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Prêt pour son tout premier vol ? Le MRJ japonais

Le ciel est une véritable fourmilière !

Grâce à l'avènement d'Internet, la trans-mission des informations est désormais possible en temps réel aux quatre coins du monde. Toutefois, c'est à l'industrie aéronautique que l'on doit la rapidité de nos voyages et du transport de nos produits. Depuis 1995, le transport aérien n'a cessé de croître à un taux annuel de 5 % (converti en passagers kilomètres transportés), et ce, malgré deux périodes de récessions économiques mondiales. Selon les prévisions, l'Asie poussera la croissance de ce secteur au cours des 15 prochaines années, pendant que l'Europe, avec l'intégralité de ses aéroports desservie par ses très nombreuses compagnies aériennes commerciales, continuera de voir son trafic aérien augmenter.

Nouvel avion de ligne écologique

De nombreux avions ont été mis au point pour répondre aux besoins du marché des transports, en vue de desservir les cinq continents, les différentes villes et régions. Mais l'industrie aéronautique va encore plus loin aujourd'hui : elle adapte ses produits afin de lutter contre le réchauffement climatique et d'autres problèmes environnementaux. Déjà composés d'un pourcentage plus important de matières légères mais résistantes – allant de l'alliage de titane à la matière plastique renforcée de fibres de carbone (CFRP) – afin de réduire le poids et la consommation de carburant, le Boeing 787, l'Airbus A350 ainsi que d'autres avions de ligne sont désormais dotés de nouveaux moteurs relativement silencieux, afin de réduire de façon significative l'impact sur l'environnement. Du côté du Japon, Mitsubishi Aircraft Corporation apprête son nouvel avion de ligne MRJ pour le transport commercial. Les compagnies aériennes du monde entier renforcent leurs flottes avec de nouveaux avions de ligne, écologiques et parfaitement adaptés au transport de passagers.

Le transport aérien va doubler au cours des 15 prochaines années !

Le ciel européen grouille d'avions

Composants des avions de ligne et usinage

La plupart des avions de ligne comprennent entre trois et six millions de composants, le plus souvent fabriqués avec des matières légères mais résistantes. Un grand nombre de ces composants structurels sont usinés. Les moteurs sont quant à eux composés d'alliages spéciaux pouvant résister à des températures et à des contraintes extrêmes. Il est dès lors essentiel de disposer d'outils de coupe spécialement conçus pour chaque matière afin d'assurer une efficacité, une précision et une qualité optimales.

1.Alliage d'aluminium : usinage à haut rendement à des vitesses extrêmes de 300 km/h

Bon nombre de panneaux et de nervures (structure) du fuselage sont composés d'un alliage spécial de duralumin (A7075). Les processus d'usinage à haut rendement sont indispensables aux composants fabriqués à partir de blocs de matière. En outre, ils peuvent parfois réduire plus de 90 % d'un bloc massif en copeaux afin d'obtenir la forme finale requise.
Dernièrement, des outils de coupe capables d'usiner des composants à une vitesse de 5 000 m/min (300 km/h) ont été commercialisés. Le taux d'évacuation des copeaux de ces processus peut atteindre jusqu'à 10 000 cm³ par minute.

2.Alliage de titane : des augmentations du taux d'utilisation ont entraîné une croissance de la demande de traitement à haut rendement.

L'alliage de titane présente la plus haute résistance spécifique (rapport résistance/densité) de toutes les matières métalliques à des températures allant jusqu'à 400 °C. En outre, il résiste à la corrosion et se démarque par sa légèreté et sa solidité. Les nouveaux avions de ligne utilisent une quantité plus importante d'alliage de titane (Ti-6Al-4V). En effet, ce dernier convient parfaitement pour la fabrication de composants d'avions – tels que les structures d'ailes et les trains d'atterrissage – qui nécessitent une grande robustesse. L'usinage à haut rendement de l'alliage de titane constitue un réel défi en raison de sa faible conductivité thermique qui tend à concentrer la chaleur sur l'arête de l'outil de coupe.

3.CFRP : la nouvelle matière incon-tournable du XXIe siècle

Dix fois plus résistante que l'acier (rapport résistance/densité), la matière plastique renforcée de fibres de carbone (CFRP), caractérisée par sa légèreté, sa robustesse et sa résistance à la corrosion, est en passe de devenir la matière incontournable du XXIe siècle. D'imposants composants d'avions, tels que des pièces de fuselage, sont moulés avec plusieurs couches de plaques composées de fibres de carbone selon une forme spécifique prédéfinie, avant d'être chauffés sous vide. Toutefois, en raison de la forte résistance de la CFRP, cette matière s'avère difficile à usiner et requiert dès lors des outils de coupe revêtus de diamant.

