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L'Usine Aéro

L'usinage spatial fait rêver les ingénieurs

Publié le

Machine-outil

L'usinage spatial fait rêver les ingénieurs

Giddings&Lewis lance une machine-outil résolument innovante. Va-t-elle pour autant révolutionner le marché? On peut en douter...pour l'instant.



Le monde de la machine-outil est en pleine effervescence. La sortie de la Variax, la nouvelle ma-

chine de Giddings&Lewis, une fraiseuse conçue comme un simulateur de vol, chamboule tous les principes en vigueur depuis des décennies dans le domaine de l'usinage. Les axes de la machine ne sont plus réels, mais... virtuels. Les glissières, roulements linéaires et autres chariots croisés n'existent plus. "La broche flotte dans l'espace", comme l'explique avec poésie son inventeur américain. Mais le coeur de l'innovation ne réside pas tant dans la partie matérielle de la machine que dans son logiciel de pilotage. Les vis à billes, les rotules, les vérins, la broche et les servomoteurs utilisés dans la construction de la machine sont de "vulgaires" composants du commerce. En revanche, l'ordinateur qui pilote tous les mouvements de l'outil dans l'espace utilise des algorithmes très compliqués, ayant nécessité six années de développement.

Un concept novateur

Même si tous les spécialistes sans exception (et notamment la concurrence) sont d'un enthousiasme débordant pour ce nouveau concept de machine, certains s'interrogent sur les performances annoncées par Giddings&Lewis et sur l'étendue des domaines d'application de la Variax. Le constructeur américain avance des précisions de positionnement, dans le volume, deux fois supérieures à celles d'un centre d'usinage conventionnel. Tout simplement parce que les axes de la machine sont virtuels et ne sont pas sujets aux défauts géométriques répercutés par les glissières. Il serait cependant intéressant de savoir comment se comportera la machine après quelques centaines d'heures d'utilisation intensive. Les vis à billes et les rotules qui composent les "pattes" restent des organes mécaniques et ne sont donc pas à l'abri de problèmes d'usure et de jeux intempestifs. La rigidité de l'ensemble risque d'en pâtir également, alors que Giddings&Lewis explique qu'elle est cinq fois supérieure à celle que l'on peut trouver aujourd'hui sur une machine traditionnelle. Il est vrai que l'architecture, fondée sur six "pattes" croisées toujours sous contraintes, est hyper-rigide... en théorie. Comment va se comporter cette architecture au fil du temps? Grâce à la légèreté des masses en mouvement, le constructeur américain annonce des vitesses d'avance cinq fois supérieures à celles que l'on connaît aujourd'hui. Mais cette légèreté n'est-elle pas un inconvénient quand on doit, dans le même temps, absorber les efforts de coupe et les vibrations induites? D'ailleurs, les seuls essais d'usinage présentés au public ne concernent jusqu'à présent que des pièces en alliages légers.

Un angle d'inclinaison réduit

Ces performances, peut-être un peu trop théoriques, risquent de limiter fortement les domaines d'application de cette machine, face à une concurrence établie de longue date (centres d'usinage et fraiseuses). D'autant plus que, pour des raisons liées à la structure même de cette machine, le plateau mobile ne peut pas s'incliner à plus de 15° par rapport à la verticale. En tout cas, si cette machine ne répond que de façon limitée aux attentes des utilisateurs, le concept même de la Variax est néanmoins porteur de beaucoup d'espoirs. A tel point que des développements concurrents existent déjà. Ingersoll travaille sur un projet de machine-outil similaire et serait en pourparlers pour céder des licences à des constructeurs japonais. "L'usinage spatial" ne fait que décoller.





les originalités technologiques de la variax

La structure de la Variax comprend deux parties principales: un socle fixe posé sur le sol et un plateau mobile, reliés par six "pattes". Chacune d'entre elles est constituée d'une vis à billes terminée par des rotules et actionnée par un servomoteur. Le plateau mobile contient la broche, alors que le socle supporte la pièce à usiner. L'outil est donc libre de se mouvoir dans l'espace et, par conséquent, de produire facilement des formes complexes. Les masses en mouvement étant très limitées, Giddings&Lewis annonce des vitesses d'avance rapide de l'ordre de 60mètres par minute. Trois vérins ont néanmoins été ajoutés pour supporter le poids du plateau mobile. Les six pattes sont toutes sollicitées dans chaque déplacement du plateau, ce qui, d'après le constructeur, lui procure un effort de poussée continu de 4tonnes, soit deux fois et demi de plus que sur une machine conventionnelle. Les capacités d'usinage de la Variax s'inscrivent pour l'instant dans un volume de 630millimètres de côté. Le socle fixe supporte la pièce à usiner et la broche est dans le plateau mobile, ce qui permet de produire des formes complexes.

USINE NOUVELLE - N°2475 -
 

 

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