises-mères, nous fabriquons les
plaquettes sur mesure en fonction des besoins
du process et du résultat souhaité ; les
protubérances sont possibles. Nos nouveaux
concepts produisent souvent de meilleurs états
de surface et des tolérances plus serrées que les
fraises-mères acier rapide. Pour les engrenages
pré-trempés, nos concepts dépassent largement
l'acier rapide. Il est possible d'usiner des roues
dentées d'une dureté 52 HCR, ce que seul le
carbure cémenté autorise.
Q : L'outillage moderne nécessite-t-il des
machines récentes ?
R : Non. Avec nos concepts de taillage à la
fraise-mère, on obtient de bons résultats
même sur des machines de 50 ans, avec un
gain de temps de plus de 50 pour cent. Mais
les nouveaux outils associés à des machines
récentes, notamment avec attachement
Coromant Capto intégré, produisent de vrais
miracles !
Q : Cette technologie s'adresse-t-elle aussi
aux petits fabricants ?
R : Oui. Les nouveaux concepts de fraises-mères comme CoroMill 176 et 177 sont avantageux pour les grandes productions mais ils
conviennent aussi aux productions en moyennes séries, de l'ordre de 1000 à 1500 unités par
an. Pour les petites productions, le nouveau
concept de fraise-disque CoroMill 172 est le
meilleur choix. Nos nouvelles méthodes de
taillage d'engrenages révolutionnaires,
InvoMilling et uP-Gear, sont, elles aussi, bien
adaptées aux productions en faibles volumes.
Q : À quelles applications les méthodes
InvoMilling et uP-Gear sont-elles destinées ?
R : InvoMilling est une approche flexible qui
permet de produire de petites séries ou des
Q : La précision des outils à plaquettes
indexables est-elle comparable à celle des
outils acier rapide ?
R : Les fraises-mères acier rapide perdent en
qualité au fil des réaffûtages. Avec les
plaquettes carbure indexables, votre fraisemère est comme neuve à chaque fois que vous
changez les plaquettes, sans perte de qualité.
Par ailleurs, avec un gain de temps de
production de 50 à 90 pour cent, les engrenages
reviennent beaucoup moins cher à produire.
Q : Quelle est la durée de vie des outils avec
des conditions de coupe basses ?
R : Une durée de vie deux à trois fois plus
longue est garantie. En pratique, elle peut
souvent atteindre cinq fois. La vitesse de
coupe peut descendre à 80 m/min. Pour une
production plus rapide, la technologie autorise
250 m/min sans huile. La fraise-mère à
plaquettes indexables CoroMill 176 est aussi
disponible avec attachement Coromant Capto
intégré pour les machines 4 ou 5 axes.
Q : Quelles sortes de roues dentées peuvent
être usinées avec la nouvelle technologie ?
R : Actuellement, il est possible d'usiner des
modules de M1,5 (InvoMilling) à M50. Nos
solutions à profil complet sont, pour l'instant,
limités à M10, mais cela va évoluer. Le
développement ne s'arrête jamais ! n
metalworking world 25
technologie
textE : turkka kulmala
image : borgs
Problème : Comment réussir le
fraisage en bout dans une poche de
125 millimètres de profondeur avec
un rayon d'angle de 15 millimètres
dans une pièce aéronautique
complexe ?
solution : Utiliser une fraise à tête
interchangeable EH avec une queue en
métal dense sous-dimensionnée.
Compacts
et flexibles
Le concept de modularité dans l'outillage vise à réduire
les choix au profit d'une plus grande flexibilité. Un
accouplement standard permet de réduire les stocks
d'outils et de profiter de la multifonctionnalité sans
sacrifier la rigidité (voir MWW n° 2/2010, p. 7).
Les systèmes d'attachement de Sandvik Coromant
Capto et EH (pour les têtes de coupe interchangeables)
représentent deux niveaux de modularité basés sur le
même principe avec un cône précontraint et une
collerette assurant un bon contact et offrant une rigidité
et une résistance maximum. Le système EH est utilisé
pour des têtes de fraisage en bout monobloc ou à
plaquettes indexables et pour des outils d'alésage. Ces
têtes, dans la plage de 10 à 32 millimètres, s'adaptent aux
mêmes queues et forment une gamme intermédiaire entre
les outils carbure monobloc et les outils à plaquettes
indexables.