4. Superalliage : une matière métallique extrêmement fonctionnelle caractérisée par une endurance optimale

Même à des températures élevées pouvant atteindre jusqu'à 1 000 °C. Cette matière est utilisée pour les parties du moteur dans lesquelles se produisent la combustion et l'évacuation. Les alliages à base de nickel INCONEL et WASPALOY constituent des exemples courants. Les superalliages conservent leur propriété de résistance même lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées. Néanmoins, en raison de leur ténacité, ils peuvent s'avérer difficiles à usiner. Pourtant, un usinage de haute qualité est essentiel, c'est pourquoi les processus de fabrication doivent faire l'objet d'une étude minutieuse et d'un travail de méthode rigoureux avant que la production de masse soit viable.

Du Japon jusqu'au bout du monde : une passion pour l'industrie aéronautique

En 2001, Mitsubishi Materials Corporation a lancé le développement à grande échelle d'outils de coupe à destination de l'industrie aéronautique. Néanmoins, en raison des outils de haute qualité déjà disponibles sur les marchés européen et américain, l'entreprise a dû redoubler d'effort afin d'assurer le développement continu des outils destinés à l'industrie aéronautique, secteur auquel Mitsubishi Materials Corporation propose désormais une gamme variée de fraises haute performance. En outre, 20 spécialistes en aéronautique travaillent pour l'entreprise, répartis sur 10 sites aux quatre coins du monde, notamment au Japon, aux États-Unis, en Asie et en Europe. La priorité de l'entreprise étant d'améliorer la technologie de ses produits et de ses processus d'usinage, elle a atteint un niveau tel qu'elle dispose de toutes les compétences nécessaires pour participer aux projets de codéveloppement internationaux destinés à améliorer les nouveaux avions de ligne. Deux responsables expérimentés de Mitsubishi Materials Corporation participent à ces projets afin de contribuer au savoir-faire japonais dans l'évolution de l'industrie aéronautique.

Une vision globale pour pouvoir rivaliser

Masaaki Ito, Aerospace Business Manager, aborde l'usinage d'un point de vue global, tirant profit de ses onze années d'expérience auprès d'un fabricant d'outils d'usinage travaillant avec des systèmes d'attachement conformes à la norme ISO et destinés aux équipements d'usinage combinés. La technologie mise au point par le département qu'il dirige a été conçue par des fabricants de machines-outils en collaboration avec des universités, des centres de recherches et des fabricants d'avions. Masaaki Ito déclare: « Notre technologie de traitement à haut rendement pour les matières difficiles à usiner est devenue extrêmement sophistiquée, un niveau qui n'aurait pu être atteint par un fabricant de machines-outils seul ». Mitsubishi Materials Corporation a encouragé, de façon stratégique, la formation de partenariats internationaux pour développer ses activités au sein de l'industrie aéronautique. Dans cette optique, l'entreprise a rejoint, au printemps 2014, l'Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC), un centre de recherche de renommée internationale implanté au Royaume-Uni. L'AMRC mène des recherches sur des projets soumis par d'importants constructeurs d'avions et a utilisé les fraises monobloc Mitsubishi pour l'usinage de l'alliage de titane. Actuellement, l'entreprise travaille en étroite collaboration avec des spécialistes de départements R&D nationaux et internationaux et profite de cette richesse pour améliorer la conception de nouveaux produits en vue de faire progresser la prochaine génération de processus d'usinage.

Expert dans les matières difficiles à usiner

Depuis sa prise de fonction, il y a une vingtaine d'années, Tsuyoshi Nagano, Engineering Manager, a participé à la mise au point de la technologie d'usinage. Il a piloté les essais en interne et la mise au point de la nouvelle technologie de traitement. Le résultat ? Ses prouesses ont été présentées lors de plusieurs salons internationaux. Il a, ensuite, travaillé dans le domaine de l'ingénierie des applications et a tiré profit de sa riche expérience en matière de technologie d'usinage pour établir des relations de confiance avec différents fabricants de machines-outils et d'avions. Cet expert a principalement travaillé en Asie et au Japon, avec pour objectif principal d'apporter une assistance technologique concrète et de résoudre les problèmes inhérents aux matières difficiles à usiner, à l'aide du réseau Mitsubishi Materials. Il encourage également la participation aux salons dédiés à l'usinage et à l'industrie aéronautique en Amérique du Nord, en Europe, en Chine, et au Japon. Mitsubishi Materials était l'unique fabricant japonais d'outils de coupe à participer au salon international 2014 de l'industrie aéronautique de Zhuhai, le plus important de Chine.