Une recherche financée par l'UE soutient le secteur européen de la fabrication
Un projet financé par l'UE est en cours pour aider le secteur européen de la fabrication à relever les défis auxquels il est confronté. Le projet ConTemp («Self-Learning Control of Tool Temperature in Cutting Processes») a reçu 2 374 976 euros au titre du thème NMP («Nanosciences, nanotechnologies, matériaux et nouvelles technologies de production») du septième programme-cadre (7e PC). Depuis le lancement du projet en 2009, les chercheurs ont travaillé sur des contrôles de processus adaptatifs par auto-apprentissage, destinés à stabiliser les conditions d'usinage. «Les tâches de production de plus en plus complexes, notamment pour fabriquer des matériaux modernes très performants, exigent de nouveaux outils dotés de systèmes de contrôle adaptatif orientés sur le processus. C'est pourquoi le projet ConTemp propose au secteur de la fabrication un système d'outils à refroidissement interne en circuit fermé», déclare Timo Reinicke, ingénieur d'études à l'institut des machines-outils et de gestion de fabrication de la Technische Universität Berlin, l'institution chargée de la coordination entre les 10 partenaires du projet. Le secteur de la découpe rencontre de nouvelles difficultés car les outils, en dépit de leur dureté exceptionnelle, sont soumis à des contraintes thermiques très élevées par des matériaux nouveaux toujours plus nombreux et difficiles à usiner tels que des alliages et composites à haute température. La nécessité de réduire les coûts et les délais de production s'ajoute à ces difficultés, aussi le secteur doit imaginer de nouveaux concepts d'usinage faisant progresser les méthodes actuelles. Les systèmes actuels de surveillance des traitements sont basés sur les forces, les vibrations et le bruit, mais ne tiennent pas compte de la température des outils. L'équipe de Berlin et le consortium de partenaires orientent leurs travaux de recherche sur ce paramètre, au vu de son impact important sur la qualité des pièces et l'usure des outils, et donc sur la productivité de la fabrication. Le fait de contrôler et stabiliser la température des outils peut prolonger leur durée de vie et augmenter l'exactitude de la fabrication. De plus, les méthodes traditionnelles de refroidissement ont un impact négatif sur l'environnement et la durabilité. Le contrôle adaptatif du traitement par auto-apprentissage améliorera l'exactitude des pièces et la productivité, mais il réduira aussi l'usure des outils et donc diminuera le coût de la découpe pour une plus large gamme de matériaux. Le développement d'une nouvelle génération d'outils intelligents de découpe, extrêmement performants et écologiques, est synonyme d'une accélération de la fabrication et donc d'une réduction des coûts et des délais de l'usinage. En améliorant ces paramètres au-delà des capacités actuelles, l'équipe européenne espère faire progresser les processus classiques d'usinage à sec. Les travaux du consortium visent également à remplacer la lubrification classique par un usinage à sec. ConTemp empêche d'utiliser un lubrifiant de refroidissement grâce à un système de refroidissement interne et fermé. Cette approche d'usinage à sec réduit considérablement le coût d'achat et de mise au rebut du lubrifiant de refroidissement, limitant l'impact sur l'environnement et favorisant une fabrication durable. Cette innovation peut réduire d'environ 20% les coûts de production. Le refroidissement efficace maintiendra l'outil dans la plage de température adéquate pour permettre l'application d'un revêtement adamantin et l'usinage de matériaux contenant une forte proportion de fer. Actuellement, l'utilisation d'outils diamantés pour les matériaux ferreux se limite aux inserts de diamant polycristallin pour la finition. Les procédés classiques qui utilisent des lubrifiants de refroidissement ont un autre inconvénient: la différence de température entre les copeaux à haute température et le lubrifiant engendre des microfissures de la lame de l'outil, favorisant son usure. Le système de refroidissement interne évite ce choc thermique, améliorant la durée de vie de l'outil et l'exactitude des pièces. L'élimination des lubrifiants de refroidissement a le double effet de protéger l'environnement et de réduire notablement les coûts.Pour plus d'informations, consulter: Technische Universitat Berlin: http://www.tu-berlin.de/menue/home/parameter/en/ ConTemp Consortium: http://www.contemp.org/
Pays
Suisse, Allemagne, Italie, Royaume-Uni