La structure compacte des outils EH est avantageuse
pour deux types d'applications : celles qui demandent de
grandes longueurs de porte-à-faux, notamment dans les
26 metalworking world
grands centres d'usinage, et celles qui posent des
problèmes de débattement comme dans les centres
d'usinage de petite ou moyenne taille ou comme avec les
porte-outils entraînés dans les centres de tournage. Les
interfaces d'outils courantes dans les tourelles des centres
de tournage sont Coromant Capto en taille C3 à C5 ; dans
les petits centres d'usinage, les interfaces communes sont
BT30 et HSK40/50 pour plus de productivité.
L'accessibilité demande des outils minces mais rigides.
Le système EH offre ces caractéristiques ; il permet
d'employer une queue sous-dimensionnée par rapport à
la tête de coupe afin d'améliorer le débattement, par
exemple pour les poches profondes.
Le fraisage de poches profondes dans l'aéronautique est
un bon exemple d'application où les fraises modulaires
EH associées à des queues carbure monobloc ou métal
dense offrent l'accessibilité requise sans compromettre
la sécurité des process. L'alternative serait d'utiliser des
outils spéciaux, mais le coût serait plus élevé et les
Une petite longueur de
projection est nécessaire dans
les petits centres de tournage.
délais de livraison seraient plus longs ; en outre, les ruptures d'outils seraient aussi très coûteuses.
Le système EH est très compact. Les outils ne
comportent que deux éléments, la queue et la tête de
coupe. Pour les applications nécessitant une faible
longueur de porte-à-faux, notamment avec les porteoutils entraînés dans les centres de tournage qui limitent
le diamètre de débattement, cette configuration est
optimale.
Du point de vue de la productivité, les outils EH courts
et rigides ont un impact significatif. La profondeur de
coupe peut être augmentée jusqu'à 10 fois. n
Résumé
La modularité offre une grande flexibilité d'utilisation sans
compromettre la sécurité, et les possibilités de standardisation sont étendues. Les outils modulaires à têtes de fraisage
interchangeables autorisent aussi bien de grandes longueurs
de porte-à-faux pour l'usinage de poches profondes que des
longueurs réduites pour les tourelles encombrées. La rigidité
autorise une bonne productivité dans tous les cas.
metalworking world 27
texte : johan rapp
illustration : khuan + Ktron
Tout a commencé
avec einstein
Innovation. Le réacteur à fusion ITER destiné à la
recherche est en construction. Son objectif est de
produire dix fois plus d'énergie qu'il n'en consomme.
Les espoirs sont grands, mais les défis sont nombreux.
nnn À Saint-Paul-lez-Durance au nord-est de Marseille, le plus grand
réacteur à fusion du monde pour la recherche, ITER, est en construction. Les chercheurs affirment qu'il pourrait résoudre les problèmes
énergétiques de l'humanité à l'avenir.
« Il s'agit de reproduire sur terre la réaction de fusion qui a lieu dans
les étoiles », indique Francesco Romanelli, responsable de l'EFDA
(Accord Européen pour le Développement de la Fusion).
Les réacteurs actuels sont basés sur la fission, l'énergie libérée par les
atomes lorqu'ils se divisent. La fusion libère de l'énergie lorsque les
atomes fusionnent.
Cette énergie est virtuellement illimitée car elle utilise des matières premières abondantes (le deutérium de l'eau et le lithium). La fusion ne
produit pas de gaz à effet de serre ni de déchets radioactifs ; elle est
considérée comme beaucoup plus sûre que la fission car elle ne produit
pas de réaction en chaîne. Selon les officiels d'ITER, les accidents
n'auraient que des conséquences limitées et localisées.
Les quantités énormes d'énergie nécessaires pour entretenir le
processus de fusion sont un défi. La matière est transformée en plasma à
très haute température.
