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La demande de matériaux difficiles à usiner a augmenté dans l’industrie. Il est important de développer des produits standards pouvant être appliqués à une large gamme d’applications pour matériaux difficiles à usiner. Nous avons interrogé quatre membres du département développement d’outils pour en savoir plus sur leur expérience du développement de plaquettes pour ces matériaux.

Q: Souhaiteriez-vous donner quelques informations à nos lecteurs ?

Sugaya: Le besoin de matériaux difficiles à usiner a augmenté dans un grand nombre de secteurs industriels tels que l’aéronautique, l’automobile et le médical. Afin de répondre à ce besoin, nous avons lancé un projet de développement de produits destinés à l’usinage de matériaux difficiles. Une large gamme de produits et de pièces utilisent ces matériaux, mais les performances d’outils requises varient considérablement de l’un à l’autre. Nous voulions développer un outil standard pouvant être utilisé dans le plus grand nombre d’applications. Nous avons d’abord discuté des priorités avec les équipes de ventes, qui connaîssent particulièrement bien les besoins des clients, ainsi qu’avec l’équipe de développement de matériaux. C’est à la lumière de ces discussions que nous avons sélectionné l’industrie aéronautique comme cible et avons commencé à développer des plaquettes, optimisées pour l’usinage de titane et de superalliages.

Q:  A quelles difficultés avez-vous été confrontées lors du processus de développement ?

Sugaya: Le mécanisme qui endommage les arêtes de coupe lors de l’usinage de matériaux difficiles comme le titane et les superalliages est assez différent de celui qui endommage les métaux généraux comme la fonte et l’acier. Nous avons mis l’accent sur la réduction de l’usure des arêtes et l’augmentation de la durée de vie des outils.

Sugawara: Nous avons commencé par étudier en détail les outils existants. Les dommages causés pendant l’usinage dépendent de différences minimes des conditions, ce qui rend très difficile l’évaluation des performances. Nous avons donc utilisé le plus d’échantillons possible pendant nos essais et basé notre analyse d’échantillon sur un nombre de critères supérieur aux habitudes. Cette analyse nous a permis de comprendre que les angles de coupe et les préparation d’arêtes étaient les deux éléments les plus importants pour réduire les endommagements.

Sugaya: Le prototype à grand angle de coupe et faible honing a réduit les dommages pendant l’usinage initial. Il était toutefois très difficile de prédire avec précision la durée de vie de l’outil lors de l’usinage de superalliages en raison de la nature complexe des superalliages réfractaires. Les paramètres de chaque application doivent donc être ajustés avec précision pour optimiser les résultats. Nous avons découvert qu’un élément essentiel pour prolonger la durée de vie des outils pour une large gamme d’applications des superalliages était de réduire le plus possible l’usure des arêtes. Nous avons fait plusieurs tests pour trouver la meilleure forme d’arête de coupe permettant de couvrir de nombreuses applications.​​​​​​​

Ichinoseki: Nous avons progressé grâce aux essais et aux échecs. Étant donné que nous avions abordé dans le détail la question de l’angle de coupe et des préparations d’arêtes avant la phase de développement, nous avons pu consacrer beaucoup de temps et d’efforts à la production de prototypes, aux mesures des formes, à l’analyse et à l’évaluation de l’usinage par rapport aux projets de développement précédents. Nous avons poursuivi nos essais durant trois jours après la production d’un prototype. Même si les ordinateurs ont permis de rendre le développement plus efficace, la répétition requise pour garantir la précision a demandé à la fois de la persévérance et de la patience. Mais nos efforts ont payé et nous sommes parvenus à trouver l’angle de coupe et la préparation d’arête les plus adaptés à chaque produit.​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Nos essais et nos erreurs nous ont permis de concevoir trois types de brise-copeaux pour répondre aux besoins du marché et les lancer sous forme de standard en 2013. Le brise-copeaux LS d’un angle de coupe de 20 degrés offrant un excellent contrôle des copeaux, le brise-copeaux MS d’un angle de coupe de 15 degrés empêchant l’usure en entaille, et le brise-copeaux RS d’un angle de coupe de 10 degrés empêchant l’écaillage sont désormais disponibles pour différentes applications. Ces produits sont très appréciés pour leur acuité, et leur capacité à couvrir une large gamme d’applications outre l’usinage de superalliages leur a valu une réputation de grande polyvalence. Nous sommes ravis que nos produits aient été aussi bien accueillis.​​​​​​​

