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Mecachrome usine en série par cryogénie

Marion Garreau , ,

Publié le

Le mécanicien a inauguré, en octobre, un premier centre d’usinage cryogénique en série. La collaboration entre la R & D et les opérateurs a été un facteur de réussite.

Mecachrome usine en série par cryogénie
Pour s’approprier la technologie, les opérateurs ont été impliqués en amont.

Lusinage cryogénique tourne à plein régime. Le spécialiste en mécanique de haute précision Mecachrome a inauguré en octobre à Évora, au Portugal, un premier centre d’usinage équipé d’une machine où le refroidissement de l’outil se fait avec de l’azote liquide. Une technologie innovante utilisée pour traiter plus rapidement des pièces en titane pour l’aéronautique, dont la première mise en série a été entourée de précautions. « Passer de l’innovation à la production de série n’est pas simple, car ce ne sont pas les mêmes équipes ni les mêmes enjeux », souligne Arnaud de Ponnat, le PDG de Mecachrome.

S’assurer que l’azote liquide, à - 160 °C en sortie de broche contre 35 °C pour un liquide de coupe classique, ne s’évapore pas avant d’atteindre l’outil ni qu’il n’altère son comportement, régler les dosages, retravailler le programme d’usinage ; il a d’abord fallu dix ans de R & D, menée au siège de Mecachrome, à Amboise (Indre-et-Loire), pour développer cette technologie brevetée. Passer à la série a ensuite été une affaire de volonté avant tout. « Quinze mois avant l’inauguration de l’usine d’Évora, alors que nous étions au niveau sept sur l’échelle TRL [système de mesure de la maturité d’une technologie avec neuf niveaux], nous avons décidé, la direction et les équipes de R & D, d’industrialiser notre technologie sur une pièce avant fin 2017, explique Arnaud de Ponnat. Cette décision commune nous a permis aussi bien de démultiplier que de catalyser les énergies. »

Après le laboratoire d’Amboise, la technologie a fait étape à l’usine de Sablé-sur-Sarthe (Sarthe), où a été créé un plateau de test sur lequel ont collaboré les équipes de la R & D et des opérateurs de production destinés à travailler ensuite sur le site d’Évora. « La création de cet entre-deux a vraiment été un facteur clé de succès, considère Arnaud de Ponnat. Intégrer suffisamment tôt les opérateurs de production a un coût, puisqu’ils sont pleinement mobilisés, mais cela permet un apport de leurs connaissances pour résoudre des problèmes et optimiser l’ergonomie de la machine par exemple, et surtout qu’ils s’approprient la technologie et qu’ils s’en fassent le relais une fois à Évora. »

Trouver l’usage optimal de la machine

La machine à usinage cryogénique a ainsi pu être été testée en condition de production en série avant implantation. De quoi lever les risques et éviter les mauvaises surprises. Une fois la machine installée à Évora, la première contrainte a été la sécurité. « L’azote est un gaz inodore, rappelle Christian Santos, le directeur de l’usine Mecachrome à Évora. Pour sécuriser son usage, nous avons mis en place un système d’aspiration dans la machine, installé des appareils de détection et dessiné un périmètre de sécurité de deux mètres autour de la machine dans lequel l’opérateur ne peut entrer qu’équipé d’un système de détection et d’alarme. »

Reste aujourd’hui à Christian Santos et ses équipes à trouver l’usage optimal de la machine. « L’usinage cryogénique permet d’usiner plus vite, mais il peut rapidement être coûteux en termes d’outils, souligne le directeur. Nous allons donc devoir trouver le bon compromis entre la vitesse d’usinage, l’usure, et donc la consommation, des outils coupants et la consommation d’azote liquide. » Un calcul à faire pour la première pièce ainsi usinée, destinée au moteur Leap de CFM, le joint-venture de Safran et General Electric, puis dans un futur plus lointain pour chacune des pièces qui seront ainsi traitées. À terme, Mecachrome veut doter tous ses sites de la capacité d’usiner par cryogénie, l’aéronautique étant de plus en plus consommatrice de pièces en titane. 

Une technologie économique et écologique

En refroidissant l’outil par de l’azote liquide envoyé à travers la broche juste avant l’usinage, la cryogénie évite le recours aux liquides de coupe. Résultat : les copeaux restent secs, sont faciles à évacuer et la pièce n’a plus besoin d’être lavée par de grasses émulsions d’huile et d’eau. « La cryogénie est très avantageuse pour l’usinage de métaux durs, car elle permet de considérablement réduire le temps d’usinage et de limiter l’usure des outils coupants, souligne Arnaud de Ponnat, le PDG de Mecachrome. Elle a aussi un avantage environnemental en évitant le recours aux lubrifiants, qui sont à base d’hydrocarbures. » Aujourd’hui, cette technologie n’est en revanche pas assez rentable pour l’usinage des métaux légers. 

 

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