Tout savoir sur la programmation des pièces complexes
Qu’entend-on par pièce complexe?
On parle de pièce complexe lorsqu’il y a présence de topologies qui demandent de passer par de nombreuses trajectoires d’usinage, souvent avec risque de collision ainsi que des zones difficilement accessibles. Mais la notion de complexité d’une pièce ne dépend pas que de sa forme ou de sa taille. En effet, la nature du matériau utilisé, la présence de contraintes résiduelles, le risque d’échauffement ou encore la précision qui est demandée sont autant de facteurs qui contribuent à compliquer la tâche des usineurs.
Exemples de pièces complexes
- Les moules en aluminium, pour l’injection plastique ;
- Les culasses pour l’automobile ;
- Les aubes de turbine en inconel pour l’aéronautique ;
- Des paliers en titane pour l’aérospatial ;
La gamme de solutions CAO, FAO, ERP TopSolid
Les étapes pour une programmation réussie
Avant de passer à l’étape de fabrication, il est capital de bien se préparer. Le fichier CAO de la pièce à concevoir doit en premier lieu être vérifié, et les tolérances ajustées. Il convient bien évidemment de choisir la machine et les outils adaptés au résultat attendu et si possible de passer par une étape de simulation.
Analyse préliminaire
Avant de lancer l’étape de fabrication, toute pièce doit être contrôlée. Vérifier dans un premier temps qu’il s’agit de la bonne pièce et de la bonne version du fichier.
Gestion des tolérances
Pour qu’un modèle CAO complexe soit usinable, il demande souvent d’être modifié. En effet, dans la plupart des situations les modèles CAO sont dessinés à partir des côtes nominales. Cependant, les opérations de fabrication et d’usinage imposent des tolérances qui devront être ajustées sur ces fichiers CAO. Si vous utilisez un logiciel de CFAO, pensez donc à sa capacité de modification des côtes à postériori.
Le choix des machines et des outils coupants
Toutes les machines ne sont pas équivalentes. Le choix de la machine adéquate dépend de nombreux paramètres : forme de la pièce, dimension, matière… De même, il existe une multitude d’outils coupants dédiés à l’usinage des pièces complexes. Leur forme dépend des géométries à percer, tourner ou fraiser et la matière qui les constitue est choisie en fonction du matériau à usiner ainsi que des paramètres cinématiques. Le choix des machines et outils va donc fortement conditionner le succès de l’usinage.
Passer par une étape de simulation avant de lancer la fabrication
L’usinage de pièces complexes est coûteux, il est donc préférable d’éviter de rater les premières pièces et de s’affranchir de nombreuses reprises d’usinage. Une simulation des trajectoires en parallèle de la programmation permet ainsi à l’opérateur de comparer le modèle simulé avec l’usinage en cours, ce qui prévient le risque de collision et permet de réagir en temps réel.
Les atouts de TopSolid
L’un des enjeux de la CFAO est la réalisation de pièces complexes en utilisant le minimum d’étapes, l’idéal étant d’être capable d’usiner une pièce d’un seul tenant, sans démontage. TopSolid’Cam est ainsi capable de gérer la programmation des tours/fraiseurs, que ce soit en tournage combiné avec des opérations de fraisage 2D ou 3D ainsi que du 4 ou 5 axes continus.
La gestion des derniers outils
TopSolid’Cam est capable de gérer les nouvelles fraises tonneau. Ces fraises ont la particularité d’épouser au mieux les formes à faible courbure, ce qui permet de réduire significativement le nombre de passes du parcours en 5 axes.
Usinage dynamique en tournage et fraisage
TopSolid’Cam intègre une fonction d’usinage haute performance, ce qui permet de garder un volume de matière enlevé constant en cours d’usinage et donc d’user moins vite les outils de coupe.
Facilité de modification à postériori
Le logiciel TopSolid et en particulier la version dédiée à l’usinage TopSolid’Cam, est extrêmement souple, car il propose de puissantes fonctions de modification des pièces à postériori. Cette possibilité est un atout pour la fabrication de pièces complexes, qui nécessitent de nombreux ajustements.
La détection automatique des formes
TopSolid sait détecter automatiquement les formes de base telles que les rainures, gorges, trous et poches, sur les modèles conçus avec TopSolid, mais aussi sur les modèles importés. Le logiciel est ainsi un allié précieux qui permet d’aiguiller l’opérateur vers les bonnes stratégies d’usinage, grâce à une analyse topologique intelligente.
Des algorithmes puissants
La programmation de pièces complexes 4 et 5 axes nécessite une puissance de calcul élevée, des outils de simulation performants et des automatismes puissants. TopSolid’Cam intègre des fonctions automatiques appréciables telles que la détection des collisions, ce qui permet de réduire les défauts d’usinage. Grâce à l’ensemble des algorithmes d’usinage proposés par TopSolid, il est possible de traiter par exemple toutes les parties d’un moule.