Masuno: Nous avons considérablement augmenté la teneur en Al par rapport au (Al, Ti)N existant afin de garantir une grande stabilisation de la dureté. Cela a permis d’améliorer significativement la résistance à l’abrasion et au collage. Nous sommes parvenus à améliorer les performances de plus de 25% par rapport aux produits existants, et les performances globales des plaquettes destinées aux matériaux difficiles sont même encore meilleures lorsque le dispositif est associé à une géométrie d’arête optimale.

Q: Quelle était la priorité lors du développement ?

Ichinoseki: En tant que développeurs, nous avons accordé une importance toute particulière à la conception. La recherche du bon fonctionnement de la la fragmentation des copeaux a conduit à une conception finale ayant une forme semblable à celle d’une aile en delta. Ceci a contribué à mettre en valeur chaque produit pour donner une forte impression de hautes performances d’une plaquette pour superalliages.


Sugawara: De nombreux types de plaquettes ISO sont disponibles pour des applications de tournage. Tout en conservant les caractéristiques de performances du prototype, nous avons fourni une large gamme de géométries, de dimensions et de rayons de pointe. Pour éviter tout retard dans le lancement du produit, nous avons également travaillé pour créer un système qui nous permettrait de réduire d’un tiers notre processus de conception habituel pour les produits existants.​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Le principal avantage de faire travailler quatre personnes d’âges et de niveaux d’expérience différents est que chacun peut apporter son savoir-faire particulier. M. Ichinoseki a mis à profit l’expérience accumulée au cours de sa longue carrière pour rédiger le manuel de conception que nous avons utilisé et je recommande aux jeunes concepteurs de lire cet ouvrage très important. Je veux poursuivre l’apprentissage des nouvelles technologies développées par des personnes aussi expérimentées et la transmettre à la prochaine génération.​​​​​​​​​​​​​​

Ichinoseki:  Je pense aussi que la bonne humeur et l’attitude positive de notre chef d’équipe, le plus jeune de l’équipe, a mis tout le monde à l’aise et nous a beaucoup aidés lors du développement de ces produits.

Q: Avez-vous un message pour vos clients ?
 

Ichinoseki: Nous ne vendons pour le moment que des plaquettes négatives, mais nous prévoyons également de lancer une gamme de plaquettes positives. Après avoir lancé les produits sur le marché, nous avons découvert que, tout comme la technologie utilisée pour leur développement, les produits pouvaient être appliqués à l’usinage de petites pièces. Nous continuerons donc également de développer de plus petites tailles. ​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Même s’ils sont destinés à l’usinage de matériaux difficiles, ils peuvent également être utilisés pour l’inox et certains autres types d’acier. J’espère que nos clients profiteront de cette polyvalence. Nous étendrons ce produit à une plus large gamme de géométries pour permettre le plus grand nombre d’applications.​​​​​​​​​​​​​​

Sugawara: Nous avons aussi mis en œuvre de nouvelles idées pour garantir l’efficacité. Le savoir-faire accumulé lors de ce projet nous sera utile pour nos projets à venir, et je suis ravi que nous ayons pu livrer ces produits à nos clients aussi rapidement. ​​​​​​​​​​​​​​

Masuno: Nous continuerons de développer de nouveaux matériaux et technologies afin de toujours proposer des outils de haute performance et grande qualité.