19.09.2017|EMO 2017 - DMG MORI Technology Excellence : Aérospatial

Doubler le chiffre d'affaires dans l'aérospatial avec Technology Excellence

Grâce à une intégration anticipée du développement de produits des clients, DMG MORI conçoit des solutions de fabrication optimales pour le secteur aérospatial.

  • Plus de 20 ans d'expérience technologique pour toutes les applications et tous les matériaux de l'industrie aérospatiale, du conseil clientèle à la solution clés en main
  • 20 ans d'expérience dans la technologie de fraisage et de tournage-Best in Class pour les Casings et les Rotatives
  • Intégrations technologiques : Rectification et ULTRASONIC
  • NOUVEAUTÉ : DMU 200 Gantry et DMU 340 Gantry avec max. 0,5 g
  • Broches torqueMASTER de max. 1000 Nm pour l'usinage par enlèvement de copeaux de pièces en titane
  • Aerospace speedMASTER 30 000, avec 79 kW pour un volume d'usinage de l'aluminium de max. 8 l/min
  • PRODUCTION ADDITIVE : Rechargement laser avec LASERTEC 3D hybrid / LASERTEC 3D et fusion sélective par laser sur lit de poudre avec LASERTEC SLM
  • Mesurage en cours de processus et contrôle du processus
  • Possibilités d'usinage avancées grâce aux cycles technologiques DMG MORI

Avec une croissance moyenne supérieure à 7 %, l'industrie aéronautique fait partie des marchés en forte expansion dans le monde. DMG MORI soutient les FEO et les fournisseurs avec des procédés de production productifs et participe plus que considérablement à la croissance de l'aéronautique. Pour répondre aux exigences strictes des utilisateurs, DMG MORI concentre toutes ses compétences dans le DMG MORI Aerospace Excellence Center. Là, le fabricant de machines-outils propose à ses clients bien plus que des machines ultramodernes et sa puissance de production de pointe. Les experts de DMG MORI sont intégrés de plus en plus tôt dans les projets futurs des clients. Ce qui permet de concevoir des processus de production optimisés et des solutions complètes, clé en main.

« Dans le domaine de l'usinage aérospatial par enlèvement de copeaux, avec plusieurs centaines de millions de chiffre d'affaires, nous sommes dans tous les cas leader. Notre objectif est de doubler ce chiffre dans les prochaines années », déclare Michael Kirbach, Directeur DMG MORI Aerospace Excellence Center, avec optimisme. Ne serait-ce que pour l'année 2016, DMG MORI a vendu environ 450 machines dans 25 pays. L'implication anticipée dans les projets des clients serait une condition principale pour concevoir des solutions de production futuristes.

Un excellent exemple d'un tel secteur prometteur est la production additive des composants en métal. Celui-ci passe progressivement à la vitesse supérieure, particulièrement dans le secteur de l'aérospatial. Grâce au rechargement laser avec buse de pulvérisation de poudre, DMG MORI propose depuis 2013 une solution hybride unique avec enlèvement de copeaux intégré et, depuis cette année, la fusion laser sélective sur lit de poudre qui est déjà utilisée comme processus pour les composants « volants » par de nombreux fabricants. « Nous faisons ainsi partie des quelques entreprises qui proposent deux méthodes alternatives dont chacune couvre un segment spécial de composants. Nous nous considérons donc comme Full-Liner à l'expertise complète dans ce secteur », Michael Kirbach de déclarer. La production additive demanderait une maîtrise approfondie des technologies pour pouvoir fabriquer industriellement et de façon reproductive des pièces très complexes via un processus hautement sécurisé. « Par ailleurs, les méthodes additives requièrent en principe une chaîne de processus numérique, de l'idée au mesurage final de la pièce à usiner. »

Partenaire compétent pour toutes les tailles de pièces et composants

« Au Aerospace Excellence Center DMG MORI, nous accompagnons notre clientèle de l'étude de faisabilité à l'installation des machines, en passant par les études de rentabilité, en utilisant une technologie d'application sur mesure et un service après-vente complet »​​​​​​​, déclare Michael Kirbach en décrivant le portefeuille de prestations. La période entre la première demande et la livraison du projet pouvant s'étendre jusqu'à deux ou trois ans. « Notre promesse de prestations s'applique naturellement aussi à l'ensemble de la gamme DMG MORI et à tous les procédés, du tournage et du fraisage à ULTRASONIC, LASERTEC et la PRODUCTION ADDITIVE, en passant par l'intégration des technologies. »

Les objectifs de croissance ambitieux de DMG MORI requièrent un marché dynamique. Avec l'essor du trafic aérien et donc de la vente des avions, Les plus grandes compagnies aériennes Airbus et Boeing prévoient une croissance plus que double de la flotte aérienne jusqu'en 2036. Un grand avion de ligne est composé de plus de trois millions de pièces. On aura donc besoin de capacités massives pour pouvoir répondre à la demande. Comparé à la concurrence, DMG MORI couvre avec ses solutions de production le plus grand nombre de pièces à usiner.

