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METROM | Machine-outil mobile à 5 axes

1/10/23

Metrom

Solutions pour la fabrication de réparations et de pièces de rechange sur site

Ing. dipl. IWE Marcus Witt, Hartmannsdorf, Allemagne

Introduction

À l’heure où la mobilité et la flexibilité sont de plus en plus importantes, il est essentiel d’emprunter de nouvel- les voies dans la production. Dans la fabrication de réparations et de pièces de rechange, il est souvent nécessaire d’agir rapidement et efficacement sur place. Dans ce contexte, les machines-outils traditionnelles atteignent rapidement leurs limites. Mais avec l’introduction de la machine-outil mobile à 5 axes, cette problématique a fondamentalement changé.

Définition des tâches

En raison de la hausse continue des coûts de transport, de la situation tendue des fournisseurs et de la nécessité de réduire les émissions de CO2, il est nécessaire de repenser la manière de fabriquer et de réutiliser les composants existants.

Solution

La cinématique parallèle à 5 barres de Metrom représente une solution innovante pour répondre aux exigences de la fabrication de réparations et de pièces de rechange sur place. Par rapport aux machines-outils traditionnelles, la cinématique parallèle permet une grande mobilité et une grande précision. Grâce à l’utilisation de 5 entretoises, les axes peuvent être commandés simultanément et indépendamment les uns des autres. Cela permet de réaliser des usinages complexes en une seule opération, ce qui augmente considérable- ment l’efficacité et le gain de temps. En outre, la forme extérieure de la machine Icosaeder offre la plus grande rigidité propre possible afin, d’une part, de dissiper les forces d’usinage et, d’autre part, d’obtenir une résistance aux influences telles que le transport de la machine. Ainsi, la précision réglée des machines est maintenue même dans des conditions défavorables et changeantes lors d’une utilisation mobile. Grâce aux faibles masses en mouvement, l’usinage est économe en énergie avec des valeurs de consommation typiques inférieures à 4kWh pour une combinaison d’ébauche et de finition.

Cinématique parallèle brevetée à 5 barres dans le bâti Icosaeder

  • Utilisation de la machine dans un conteneur

L’un des principaux avantages de la machine-outil mobile à 5 axes est qu’elle peut être placée et utilisée dans un conteneur. Comme le conteneur protège la machine des influences environnementales, il est possible de travailler dans presque tous les environnements. En combinaison avec une table circulaire interpolante sous la cinématique à 5 barres, il est possible d’effectuer rapidement des réparations et des fabrications de pièces de rechange sans devoir établir des plans logistiques et de transport complexes. Un exemple de fabrication en conteneur est la smart factory mobile que Rheinmetall utilise pour la fabrication de pièces de rechange de composants critiques et qu’il propose à ses clients. Celle-ci se compose d’un conteneur logistique de 20″ et d’un conteneur de production de 20″.

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Mobile smart factory, Vue en coupe des deux conteneurs

La Mobile Smart Factory travaille avec le système de gestion IRIS afin de permettre la mise à disposition des données pour les pièces de rechange à générer. La préparation des données s’effectue à l’aide de HY5CAM en tant qu’environnement CADCAM et du modèle virtuel correspondant de la machine afin de vérifier au préalable toutes les possibilités d’accès à la pièce et d’éviter les collisions avec les dispositifs de serrage. Pour toutes les pièces qui ne sont pas encore disponibles sous forme numérique, un dispositif permettant la rétro-ingénierie est compris dans le conteneur logistique.

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Pièce de rechange, Couvercle de moyeu de roue pour chariot élévateur gros tonnage fabriqué par WAAM, tournage-fraisage et usinage par tournage

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Processus WAAM dans la Mobile Smart FactoryUne autre possibilité de production sur place est l’usine de réparation mobile, qui a été réalisée en collaboration avec l’université technique de Cottbus en Allemagne. Dans cette usine, il est possible de détecter et de réparer automatiquement les défauts des composants. La réparation s’effectue ici par une combinaison de tournage- fraisage et de différents procédés de fabrication additive, qui sont tous rendus utilisables par un changement d’outil rapide avec la fixation HSK et une interface sur l’armoire électrique. Concrètement, un nouveau procédé de soudage TIG multifil de la société Kjellberg Finsterwalde, une nouvelle tête laser compacte de 2 kW avec avance par fil chaud et une source de soudage CMT sont disponibles.

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Tête d’usinage laser DED de la société OSCAR PLT dans Metrom PM800

La technologie idéale de rechargement de métal peut ainsi être utilisée en fonction des exigences en matière de taux de rechargement, de mélange du matériau de base, de précision de la géométrie, de position forcée et de combinaison de matériaux. La machine et les technologies complémentaires sont installées dans un ensemble de deux conteneurs et peuvent donc être transportées par camion :

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Déchargement de l’usine de réparation mobile du camion sur le lieu d’installation

Un autre avantage de la machine-outil 5 axes est son utilisation sur des pièces de grande taille. Grâce à la grande mobilité et flexibilité de la cinématique parallèle, la machine peut être placée directement sur le grand composant. Cela permet un usinage efficace sur place, sans avoir à transporter la pièce. Des possibilités de fixation variables ainsi qu’une mesure rapide de la machine par rapport à la pièce à usiner grâce aux 5 axes disponibles et au décalage correspondant du point zéro et du plan sont la clé d’un usinage efficace.

Cette solution s’avère particulièrement avantageuse dans le domaine de la production d’énergie au moyen de turbines à gaz et à vapeur d’eau, ainsi que dans les réacteurs et les installations chimiques, mais aussi dans l’industrie navale, car les grandes pièces sont souvent lourdes et peu maniables.

La machine mobile est également utilisée dans la construction aéronautique et automobile, par exemple pour la réparation d’outils de presse par rechargement et fraisage du contour final, ainsi que pour le try-out, c’est-à-dire l’adaptation du moule de presse à la géométrie de la presse sur le lieu d’installation. Il convient de souligner que les processus de travail manuels de soudage et de meulage, pour lesquels il n’existe pratiquement plus de personnel qualifié, peuvent être remplacés par une solution numérisée et documentée.

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Réparation de l’outil de presse du capot moteur de l’Audi A8 à Neckarsulm par WAAM et fraisage.

Conclusion

La machine-outil mobile à 5 axes avec cinématique parallèle à 5 barres de Metrom offre des solutions inno- vantes pour la fabrication de réparations et de pièces de rechange sur site. La grande mobilité, la précision et la flexibilité de la machine permettent d’effectuer rapidement et efficacement des usinages complexes de pièces de taille moyenne à très grande. L’utilisation en conteneur et en tant que machine mobile sur la grande pièce permet de choisir le lieu d’intervention de manière flexible et d’éviter une logistique complexe. Cela con- tribue de manière décisive au gain de temps et à l’efficacité des coûts ainsi qu’à la réduction des émissions de CO2. Depuis 2008, les machines mobiles sont utilisées dans le monde entier et sont maintenant complétées en permanence depuis quelques années par de nouvelles technologies additives et des processus supplémen- taires, afin de révolutionner la réparation et la fabrication de pièces de rechange sur site et d’ouvrir de nouvelles possibilités. »

  • Article de notre partenaire METROM

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