Pour la première fois en 1991, un laboratoire européen (JET) a pu
produire une quantité significative d'énergie (1,7 mégawatts) à partir
28 metalworking world
d'une réaction de fusion nucléaire contrôlée. D'autres essais ont donné
encore plus d'énergie, mais jusqu'à présent, ces réactions consomment
plus d'énergie qu'elles n'en produisent. La tâche d'ITER sera d'y
remédier. Le réacteur pourra atteindre une température de 150 millions
de degrés Celsius sous haute pression et sera en mesure de produire 500
mégawatts avec une consommation de 50 mégawatts.
La construction d'ITER a commencé en 2007. Une centaine de
bulldozers ont préparé le terrain pendant plus d'un an. Le bâtiment de
bureaux futuriste d'ITER a été inauguré cette année.
Mais ITER est encore loin d'être prêt. La construction progresse étape
par étape. Les chercheurs doivent résoudre de nombreux problèmes au fur
et à mesure. L'évacuation de la chaleur est l'un de ces problèmes. Le
plasma est maintenu dans une énorme structure annulaire, un tokamak, par
un champ magnétique. Le fond, fait d'acier inoxydable et de tungstène, fait
office d'échangeur thermique. La température est très élevée. Cela suffit
pour la recherche car le réacteur ne fonctionne que pendant quelques
minutes, mais c'est insuffisant pour une utilisation continue.
Une autre inconnue est la matière qu'il faudrait utiliser pour les
parties du tokamak en contact avec le plasma. La fusion libère des
neutrons très chargés en énergie qui bombardent les matériaux et les
affaiblissent. Un des objectifs de la recherche est de trouver des
matières capables de résister à cet environnement.
Le tokamak ITER
ITER est financé
par l'Union
Européenne, l'Inde,
le Japon, la Chine,
la Russie, la Corée
du Sud et les
États-Unis.
La température à
l'intérieur du
tokamak ITER
atteindra 150
millions de degrés
Celsius, soit dix
fois la température
à l'intérieur du
soleil.
La poids du
tokamak ITER
sera de 23 000
tonnes, soit
trois fois la
Tour Eiffel.
Il faudra 80 000
kilomètres de brins
supraconducteurs
de niobium et
d'étain pour les
bobines de champ
toroïdal d'ITER.
Le bâtiment du
tokamak s'élèvera
à 60 mètres de
hauteur et
s'enfoncera à 13
mètres sous terre.
Hélium
Per Forssell
Deutérium
directeur du secteur des
affaires, énergie,
Sandvik Coromant
L'innovation est la
solution
Neutron
Sandvik Coromant investit
énormément dans la R&D pour aider
les entreprises du secteur de la
production d'électricité à trouver de
nouvelles solutions. Nous avons
demandé à Per Forssell, directeur du
secteur des affaires, quels étaient
les besoins actuels et futurs.
Q : La construction d'ITER est très
exigeante pour les matières et la
technologie. Quelle est la contribution de Sandvik Coromant ?
Nous sommes à la pointe de la
technologie de l'usinage dans le
secteur de la production d'électricité.
Nous proposons des solutions et des
applications aux clients qui fournissent
des pièces à ITER.
Tritium
Q : Qu'est-ce qui caractérise votre
Et il reste de nombreuses autres questions à étudier. Les opposants à
l'utilisation commerciale de la fusion soutiennent qu'elle restera un rêve
impossible à atteindre.
« Les difficultés sont innombrables, mais les avantages potentiels
sont trop grands pour qu'on les ignore », dit Michel Claessens,
responsable de la communication d'ITER. « Nous travaillons d'arrachepied pour donner tort aux critiques. »
Les premiers essais du plasma sont prévus pour 2020. Les essais de
fusion pour produire dix fois plus d'énergie que l'énergie consommée
commenceront sept ans plus tard, selon le calendrier d'ITER.
