L'allègement : conseils pour l'usinage de matériaux légers

24 mars 2020 - Dispositif de serrage
Lightweighting: Tips on Machining Light Weight Materials

L'allègement est actuellement tout à fait d'actualité dans le secteur manufacturier. L'allégement est le processus consistant à concevoir des produits utilisant moins de matériaux et des matériaux plus légers pour réduire la masse du produit. La tendance est de faire des économies sur les coûts et des gains de performance. L'allégement est aussi une initiative de durabilité car elle économise l'énergie et les matériaux.

Quelles industries requièrent des matériaux légers ?

Pour répondre à la demande croissante de plateformes de véhicules de plus en plus électrifiées et à la demande croissante d'économies de carburant, les fabricants et les fournisseurs des secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la marine et du rail cherchent à concevoir et à produire des véhicules et des composants plus légers et plus efficaces. L'allégement est aujourd'hui une priorité absolue pour les fabricants, car ils évoluent vers des matériaux plus légers et plus complexes pour des pièces structurelles.

Quels matériaux sont les plus couramment utilisés ?

Les matériaux utilisés pour l'allégement sont physiquement plus légers, mais ils ont une empreinte similaire, voire meilleure que les équivalents qui les ont précédés. La tendance du choix des métaux penche vers l'aluminium plutôt que l'acier ou vers des matériaux comme le titane pour les applications dans l'aérospatiale. Les plastiques évoluent vers des composites plus fins et plus robustes.

Selon l'enquête État de la profession de 2018 du magazine ASSEMBLY, l'intérêt pour les matériaux légers a gagné 11 pour cent, l'année passée. Près de la moitié (48 %) des participants déclarent utiliser des matériaux autres que l'acier. L'aluminium est populaire avec plus des trois-quarts (82 %) d'utilisateurs. Les autres matériaux légers recherchés sont les plastiques (53 %), les composites en fibre de carbone (29 %), les aciers à haute résistance (29 %) et le magnésium (11 %).

Les défis de l'usinage par allégement

Le défi des fabricants face à ces nouvelles pièces flexibles et peu épaisses, c'est qu'elles peuvent se tordre sous la pression d'un usinage classique et présentent un risque plus élevé de courbure ou de déformation lors du processus de serrage.

Forkardt, une société Hardinge, a récemment acquis le système de serrage Soft-Touch®  et ses dispositifs de serrage sans distorsion auprès de General Manufacturing Systems, fournisseur de produits de serrage délicats, basé à Saginaw dans le Michigan.

Grâce à cette acquisition, Forkadt fournit désormais une solution technologique de premier plan pour les matériaux légers à paroi mince, où la déformation des pièces peut être un problème. Le design de serrage unique de Soft-Touch permet aux pinces de serrage de se conformer à la nature de la pièce en épousant le contour. Couplée à une pression de serrage régulée, la dynamique des forces qui en résulte confère une grande rigidité aux pièces fragiles et délicates.

Le système de serrage Soft-Touch est unique par sa simplicité. Une vessie en uréthane durable, située dans le corps du mandrin, se gonfle via des systèmes hydrauliques ou pneumatiques à travers la broche de la machine. Lorsqu'elle est actionnée, la vessie se dilate, faisant fléchir les pinces de serrage légers spécialement conçus, qui entrent en contact et s'adaptent au contour de la pièce. Une légère fonction de retrait place la pièce contre une butée. Le placement à haute densité de ces pinces et la surface de serrage permettent au mandrin de rester solidaire avec la pièce à usiner. Il en résulte une rigidité accrue des pièces et une résistance à la déflexion et à la distorsion dues aux efforts de coupe et aux exigences de couple d'entraînement.

Le système de serrage Soft-Touch peut être utilisé pour le serrage d'un seul composant ou peut être conçu pour prendre en charge un ensemble de pièces. Des modules interchangeables peuvent être fournis pour un changement rapode et des concepts d'usinage à plusieurs composants.

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