Mandelli Sistemi usine le titane pour l’aéronautique

Le nouveau centre d’usinage Spark 1300 TITANIUM de Mandelli Sistemi, a été conçu, développé et fabriqué avec Redex pour les opérations de fraisage des pièces de structure en réponse à une commande d’un constructeur aéronautique. Les entraînements de broches à la fois très dynamiques et très robustes de Redex confèrent au Spark 1300 TI d'excellentes performances aussi bien dans les opérations de finition que pour le fraisage et pour le tournage de pièces d'une hauteur maximale de 1300 mm.

Un matériau stratégique pour l’aéronautique et spatial

Le titane est un matériau utilisé dans des alliages légers mais très résistants qui offre des opportunités de fabrication intéressantes pour les concepteurs, notamment lorsqu'il s'agit de structures d'avions. Les pièces finies peuvent atteindre -10 à - 15% de leur poids initial avec un taux de MRR (material removal rate) qui est
tout à fait pertinent. En outre, à partir de pièces forgées qui présentent des formes plus généreuses par rapport au produit fini, il est indispensable d'avoir des tolérances remarquables pour s'assurer qu'il n'y a pas de défauts de forgeage, d'inclusions, etc. qui pourraient compromettre la résistance à la fatigue des composants aéronautiques essentiels. Il est donc stratégique d'enlever une quantité importante de la matière.

L'inconvénient est que ce matériau est difficile à usiner avec un centre d’usinage traditionnel. Résistant aux températures élevées et aux produits chimiques agressifs, le titane présente un rapport résistance/poids élevé et demande donc une vitesse de coupe assez lente et un couple important. 

Le centre d’usinage Spark 1300 Titanium, spécifiquement conçu pour le travail du titane 

Mandelli Sistemi présente une large expérience dans les solutions pour l’usinage pour l’aéronautique, y compris pour les pièces en titane. Cependant, la commande passée par son client était inédite pour la société puisqu’elle requérait pour la première un couple de 2500 Nm. Il fallait également réduire les temps de fabrication et accroitre le MRR. Pour répondre à cette demande précise, il a fallu concevoir une nouvelle broche. Mandelli cherchait une boîte de vitesse capable de transférer un couple élevé et présentant un ratio élevé. La solution a été trouvée chez Redex, spécialiste des engrenages de pointe, avec la RAM-Hit, une boîte coaxiale à 2 vitesses intégrée dans l’entrainement de broche.

« L’usinage du titane comme le fait la machine Spark 1300 de Mandelli est assez inhabituel. Nous avons été très fiers d’avoir été sélectionnés pour cet ambitieux de ce projet et d'avoir pu aider Mandelli dans l'une des parties les plus délicates de la machine : la broche. », indique Paolo Stefanoni, Directeur de la filiale italienne
du groupe REDEX. « Redex répond toujours présent aux exigences technologiques les plus élevées ». 

L'intégration de la boîte de vitesse dans la RAM permet d'obtenir un système d'entraînement de broche complet, léger et surtout compact, qui augmente la vitesse linéaire et les taux d'accélération sur un axe Z. La RAM High-Torque à 2 vitesses assure un couple élevé (jusqu'à 2 580 N.m) lors des faibles vitesses de
rotation utilisées notamment pour l'usinage d'ébauche du titane et permet des vitesses de rotation élevées (jusqu'à 9 000 t/min) pour les usinages de finition. Elle est conçue avec un axe principal creux de fort 1/3 diamètre (30 mm) qui simplifie le passage d'une barre hydraulique et permet une lubrification sous haute
pression des outils eux-mêmes. Les vibrations et le bruit sont réduits au strict minimum grâce à un équilibrage dynamique précis des éléments tournants. La construction de toute la gamme RAM High Torque repose sur un train d'engrenages épicycloïdal ; ses rapports vont de 1 à 5. « La boite de vitesse de broche fourni par Redex était l’élément clé du projet. Au départ, nous avons travaillé avec un prototype, puis très rapidement Mandelli a acquis sept pièces pour ce projet audacieux et engageant qui est aujourd’hui un réel succès » conclue M. Marco Colombi, directeur des ventes chez Mandelli Sistemi.