Précision dans les zones limites


VDL ETG Projects bv - La durée de marche de six heures par composant n'a pas été la préoccupation majeure. Il a davantage été question du point suivant : ne pas dépasser sur un composant les tolérances de 10 µm dans la série. Ce projet est donc devenu à la fois pour VDL ETG Projects à Eindhoven et pour l'entreprise Fehlmann un véritable défi. Avec les centres d'usinage VERSA 825 de FEHLMANN en relation avec l'automatisation de GIBAS, on est cependant parvenu après des tests et un travail de développement intensifs à rendre les processus sûrs et rentables. 


Il s'est agi tout d'abord d'une vision : développer un accélérateur de protons pour le traitement oncologique en tant que produit commercial. On a fait désormais une telle avancée avec ce projet que l'on fabrique et teste cette année déjà et que l'on veut ainsi se lancer dans la production en série l'année prochaine en cas de fonctionnement irréprochable. L'installation d'un tel accélérateur de protons avec une longueur totale de 24 mètres comprend 20 modules dans lesquels sont montées 64 plaques de cuivre. Les plaques de cuivre ont constitué pour tous les responsables de nombreux défis de taille. Toutes les tolérances sur le composant sont comprises dans seulement 10 µm. Les surfaces nécessitent Ra 0,2. C'est une précision qui est surtout extrêmement difficile à obtenir quand il s'agit de la production en série. Peter van der Elzen, directeur de la qualité et des opérations chez VDL ETG Projects, s'est tout d'abord posé la question essentielle suivante au début du projet il y a quatre ans, à savoir si l'on peut de toute façon atteindre cette précision : "L'entreprise VDL est connue parce qu'elle peut fabriquer sans problème avec une telle précision. Mais concrètement le problème a résidé d'une part dans le fait que ces plaques sont différentes selon leur forme, leur épaisseur, leur rupture, etc. Le problème a résidé d'autre part dans la série que nous avons voulu sans surveillance pour des raisons économiques. Pendant que d'autres fabricants de machines-outils n'ont pas pu répondre aux exigences surtout en ce qui concerne la précision exigée, Fehlmann a émis un "nous essayons cela". Cela signifie que Fehlmann a émis très rapidement un oui de principe pour ce qui est de la VERSA 825. Pour cette utilisation, un certain réglage a été nécessaire et ce même pour la VERSA qui est de toute façon précise. Roland Sandmeier, ventes exportation chez Fehlmann : "Le centre d'usinage VERSA est déjà considéré en raison de la précision géométrique et de la stabilité thermique en version standard comme étant très précis. Pour l'usinage des plaques de cuivre chez VDL ETG Projects, nous avons modifié des particularités comme les cycles de pivotement ou également le décalage du point d'origine de deux µm car les contours sont chantournés de manière très fine. Mais les connaissances tirées de ce projet sont ensuite également intégrées dans la fabrication de nos machines standard."

Fluctuations de température contrôlables, toutes les conditions remplies en termes de fabrication
Il s'est agi lors de cette tâche non seulement de la machine mais également de la fabrication sans surveillance. L'objectif a été de commander l'automatisation avec le logiciel de Soflex en raison des expériences positives. Le choix du matériel ou des robots et des magasins de palettes s'est donc porté sur l'entreprise Gibas située à Nijkerk en Hollande (représentation Fehlmann en Hollande avec son propre service Automatisation). D'autant plus que l'on a été capable chez Gibas d'intégrer sans problème ce logiciel.

De nombreux exemples montrent à Eindhoven à quel point cette précision dans la série doit être maniée de manière sensible pour que l'on opère ainsi dans les zones limites. Ainsi, la machine a été ouverte par exemple après un temps d'usinage de deux heures. La pénétration de l'air ambiant climatisé a eu immédiatement un effet tellement négatif sur le composant qu'il n'a pas pu être utilisé. Le changement de la broche est également fatal. Les responsables ont été véritablement effrayés par les résultats obtenus lors du remplacement d'une broche chaude dilatée dans la longueur par une broche froide. Cela signifie que les fluctuations de température de la machine et de la pièce dépendent totalement l'une de l'autre, d'après les responsables, Fehlmann contrôle totalement les températures. D'une part, la machine est conçue de sorte qu'aucune émulsion de liquide d'arrosage ne puisse entrer en contact avec la construction en fonte. De l'autre, les moteurs sont refroidis automatiquement, le liquide d'arrosage est maintenu à une température constante de 20°C. On remarque également la signification importante de ce contrôle de la température au temps d'usinage de six heures d'une seule plaque de cuivre. Il s'agit en tout pour une installation dotée de 20 modules de 30 000 heures de fraisage.

Ce temps d'usinage de six heures n'a pu également être réalisé qu'en étroite collaboration car VDL ETG Projects a voulu utiliser une broche à fréquence de 80 000 tr/min pour des raisons économiques. Par conséquent, de nombreux tests ont ainsi été réalisés chez Fehlmann en Suisse.
On se trouve désormais à Eindhoven dans la phase finale des tests évoqués et on est convaincu que l'on peut remplir toutes les conditions de base en termes de fabrication. Le fait que l'on ait ainsi réussi tout d'abord quelque chose de présumé impossible est certainement dû au travail de développement intensif et commun. Cela renforce de manière très efficace le fait qu'il a fallu quatre ans pour l'ensemble du projet mais que deux mois seulement se sont écoulés de la commande au début de la production.

En tout, il existe également pour Peter van der Elzen de nombreux aspects, qui ont contribué en définitive au succès du projet : "Pour obtenir cette précision dans la série, il faut un partenaire compétent et un équipement technique correspondant.  Mais on ne doit également pas oublier que l'on doit avoir des employés qui maîtrisent tout ou qui forment une unité avec la machine. Indépendamment du montant de l'investissement, si l'on s'attaque à un tel projet, on doit croire qu'il fonctionne. Et c'est ce que je fais depuis le début."

VDL-Groep au premier plan
En tant qu'entreprise familiale à 100%, VDL se consacre, avec le développement, à la production et à la vente de produits semi-finis, de bus et au montage de voitures (actuellement le groupe BMW avec la MINI-Cooper). Au total, 87 entreprises présentes dans 19 pays avec environ 10 500 employés font partie du groupe. L'entreprise VDL ETG Projects à Eindhoven développe, produit, monte et installe dans le monde entier l'équipement de fabrication entre autres pour les secteurs industriels tels que l'agro-alimentaire, la médecine jusqu'à l'ingénierie solaire et l'industrie des semiconducteurs.

En marge
L'entreprise VDL ETG Projects est sans cesse à la recherche de machines-outils extrêmement précises. C'est ainsi que l'on travaille par exemple également avec des machines de précision à paliers à air qui ne sont pas adaptées pour la production en série.

Autres remarques
Une fois que les tests se sont avérés positifs cette année, on suppose chez VDL ETG Projects que l'on peut commencer en 2017 la production en série des accélérateurs de protons.

VDL ETG Projects bv
M Peter van der Elzen
NL-5652 AH Eindhoven
Tél. + 31 40 2638218
www.vdletg.com

 


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