Thermiquement stable

Les systèmes BA W06 et BA W08 de SW font partie des centres d’usinage les plus rapides du marché. Ils peuvent produire des composants en alliage d’aluminium de haute précision, tels que des pièces d’avion et de véhicule et des boîtiers de batterie, en un rien de temps. Des principes de conception éprouvés, tels que le monobloc, « l’unité à trois axes » dans la conception box-in-box ou le support de montage pivotant pour le chargement et le déchargement en parallèle avec le temps de traitement principal, permettent d’obtenir des temps de cycle minimaux. Ils permettent à SW d’augmenter la rigidité de la machine tout en maintenant une masse minimale et en réduisant les temps d’arrêt improductifs.

Le défi : un apport de chaleur élevé avec une masse faible

Le positionnement rapide le long des trois axes est assuré par des moteurs linéaires hautement dynamiques. Cependant, un effet secondaire négatif se présente : une quantité considérable de chaleur résiduelle qui doit être éliminée de la machine. « Un équilibre thermique efficace est extrêmement important pour nous, car l’unité à trois axes optimisée en termes de poids, de conception box-in-box, et dotée de structures soudées à parois minces, ne peut absorber qu’une petite quantité de chaleur », explique Marcus Mixner, responsable du développement chez SW. « Sans contrôle de la température, la puissance dynamique des moteurs linéaires entraînerait rapidement des déformations thermiques. »

La solution : une dissipation de la chaleur au moyen du guidage linéaire

Afin d’augmenter continuellement la précision de positionnement, SW travaille intensivement depuis des années sur l’amélioration de la stabilité thermique grâce au circuit de refroidissement de précision existant. « Nous considérons la précision thermique comme un avantage concurrentiel important dans l’usinage de précision », déclare Marcus Mixner. « Après des essais initiaux et des optimisations avec le chariot Z, qui entre dans l’espace de travail, nous nous concentrons maintenant sur le contrôle de la température du guidage dans l’axe vertical principal, qui porte les chariots X et Z. »

La solution décisive pour une mise en œuvre à la fois économique et peu encombrante est venue de Bosch Rexroth, notre partenaire de longue date pour la technique linéaire : le système de guidage sur rails thermo-compensateur (TCRS) breveté intègre la fonction de contrôle de la température en tant que fonction facultative directement dans le guidage à rouleaux ou à billes sur railssélectionné. Le principe est simple, mais efficace : si l’option TCRS est sélectionnée, la face inférieure du rail de guidage est munie de deux rainures pour recevoir les tuyaux standard, lesquels sont raccordés au circuit de refroidissement de la machine. La dissipation directe de la chaleur du guidage linéaire permet de compenser facilement les effets thermiques, ce qui signifie que les fluctuations dimensionnelles lors du processus et donc le taux de rejet peuvent être réduits, que les matériaux peut être économisés et que les temps de cycle peuvent être raccourcis davantage.

Plus de bonnes pièces en petites tailles de lot

Marcus Mixner considère également que la production plus rapide de pièces de qualité est un réel avantage pour le client : « le marché exige de plus en plus de machines pour des lots de plus petite taille. Par conséquent, nous devons réduire au maximum les constantes de temps. » La stabilité thermique est une exigence essentielle à cet égard. Sur la base des données de mesure recueillies pendant deux ans, SW a réussi à développer un système complexe de contrôle de la température de l’eau de refroidissement qui « refroidit » les pics de température se produisant au cours de l’exploitation à des vitesses élevées. Cela permet de minimiser le taux de rejet tout au long du processus. « Depuis le lancement sur le marché des centres d’usinage BA W06 et BA W08, nous n’avons eu que des retours positifs sur le terrain », signale Marcus Mixner.

Une innovation continue

Avec la solution de contrôle de la température intégrée, SW démontre une fois de plus sa capacité à répondre en permanence aux exigences changeantes du marché. Le partenariat avec Bosch Rexroth a déjà joué un rôle important à cet égard dans le passé, comme en témoigne l’introduction du guidage à rouleaux sur rails RSHP. Ses guides à billes transfèrent lentement les éléments roulants à la force maximale par le biais d’une zone de roulement brevetée, permettant des mouvements à faible pulsation. En combinaison avec le nouveau rail de guidage TCRS, les clients de SW bénéficieront à nouveau d’une amélioration de la qualité et des performances.

Pour Marcus Mixner, l’option de contrôle de la température flexible a encore beaucoup de potentiel : « nous travaillons déjà sur d’autres applications », révèle Marcus Mixner. « Nous apprécions également les conseils et l’expertise de Bosch Rexroth dans le domaine des machines-outils et de l’automatisation. » Marcus Mixner s’intéresse, entre autres, à la possibilité d’intégrer une troisième fonction (la mesure) dans le rail de guidage sans empiéter sur l’espace. Bosch Rexroth propose le système de mesure intégré IMS dans ce but précis.

« En particulier dans le contexte actuel du marché, des solutions innovantes et des partenaires expérimentés tels que Bosch Rexroth sont indispensables pour rester compétitifs, tant sur le plan technique qu’économique », ajoute Marcus Mixner. « Grâce à notre collaboration fructueuse et ouverte, nous avons réussi à doubler la précision thermique par rapport aux machines précédentes et à établir ainsi de nouvelles normes à l’échelle internationale. »