Les plans prévoient qu'un prototype commercial, DEMO, succède à
ITER dans les années 2030. Les premiers mégawatts d'électricité produite
par fusion nucléaire seront alors injectés dans le réseau. Les espoirs de
l'EFDA sont que la fusion devienne viable commercialement d'ici 2050.
Il se sera alors écoulé 150 ans depuis qu'Albert Einstein a formalisé
l'énergie des étoiles dans sa célèbre équation E=mc² selon laquelle une
petite masse (m) peut produire une grande énergie (E). La théorie de la
fusion découle de cette équation.
Si les mystères de la fusion vous intriguent, pensez au soleil. Son
énergie est celle de la fusion des noyaux d'hydrogène en hélium. Au
coeur de l'astre, 620 millions de tonnes d'hydrogène sont fusionnées à
chaque seconde. n
30 metalworking world
Fusion du deutérium
et du tritium
produisant de
l'hélium 4 ; un
neutron est libéré
avec une énergie de
17,59 MeV.
travail actuel avec les clients du
secteur de la production d'électricité?
Nous sommes un acteur majeur dans
ce secteur à travers notre contribution
à la fabrication de pièces pour des
centrales à charbon et à gaz ainsi que
pour des centrales hydrauliques,
éoliennes et nucléaires. Les besoins
varient en fonction des systèmes. Avec
la complexité des centrales, les arrêts
sont coûteux, aussi est-il essentiel que
les pièces soient de la plus haute
qualité. Nous pouvons apporter la
qualité requise.
Q : Quel est votre avis sur le futur de
la production d'électricité ?
La question du climat est cruciale. Il va
s'écouler du temps avant que nous
puissions compter sur des solutions
comme ITER. Nous continuerons à
dépendre du charbon pendant encore
vingt ans au moins. Le charbon est
polluant, aussi les efforts sont
consacrés à réduire les émissions et à
améliorer le rendement de ces
centrales. Les turbines sont faites dans
de nouvelles matières pour supporter
des pressions et des températures plus
élevées ; cela demande des efforts
particuliers au niveau de l'usinage.
Avec nos investissements importants
en R&D, nous pouvons répondre aux
besoins.
texte : Anna McQueen photo : Audrey Bardou
Des coudes
très spéciaux
Manoir Industries fabrique des pièces de très
grande taille telles que des coudes et des tubes pour l'énergie
nucléaire. Grâce à son partenariat avec Sandvik Coromant,
l'entreprise peut désormais fournir des pièces finies au lieu
d'ébauches.
Pîtres, France.
metalworking world 31
Semi-finition de
petites pièces. Avec
sa nouvelle
machine, Manoir
Industries peut
désormais usiner
des pièces pesant
jusqu'à 16 tonnes.
Les coudes tels que celui-ci
peuvent peser huit tonnes. Ce
sont des pièces critiques pour
l'industrie nucléaire.
nnn On oublie vite l'image de la Normandie
avec ses vallons, ses pommeraies, ses vaches
paissant dans de vertes prairies et son camembert crémeux en pénétrant chez Manoir
Industries à Pîtres, près de Rouen. Les
flamèches, le métal en fusion, l'industrie lourde
et l'usinage high-tech de pièces pour l'industrie
nucléaire sont une tout autre réalité.
Manoir Industries est le leader mondial des
boucles primaires coulées pour les centrales
nucléaires. L'entreprise est spécialisée dans les
pièces complexes faites dans des métaux
spéciaux qui doivent avoir des qualités
spécifiques pour leurs applications dans
l'industrie pétrochimique et nucléaire. Avec ces
pièces, il n'y a pas de marge d'erreur.
En 2011, l'entreprise a investi dans un
metalworking world 32
centre d'usinage horizontal, une machine
TOS Varnsdorf WRD130 d'une valeur de 2,3
millions d'euros, afin de pouvoir usiner des
corps de vannes et des pièces de pompes
pouvant peser jusqu'à 16 tonnes. Cet
investissement illustre le rôle essentiel de
Manoir Industries dans la construction de
centrales électriques dans le monde. Il s'inscrit
aussi dans le cadre du partenariat avec Areva
signé en 2012 en vue du remplacement des
circuits primaires des centrales nucléaires
françaises les plus anciennes.
