En tandem avec le jumeau numérique

insight 1/2020

Le réacteur d'un Boeing coûte plusieurs millions – c'est pourquoi tout doit bien se passer lors de la production. L'atelier de construction mécanique Mägerle SA à Fehraltorf mise pour ses machines CNC sur le «jumeau numérique» de Siemens: Ainsi, un nouveau composant peut être virtuellement produit et testé avant que la machine réelle soit utilisée.

 

Elle impressionne à grande comme à petite échelle, la rectifieuse CNC de Mägerle SA à Fehraltorf: Haute de plusieurs mètres et d'un poids de 30 t, elle usine des pièces de réacteur avec une précision de l'ordre du centième de millimètre. Un palpeur de mesure sur broche interchangeable identifie la position exacte de la pièce à usiner et, grâce à la cinématique de haute précision de la machine, chaque pièce est usinée à la perfection avec une seule fixation. La particularité unique des machines de Mägerle réside dans leur système de guidage hydrostatique en volume clos. Les axes linéaire aussi bien que la table circulaire sont déplacés sur de l'huile et la machine travaille ainsi quasiment sans usure. 

 

Dans le domaine aéronautique, les critères de qualité sont très stricts et les exigences du client pour la rectifieuse MGC-140 RV étaient à leur hauteur: Elle doit être capable d'usiner avec exactitude l'enveloppe en forme d'anneau de la chambre de combustion du réacteur en matériau composite de fibres et céramique. Le composite céramique est très solide, il est cependant très léger et possède une énorme résistance à la chaleur – une température de plus de 1300 °C règne dans la chambre de combustion du réacteur. Karl Naef, Senior Technology Consultant chez Mägerle: «Ce matériau est très difficile à usiner. Le processus de production dure plusieurs heures. Il doit se dérouler de façon absolument fiable et précise, car tout défaut de production coûte beaucoup d'argent.» Pour effectuer avec une grande précision les trente étapes de travail du processus de production, les outils abrasifs au diamant sont mesurés avant chaque utilisation à l'aide de lasers et corrigés en conséquence.

 

 

Intéressant à plusieurs niveaux

 

Là où il fallait autrefois utiliser plusieurs machines, le nouvelle machine fabrique aujourd'hui toute la pièce de façon autonome. Le gain de temps est flagrant: L'anneau de chambre de combustion est produit en 14 heures, autrefois il fallait 40 heures, presque trois fois plus longtemps. Mägerle ne développe pas que la machine pour le client, mais aussi le programme CNC correspondant. L'entreprise, créée en 1929, est entrée ici en nouveau territoire inconnu et elle a misé sur la technologie du «jumeau numérique» de Siemens. Elle permet de représenter virtuellement sur un PC l'intégralité de la machine et toutes les étapes de processus. Ce concept présente de nombreux avantages: Tandis que la machine réelle poursuit la production, le développeur peut définir, contrôler et optimiser sur la représentation de la machine – le jumeau numérique – la production d'un autre composant de A à Z.

 

Si l'ingénieur(e) est satisfait(e), toutes les données nécessaires sont envoyées à la machine réelle et la production peut démarrer sans délai.

 

Mais ce n'est pas tout: Le client peut effectuer une réception numérique de la machine avant même sa fabrication. Et les salariés peuvent être formés sur le jumeau avant même que la machine soit présente dans leurs locaux. Et la représentation numérique permet d'empêcher la collision de pièces en mouvement et permet ainsi d'éviter de coûteux dégâts à la machine. Pour finir, ce concept présente aussi des atouts majeurs pour le marketing: Sur des foires, par exemple, la machine peut être exposée de façon claire et proche de la réalité , sans qu'il soit besoin de la transporter sur le lieu de l'événement. 

 

 

Enthousiasme du client final

 

Le coeur du jumeau numérique de Siemens est constitué du système CAD NX, du logiciel de programmation NX Cam et le coeur virtuel de l'automate Sinumerik 840 Dsl. Toutes les étapes de travail nécessaires peuvent être effectuées dans l'environnement de simulation de Siemens: de la conception d'un composant dans la CAD, en passant par la création de la stratégie de traitement dans la CAM, jusqu'à la simulation de machine avec des données d'axe et de machine réelles et la représentation virtuelle de l'automate VNCK. 

 

Cette cohérence permet de travailler de façon efficace et conviviale – la représentation numérique peut être créée en quelques jours. Si vous le souhaitez, le VNCK peut aussi être intégré dans d'autres environnements de simulation.Pour les automates de ses machines, Mägerle mise exclusivement sur Siemens. M. Naef se souvient du développement durant douze mois:«Siemens nous a en permanence très bien conseillés et la mise en service s'est faite sans problèmes. La surveillance des collisions recommandée dans l'automate Sinumerik par exemple nous donne à nous développeurs et à nos clients une sécurité supplémentaire lors du fonctionnement de la machine. » Le client de Mägerle du domaine de l'aérospatiale et de l'aéronautique est totalement satisfait – il a récemment commandé chez Mägerle deux autres machines de ce type. 

«Le processus de production doit se dérouler de façon absolument fiable et précise, car tout défaut de production coûte beaucoup d'argent»
Karl Naef – Senior Technology Consultant chez Mägerle SA

La technique en bref

 

En tant que représentation virtuelle de la machine, du produit, de la production ou de la performance, le jumeau numérique permet de relier entre elles les étapes du processus.Le logiciel PLM Siemens NX Virtual Machine Tool fournit des solutions de construction, de simulation, et de fabrication pour la réalisation du jumeau numérique et prend en charge le développement du produit du développement du concept jusqu'à la construction et la fabrication. L'automate Siemens y est représenté virtuellement par le Virtual NC Kernel (VNCK). L'automate CNC Sinumerik 840 D dispose d'une architecture matérielle puissante d'algorithmes de régulation intelligents et d'une technique d'entraînement et de moteur précise. 

 

Boîte d'info

L'atelier de construction mécanique Mägerle SA,

 

Associé à Blohm et Jung, constitue la marque Mägerle, le groupe technologique des rectifieuses planes et de profils au sein du groupe mondial United Grinding Group. Les rectifieuses planes et de profils Mägerle à Fehraltorf se distinguent par leur pouvoir de coupe et leur précision d'usinage élevés. Les applications se trouvent dans l'industrie des turbines, la construction automobile et aéronautique, l'industrie hydraulique et le secteur de l'industrie, ainsi que la construction de machines et d'outils. 

 

maegerle.com/fr