Le constructeur de machines-outils profite également du travail effectué dans le DMG MORI Aerospace Excellence Center au niveau technologique, comme Michael Kirbach le sait : « Le fait que nos experts soient impliqués très tôt dans la conception des projets du client nous permet d'acquérir d'importantes expériences et connaissances. Celles-ci sont, en étroite collaboration avec les constructeurs des usines de production DMG MORI, directement intégrées dans la conception des nouvelles machines et des nouveaux composants, par exemple lorsqu'il s'agit de travailler efficacement des matériaux spécialement pour le secteur aérospatial. Nous appliquons cette méthode avec rigueur depuis plus de 20 ans. »


La tendance est à la construction légère

Les avions deviennent de plus de plus légers et performants, particulièrement grâce à leurs pièces. De nouveaux matériaux permettent par ailleurs des libertés jusque là insoupçonnées dans le design des composants. Les pièces structurelles des avions contribuent de façon considérable à la masse totale, ce qui fait qu'on utilise de plus en plus le plastique renforcé à la fibre de carbone et le titane en plus de l'aluminium. L'épaisseur réduite des composants et leur plus grande stabilité permettent de réaliser des géométries avancées, comme des composants aux parois de plus en plus minces. Ceci vaut également pour la construction des réacteurs dans laquelle des alliages de titane, mais surtout des alliages de nickel toujours plus résistants à la chaleur, jouent un rôle principal.

Seulement le choix du composant montre à quel point une solution d'usinage doit être spécifique à son utilisation », souligne Michael Kirbach sur le thème de la construction légère. Pour l'usinage de l'aluminium au cours duquel jusqu'à 90 % du matériau brut peut être retiré, c'est surtout le volume de copeaux qui serait un défi. L'usinage de composants en titane demanderait quant à lui des concepts de machines conçues spécialement pour l'usinage lourd. « Notamment en ce qui concerne les questions relatives au composant ou au matériau, nos clients bénéficient de la large gamme de machines et de technologies. Des tours horizontaux ultraperformants et nos nouvelles machines Gantry pour les composants en aluminium et en CFRP/PRV ainsi que les machines duoBLOCK pour le fraisage haute performance du titane font partie de l'assortiment de même que les machines de fraisage/tournage ou de tournage/fraisage pour l'usinage à 5 axes de pièces symétriques en rotation en quelques cycles, par ex. pour la construction des réacteurs. » Il n'y a pour ainsi dire aucun composant pour lequel DMG MORI n'aurait pas de solution technique de fabrication à proposer.

Aerospace speedMASTER 30.000

DMC 80 H linear
Their optimum chip fall make horizontal machining centres such as the DMC 80 H linear from DMG MORI the ideal solution for the high chip volume involved in the machining of aluminium.

Les facteurs vitesse, accélération et le retour sont primordiaux pour l'aluminium. La série DMC H linear pour l'usinage horizontal avec angles rigides des couvercles de l'habitacle et le banc de machine ouvert vers le bas permet une chute directe des copeaux. Associé à un refroidissement haute pression et à la stratégie d'usinage adaptée, ceci conduit à un processus très sécurisé, une durée de vie plus longue des outils, et une dissipation optimale de la chaleur et des surfaces usinées de meilleure qualité. Michael Kirbach résume : « pour résumer, nous proposons un pack complet optimal pour l'usinage de composants structurels en aluminium : des entraînements linéaires ultradynamiques avec une accélération de 1 g pour les géométries complexes, notre table circulaire pivotante, ainsi que notre Aerospace speedMASTER 30 000 pour un volume d'usinage de l'aluminium de max. 8 l/min. »

Extension de la série Gantry

DMU 200 Gantry
The DMU 200 Gantry from DMG MORI impressively combines large part machining with maximum dynamics

DMG MORI a conçu la
série Gantry pour l'usinage dynamique de composants volumineux. La machine DMU 200 Gantry allie remarquablement l'usinage des pièces volumineuses avec une dynamique maximale pour des pièces pesant max. 10 000 kg et une accélération de 0,5 g. La machine DMU 600 Glinear mesure 6 000 x 4 500 x 2 000 mm dans l'espace de travail et est ainsi prédestinée pour les composants intégrales volumineux. La machine DMU 340 Gantry agit avec son espace de travail de 3 400 x 2 800 x 1 250 par rapport à la taille du composant entre les deux machines-sœurs, la machine pouvant être rallongée jusqu'à 6 000 mm dans l'axe X et 1 500 mm dans l'axe Z.


Fraisage efficace avec ULTRASONIC

La structure des fibres et la propriété dure et cassante des matériaux CFRP est un défi pour l'enlèvement de copeaux classique. C'est la raison pour laquelle le fraisage assisté par ULTRASONIC entre en jeu ici. L'oscillation supplémentaire de l'outil allant jusqu'à 10 µm et 20 à 50 kHz permet d'atteindre des vitesses de coupe plus élevées pour des effets thermiques réduits. Cela permet également de mieux séparer les fibres ce qui réduit le risque général de cassure des fibres et de délaminage. Elle permet aussi d'empêcher la formation d'arêtes de coupe sur l'outil à cause de l'adhérence de la poudre de fibre de carbone.