« Nous pouvons maintenant usiner l'intérieur
des boucles primaires des
installations nucléaires »,
indique Gilles Beaujour,
responsable méthodes
industrielles chez Manoir Industries. « Il s'agit de
grands coudes et tubes que nous coulons depuis
longtemps à Pîtres, mais jusqu'à présent nous les
livrions bruts de coulée. Nous offrons désormais
des solutions complètes à nos clients et nous
espérons attirer de nouveaux clients cherchant
des solutions de finition. Il existe une demande
dans le domaine des tubes, de l'énergie, des
vannes et pompes, et de la défense. »
Le centre d'usinage a été commandé en
octobre 2011 au fabricant Tchèque TOS
Varnsdorf par l'intermédiaire du distributeur
français REPMO. Il a été livré en mai 2012.
L'installation de la machine a été
un défi technique. Elle a nécessité
34 toupies de béton, 1400
parpaings, 11 tonnes de fer à béton
et 900 tonnes de remblais pour la seule base.
Après la commande de la machine, Manoir
Industries a dû déterminer quel outillage serait
nécessaire et, surtout, qui en serait le fournisseur.
G. Beaujour a d'abord demandé l'avis des
fournisseurs habituels de Manoir Industries et a
commandé une étude au centre de R&D de
l'École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers
(ENSAM) de Cluny. « L'étude commandée
visait à déterminer les méthodes et matériaux de
coupe », indique-t-il. G. Beaujour est lui même
un ancien élève de l'ENSAM. « Il fallait
optimiser ce nouveau moyen de production et
valider les outils coupants ainsi que les positions
pour avoir le meilleur compromis entre la
vitesse de coupe, le débit-copeaux et l'usure. »
Ayant retenu le système Coromant Capto de
Sandvik comme meilleur candidat, G. Beaujour
a commencé à travailler avec Damien Benoist,
spécialiste Tooling system chez Sandvik
Coromant à Orléans. « Les coudes à 90 degrés
des circuits primaires font 787.4 millimètres de
diamètre et pèsent huit tonnes », souligne D.
Benoist. « L'usinage de ces pièces implique
l'enlèvement de 2,5 tonnes de copeaux, mais la
plus grande difficulté technique est de
concevoir un système suffisamment souple
pour atteindre les différentes parties à l'intérieur
où il faut enlever entre quatre et 20 millimètres
de surépaisseur pour la finition. »
La solution utilise un attachement Coromant
Capto de taille C10 et une unité de coupe
La machine WRD130
utilise des unités de serrage
Coromant Capto en tailles C10,
C8 et C6. Elles permettent le
changement rapide des outils
et sont résistantes, fiables et
faciles à utiliser.
Les porte-outils comprennent
plusieurs unités Coromant
Capto C10 spéciales qui
peuvent recevoir des outils
longs ou courts en versions à
droite, à gauche ou neutre.
La machine utilise des
plaquettes indexables carbure.
Lorsqu'elles sont usées,
Manoir Industrie les confie à
Sandvik Coromant pour le
recyclage.
metalworking world 33
L'erreur n'est pas permise.
Gilles Beaujour et ses
collègues de Manoir
Industries sont des leaders
de classe internationale
dans les boucles primaires
coulées pour les centrales
nucléaires.
metalworking world 35
La machine TOS à
l'œuvre. Le premier
coude a avoir été
usiné a été livré en
octobre 2012.
