Fabriquer toujours plus vite, mieux, et en une seule prise de préférence… Tel est le défi auquel les industriels sont sommés de répondre au quotidien. Une tâche qui s’avère d’autant plus complexe que la bataille du « Time to market » le plus court est menée avec force et véhémence. Et évidemment, pas question de rogner sur la qualité et la compétitivité. A ce titre, les technologies et l’automatisation aident grandement les services conception/fabrication ainsi que les ateliers, à relever ce colossal enjeu.
Cependant, si les programmes d’usinage qui pilotent des MOCN (Machines Outils à Commande Numérique) associées aux logiciels FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) constituent des merveilles de performance, les dispersions d’usinage subsistent. Et justement les pertes de matière et les collisions en résultant constituent un risque pour la productivité.
Afin d’enrayer ce type de dysfonctionnement potentiel, l’optimisation des trajectoires au sein des programmes d’usinage constitue l’un des leviers majeurs actuels, permettant de gagner du temps à moindre coût. Démonstration avec TopSolid’Cam !
Programmes d’usinage : optimiser les trajectoires pour optimiser la production
Le parcours des outils peut s’avérer complexe à programmer de manière précise, notamment lorsqu’il s’agit d’usiner des pièces complexes. On pense aux pièces très encombrantes, à celles nécessitant plusieurs têtes d’usinage ou de nombreuses trajectoires, ou encore présentant des zones difficilement accessibles, … De manière générale, les paramètres à prendre en compte pour la mise au point des trajectoires d’usinage sont nombreux : l’environnement machine, les contraintes cinématiques et géométriques de la pièce, la gestion des tolérances, les risques d’échauffement, et les caractéristiques des outils coupants. L’enjeu consiste alors à pouvoir contrôler et coordonner les opérations et les trajectoires d’usinage sur l’ensemble du processus de fabrication.
A ce titre, on observe depuis quelques temps la mise en œuvre de nouvelles stratégies d’usinage assisté par ordinateur, associées à des outils coupants tels que les fraises en carbure monobloc, et qui offrent donc de meilleures possibilités pour optimiser les trajectoires. On parle ici de fraisage dynamique ou d’ébauche avancée. La particularité de ce type d’usinage consiste à enlever la matière de manière homogène, même en géométrie complexe. C’est le cas par exemple d’une pièce nécessitant un enlèvement de matière important mais présentant une paroi fine. Les matériaux durs comme le titane ou exotiques entrent également dans le champ d’application de cette technique.
Le maître mot : la constance ! En effet, le principe consiste d’une part à programmer la trajectoire pour que l’angle de contact entre l’outil (qui sera utilisé sur toute sa longueur) et la matière ne varie pas, mais également pour que la pression exercée sur l’outil soit toujours la même.
Programmes d’usinage : quels avantages par rapport à un usinage traditionnel ?
- L’épaisseur des copeaux d’entre-passe est considérablement réduite
- La profondeur de passe (de coupe) est plus importante
- La vitesse d’avance à la dent augmente en conséquence
- La charge thermique générée par le frottement est donc moindre et la chaleur mieux évacuée
La pièce ne subit aucune déformation et les gains de temps d’usinage sont colossaux : ils sont en effet estimés entre 30% et 70%. De plus, les machines et les outils sont préservés plus longtemps. La productivité est dans tous les cas la grande gagnante.
Ceci étant posé, il est difficile de mesurer la pertinence d’un choix de stratégie d’usinage par rapport à une problématique donnée. Si les paramètres – nombreux, comme nous l’avons évoqué – à prendre en considération sont bien répertoriés, leurs impacts sont moins systématiques, les critères déterminés par modélisation ou expérimentation étant encore peu significatifs.
A ce jour pour que les trajectoires des programmes d’usinages soient réellement optimisées, mieux vaut s’en remettre à l’expertise technologique.
La gamme de solutions CAO, FAO, PDM et ERP TopSolid
Optimiser les trajectoires de vos programmes d’usinage grâce à TopSolid’CamSimul
La solution TopSolid’CamSimul concentre les années d’expertise des équipes de TOPSOLID SAS, ainsi que les technologies logicielles les plus abouties du marché. Moderne, évolutif et d’une efficacité redoutable pour venir à bout des problématiques d’optimisation des trajectoires, l’outil permet entre autres de valider la faisabilité des programmes d’usinage grâce à des fonctionnalités de simulation 3D réalistes, précises et complètement indépendantes, donc « impartiales ». En pratique, l’outil simule la MOCN en situation dans l’atelier, en tenant compte du programme de montage, des outils ainsi que de la pièce brute et finie.
Le procédé présente un « atout productivité » majeur : la gestion intégrale de l’ensemble des mouvements interopérations.
L’opérateur a donc la possibilité de vérifier en temps réel que le modèle en cours de réalisation correspond bien au cahier des charges, et de ce fait sécuriser la production. Un défaut d’optimisation de trajectoire ou de vitesse de coupe ? Une zone restant à programmer ? Une surchauffe ou une collision identifiée? Toute anomalie est immédiatement corrigée … sans reprise atelier !
TopSolid’CamSimul offre en outre une palette complète d’outils stratégiques et techniques (usinages de métaux durs, finition directe brut d’usinage, …) visant un même objectif : la réduction des temps. Terminées le recours à l’électroérosion par enfonçage, les séances de polissage sans fin, les interminables sessions de réalisation des outillages, ou les mises au point répétitives. Désormais les programmes sont choisis en fonction des besoins précis pour gagner du temps.
C’est également tout un panel de facilités d’usinage qui s’ouvre à l’utilisateur : le logiciel gère en effet les usinages trochoïdaux, les ébauches par tréflage, les parcours dit « à crête constante », ainsi que le contrôle d’un tour/fraiseur ou d’un centre d’usinage 5 axes continus de manière simple et homogène. Pour fluidifier toujours plus l’usinage, la forme des outils et de leurs attachements dans les calculs de trajectoires sont intégrés par le logiciel.
Le petit plus de TopSolid’CamSimul pour terminer, mais pas le moindre : toutes les trajectoires supportent des options UGV (Usinage à Grande Vitesse) et le logiciel assure l’automatisation de certains processus tels que la fabrication de trous, cavités, ou encore logements de tiroirs …
Ce qu’il faut retenir : avec TopSolid’Cam les processus sont accélérés, le résultat constaté sur les surfaces frise la perfection, et les coûts diminuent… A la pointe de la modernité, notre solution globale, intégrée, évolutive, vous permet de conserver une longueur d’avance sur les acteurs de votre marché : temps mieux maîtrisé, qualité globale de service améliorée, compétitivité en hausse, des ingrédients essentiels au maintien de vos parts de marché et de la productivité !
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