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28 Januar 2015 | La Revue POLYTECHNIQUE 11/2014 | Fabrikautomatisierung

Usinage de l’extrêmement précis

Au cours des temps, la société Lehmann de Hardt en Forêt Noire est devenue l’un des leaders en matière de fabrication de composants et sous-ensembles de mécanique extrêmement précis. Le développement et la fabrication de broches à haute fréquence en rotation sur coussin d’air (en lieu et place de roulements) et de guidages linéaires de précision font, entre autres, partie de son savoir-faire.
L’idée fondamentale de cette entreprise est de fabriquer elle-même les composants essentiels d’une machine-outil dans ses propres ateliers, afin d’en pouvoir maîtriser toutes les phases de sa fabrication, ce qui a abouti à la mise au point d’une fraiseuse ultra-précise qui permet l’usinage à la fois précis et rapide de motifs fins et complexes comportant des opérations de fraisage, perçage, alésage, taraudage et gravure.

 
Fraiseuse Lehmann: son socle minéral assure une excellente stabilité à la machine tout en éliminant la transmission de vibrations.
 

De la pierre naturelle pour éviter la transmission de vibrations
Chaque machine repose sur embase en pierre dure naturelle. La montée en température est de la sorte minimisée et toute vibration imputable à la fréquence propre du socle est quasiment exclue en raison de la faculté d’amortissement du matériau amorphe utilisé. Le contrôle isothermique de l’ensemble de la machine est en outre assuré par un circuit de refroidissement maintenant l’ensemble des éléments dans une tolérance thermique de ±0,1 °C, ce qui garantit de maintien de la précision en cours d’usinage, en évitant la dilatation des composants de la machine durant l’opération. Ce principe est d’ailleurs appliqué à toutes les interfaces de moteurs et aux paliers mécaniques. Il en résulte une précision constante des pièces usinées, une fidélité des contours et une bonne répétabilité. On s’en rend particulièrement compte au niveau de l’excellente qualité de surface sur les pièces. Vu que la machine est également conçue pour la grande production, ces caractéristiques sont décisives.
 
 
Des broches exemptes de frottements mécaniques
La technique des composants principaux de la machine tels que la broche à haute fréquence tournant sur coussinet d’air, ainsi que les guidages de précision sans frottement ni à-coups, s’avèrent tout aussi décisifs que la structure de base elle-même.
Les broches, exemptes de frottement mécanique par leur conception, avec une température maintenue constante grâce au système de refroidissement, tournant à une vitesse jusqu’à 80’000 tr/min., ne présentent de ce fait aucune usure au niveau des paliers et assurent une durée de bon fonctionnement accrue de l’outil grâce à leur fonctionnement quasiment exempt de vibrations.
Grâce à un système d’équilibrage intégré, il s’avère en outre possible de fignoler l’équilibrage de chaque outil en cours de fonctionnement. Les broches peuvent être livrées aussi bien en version asynchrone que synchrone. L’utilisation de matériaux composites à texture de fibres de carbone (FC) pour les éléments en mouvement, tels par exemple que le porte-broche, est tout à fait nouvelle pour ce genre d’application, précise le constructeur. Ce matériau extrêmement léger se distingue par une stabilité extrême et permet par conséquent une grande accélération, sans à-coup.
 
Usinage précis d’une forme complexe dans un composant de haute précision, avec apport de liquide réfrigérant.
 

Résolution de mesure nanométrique
Ajoutons encore que les systèmes de guidage linéaires des axes sont développés et réalisés entièrement en interne dans les ateliers de Lehmann Präzision, pour assurer la précision extrême des trajectoires d’usinage et la précision géométrique générale de l’usinage.
Les machines sont équipées d’un système de commande CNC iTNC 530 HSCI de la société Heidenhain. Les systèmes de mesure de longueur absolus, avec une résolution nanométrique, ainsi que les moteurs d’entraînement, proviennent d’ailleurs du même fabricant. La construction du matériel et du logiciel étant par contre l’exclusivité de la société Lehmann même, il s’avère possible de transposer les adaptations propres au client de manière à la fois rapide et compétente, ce qui rend la commande paramétrable à souhait.
 
Fraisage de motifs fins et précis.

 

Ces composants constituent la base du système modulaire sur lequel repose la structure de machines déjà réalisées en de nombreux exemplaires. Toutes les autres options sont adaptées aux besoins des clients. C’est ainsi que la machine fraise à sec, avec lubrification à débit minimal ou avec apport de lubrifiant de coupe. La machine dispose d’un système de changement d’outil permettant d’emmagasiner jusqu’à 200 outils à prise HSK 25. Elle peut être en outre équipée d’un système de palettisation, avec gestion de palettes et déroulement prédéfini des opérations.
Il en résulte une machine polyvalente et fiable, de haute précision, réellement prédestinée à l’industrie mécanique de grande précision. Elle convient notamment à l’usinage extrêmement précis de petites et très petites pièces comportant des motifs complexes.
 
Lehmann Präzisionstechnik GmbH
8583 Donzhausen
Tél.: 071 688 82 55
www.lehmann-praezision.ch