36 metalworking world
Gilles Beaujour de Manoir
Industries voit un avenir
brillant pour son entreprise.
spécialement mise au point pour cette application. « Damien a réussi à transformer mes
spécifications en un système industriel »,
poursuit G. Beaujour. « Sandvik Coromant ne
s'est pas contenté de me vendre des produits ;
j'ai eu tout le soutien nécessaire pour développer un process efficace. »
D. Benoist a eu l'idée d'utiliser des outils
doubles pour réduire les temps de changement
d'outils. « Les outils doubles, ou outils turbo,
sont très utilisés dans le secteur automobile, et
ils semblaient prometteurs dans cette application aussi », dit-il. « À l'ACES (Centre d'étude
de solutions sur mesure), nous cherchons des
solutions pour les problèmes techniques qui ne
peuvent pas être résolus avec des solutions
standard ; nous mettons aussi au point des
process optimisés à la pointe de la technologie
et économiquement viables. »
Manoir Industries souhaitait cependant que
la solution de serrage et de coupe soit aussi
standard que possible. « L'outillage à changement rapide, la modularité et la compatibilité
sont très importants pour l'économie à long
terme. Nous devons pouvoir ajouter d'autres
outils standard pour satisfaire d'autres contrats
d'usinage », explique G. Beaujour.
La nouvelle machine est entrée en production
en septembre 2012.
Manoir Industries a alors réalisé que le
problème des vibrations pendant l'usinage
n'avait pas été pris en compte. G. Beaujour se
remémore ces événements : « Nous avions
supposé que le seul poids des pièces usinées neuf tonnes pour les coudes - suffirait à assurer
la stabilité. Mais les forces en jeu pendant la
n Sophie Maire (à gauche) et Damien
Benoist (au milieu) de Sandvik Coromant
avec Tierry Grille et Gilles Beaujour (tout à
fait à droite) de Manoir Industries. « Nous
avons trouvé une solution optimale
ensemble », dit G. Beaujour.
coupe sont très grandes et des
vibrations sont apparues. J'ai
immédiatement lancé une étude à
l'ENSAM pour mettre au point un
montage plus sûr des pièces ; mais
pour les premières pièces, nous avons
dû les arrimer avec des chaînes de
gros calibre. »
Un autre sujet d'inquiétude était la
jonction entre les deux coupes au
milieu. À cause de la taille des pièces,
la coupe se fait en deux étapes, par
chacune des extrémités, et la pièce est
tournée de 180 degrés entre les deux. « Nous
avons tous été impressionnés de constater qu'il
n'y avait qu'un dixième de millimètre de
différence entre les deux coupes », souligne G.
Beaujour.
Le premier coude usiné a pu être livré fin
octobre. Chaque pièce nécessite 250 heures
d'usinage et environ deux kilogrammes de
plaquettes carbure ; celles-ci sont reprises et
recyclées par Sandvik Coromant.
Les différentes personnes impliquées
tombent d'accord que l'une des raisons de
cette réussite est une même passion partagée.
« Nous avons travaillé ensemble pour
atteindre un but commun et trouver la
meilleure solution », affirme G. Beaujour.
« Je suis persuadé que les seuls partenariats
qui marchent sont ceux où l'accord se fait au
niveau interpersonnel. »
Les temps sont fastes pour
Manoir
Industrie. Un nouvel investisseur est arrivé
pour financer un plan de croissance sur cinq
ans. L'entreprise met en place une nouvelle
stratégie de remplacement et de modernisation de ses équipements. Pour G. Beaujour,
« l'avenir semble très prometteur. La
production de pièces à forte valeur ajoutée
sur la machine TOS est un grand pas de fait
vers la création de l'industrie du futur. » n
Fondée en Normandie en 1917,
Manoir Industries est
désormais présente à
l'international.
Le groupe est présent sur trois
marchés clés : pétrochimie et
nucléaire, énergie et industrie,
rail et construction. Il emploie
1600 personnes et réalise un
chiffre annuel de 220 millions
d'euros environ.
En 2013, Manoir Industries a
été acheté par son partnaire
historique, le géant de
l'industrie transformatrice des
métaux en Chine Yantai Taihai.
L'entreprise se concentre sur
la fabrication de pièces
uniques conçues conjointement avec ses clients, aussi la
qualité et le service sont des
atout majeurs.
Manoir Industries est forte de
son savoir-faire dans le
traitement des matières
premières et travaille avec ses
clients dès les premières
étapes afin de développer des
solutions sur mesure qui
conduisent à des partenariats
à long terme.
metalworking world 37
technologie
texte : Elaine McClarence
illustration : kjell thorsson
Héros de
l'ingénierie
Dans l'industrie aéronauti-
que, les
moteurs sont sans
conteste les gagnants de
l'ingénierie en termes de
complexité et de précision.