Concepts de machines stables pour l'usinage du titane

DMC 80 FD duoBLOCK
As one of many models in the duoBLOCK series, the DMC 80 FD duoBLOCK impresses with its pallet changer through maximum efficiency in mill-turn complete machining – also available with the technology integration grinding on request.

L'usinage du titane requiert une rigidité et une performance maximales. Pour la fabrication de composants en titane complexes comme les composants pour le châssis des avions, DMG MORI mise sur ses centres d'usinage duoBLOCK pour le fraisage haute performance avec cinq axes. « Depuis plus de 18 ans, ce concept est utilisé chez nos clients, essentiellement dans l'industrie aéronautique pour les matériaux difficiles à usiner par enlèvement de copeaux et perfectionné en fonction des exigences en constante mutation », déclare Michael Kirbach, en soulignant la longue expertise de DMG MORI. « La 4ème génération actuelle est même désignée comme référence, ce qui nous rend très fier en tant que fabricant de machines. » De DMU 60 P duoBLOCK à DMU 160 P duoBLOCK, la série offre de la place pour des composants de différentes tailles. Les courses varient de 600 × 700 × 600 mm à 1 600 × 1 600 × 1 100 mm. À cela s'ajoutent les variantes DMC U avec changeur de palettes pour une meilleure productivité et une maximisation de la durée de vie de la broche.

Le concept duoBLOCK allie la performance d'usinage, la précision, et la dynamique dans un ensemble unique. Sa rigidité est soutenue par des mesures de refroidissement complexes afin que les exigences de précision strictes des clients de l'aérospatial puissent être remplies sur le long terme. Les broches disponibles assurent une performance parfaite : aussi bien la broche de moteur powerMASTER 1000 de 1 000 Nm et 77 kW que la 5X torqueMASTER de 1 800 Nm et 52 kW répondent parfaitement aux exigences de l'industrie aéronautique.

Une propriété facultative du modèle duoBLOCK est le pack d'usinage lourd. Il inclut les chaussures d'amortissement pour l'axe Y, un blocage hydraulique dans la table circulaire à CN et, en relation avec une commande Siemens, l'usinage lourd ATC, un cycle technologique spécialement conçu par DMG MORI pour cette application. En résumé, cela conduit à une puissance d'usinage max. de 50 % plus élevée pour les matériaux difficiles à usiner par enlèvement de copeaux, à une usure moins importante de l'outil et à des surfaces de meilleure qualité.

Usinage complet dans la construction de réacteurs

« L'intégration technologique de nos machines de tournage/fraisage ouvre la voie d'une usinage complet stable des pièces de réacteurs symétriques en rotation, en alliage de titane ou de nickel », Michael Kirbach d'expliquer. De grands fabricants de réacteurs tels que GE Aviation, Rolls-Royce, Pratt & Whitney ou MTU Aero Engine utiliseraient déjà depuis 18 ans avec succès des machines FD des séries monoBLOCK, duoBLOCK et Portal pour le fraisage et le tournage en quelques cycles.

Aujourd'hui, grâce à d'autres intégrations technologiques, des composants hautement flexibles peuvent être fabriqués de façon encore plus constructive. C'est ainsi qu'on peut automatiquement remplacer même les disques de coupe avec refroidissement intérieur ou extérieur sur les machines FDS. Des cycles technologiques DMG MORI spéciaux et des capteurs de vibrations mécaniques permettent aux opérateurs de mieux gérer la technologie. Par ailleurs, des systèmes pour le mesurage en cours de processus et pour la surveillance intégrée du processus assistent l'opérateur pour un processus parfait.

Particulièrement dans le domaine des réacteurs, Michael Kirbach met l'accent sur des matériaux de plus en plus difficiles à usiner comme les composites à matrice céramique (CMC) : « Nous nous intéressons déjà depuis des années à ces Advanced Materials. DMG MORI propose ses technologies LASERTEC ET ULTRASONIC pour de telles applications. » L'accent serait toujours mis sur le complément et l'amélioration des méthodes de production conventionnelles. « Pour cela, il est important d'être non seulement meilleur et rapide, mais aussi rentable, par exemple en faisant à ce que l'utilisation d'ULTRASONIC permette aussi d'usiner des matériaux comme le CMC de façon fiable et productive. »

La numérisation dans l'industrie aérospatiale

En général, la tendance dans l'industrie aéronautique est à la connexion des machines, des produits et des services aux chaînes de processus numériques. DMG MORI promeut également la thématique de la numérisation avec le « Path of Digitization ». C'est ainsi que toutes les machines ultramodernes sont équipées de l'interface de commande et de pilotage basée sur application CELOS. CELOS permet d'une part la gestion, la documentation et la planification complètes des commandes. D'autre part, les CELOS APP telles que « CONDITION ANALYZER » ou « PERFORMANCE MONITOR » permettent au client d'avoir accès aux détails des processus d'usinage et à l'état des machines comme base d'un processus d'amélioration constant. Pour cela, CELOS joue de plus en plus le rôle d'interface IdO et crée la fondation d'une interaction interentreprises dans les réseaux de production du futur.

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