Selon les prévisions, l'industrie
devrait doubler sa production
au cours des 15 prochaines
années, et des matières plus
sophistiquées, résistantes et
dures seront de plus en plus
38 metalworking world
courantes. Si la production
répond déjà à des exigences
drastiques, la précision des
tolérances est appelée à
s'accroître encore. Sandvik
Coromant propose de nouvelles solutions fiables pour
l'usinage de trous dans les
superalliages réfractaires afin
de faire face aux spécifications
sans compromis de cette
opération clé pour l'aéronautique comme pour d'autres
industries telles que celle du
pétrole et du gaz.
Les superalliages réfractaires sont difficiles à usiner en
raison de l'important effort de
coupe requis. En conséquence,
la pression est élevée, tout
comme la température, et les
risques d'écrouissage en coupe
ne sont pas négligeables. En
outre, l'évacuation de la
chaleur est mauvaise, les forets
doivent supporter des températures importantes et la chaleur
produite par le perçage
s'accumule dans la matière.
Elle peut se transmettre au
foret et l'endommager, ce qui
provoquerait de mauvais
résultats. n
PRÉCISION MAXIMUM
CoroDrill 846
Les pièces à parois minces
nécessitent un perçage de
précision. Le nouveau foret
CoroDrill 846 est sûr ; l'usure
de ses arêtes est contrôlée et
les forces de coupe axiales
sont faibles.
DES GÉOMÉTRIES DÉDIÉES
CoroReamer 835
Les pièces complexes et sophistiquées soumises à des contraintes
importantes demandent une grande
qualité de trou. Les alésoirs carbure
monobloc de la famille CoroReamer
sont la solution. Ils ont des
géométries spécifiques pour diverses
applications et diverses matières.
UN FILETAGE SÛR
CoroTap S
Le taraudage des matières ISO
S et des superalliages
réfractaires est une opération
très abrasive qui nécessite que
les forces de coupe soient
maintenues au minimum. Les
outils CoroTap ont des arêtes
de conception spécifique et
des nuances de coupe
étudiées pour réduire tant les
forces axiales que le couple.
D'EXCELLENTS ÉTATS DE SURFACE
CoroBore 824XS
Conçus pour les trous de petit diamètre
dans les carters et les arbres qui
nécessitent d'excellents états de surface et
des tolérances serrées, ces outils autorisent
un réglage du diamètre avec une précision
de l'ordre du micron.
UN OUTILLAGE
PERFORMANT ET FIABLE
CoroChuck 970 et 930
Ces mandrins hydrauliques de précision offrent
des performances sûres dans les opérations de
taraudage et de perçage. Ils se serrent et se
desserrent rapidement à l'aide d'une clé
dynamométrique spéciale et permettent des
changements d'outils rapides et aisés.
metalworking world 39
Print n:o C-5000:571 FRE/01
© AB Sandvik Coromant 2013:3
Inveio™
Orientation unidirectionnelle
des cristaux
Nuance GC4325 pour le tournage des aciers
Nouvelle structure
atomique, nouvelles
performances
La première nuance de coupe avec Inveio™
Une innovation au niveau atomique change la donne de
l’usinage. La structure atomique du revêtement garantit
une durée de vie plus longue et un schéma d’usure
plus fiable dans une variété d’applications de tournage
des aciers plus étendue que jamais.
Les performances dans le domaine ISO P25 ne se
jaugent plus à la même aune. Tout ce dont vous avez
besoin est désormais rassemblé dans une seule
plaquette.
Prévisibilité hors-pair
Les plaquettes sont
passées aux rayons X pour
vérifier leur qualité
Résistance supérieure
Les machines peuvent
donner le maximum de
leurs capacités
Redéfinition
du tournage ISO P25
Le champ d’applications est
le plus large jamais connu
Découvrez le fin mot de l’histoire sur :
www.sandvik.coromant.com/gc4325