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S’ATTAQUER AU DÉFI DE CRÉER DE NOUVELLES TECHNIQUES DE PRODUCTION POUR CONTRIBUER
À LA CROISSANCE DE LA PRODUCTION DES MOTEURS D’AVIONS

L’usine no 2 de Soma de l’entreprise IHI Corporation produit plus de 3500 types de pièces utilisées dans les moteurs d’avions (disques, disques monobloc, engrenages,…). L’usine dispose de plus de 700 installations qui permettent l’utilisation d’un total de plus de 100 000 procédés techniques de fabrication et la production d’une grande variété de produits en petite quantité. Aujourd’hui, nous nous sommes rendus dans des ateliers d’usinage à la pointe de la technologie qui soutiennent l’industrie aéronautique mondiale.

Être le leader du secteur de la production de moteurs d’avion au Japon

La société IHI Corporation développe ses activités dans les quatre secteurs suivants : « les ressources, l’énergie et l’environnement », « les infrastructures et la marine », « les systèmes de production et les machines », « L’aéronautique, l’espace et la défense ». Ses activités dans le secteur de l’aéronautique représentent la production de 60 à 70 % des moteurs d’avions au Japon et permettent de soutenir le transport aérien au niveau mondial. Elle produit en outre la plupart des moteurs d’avion utilisés par le ministère de la défense japonais dont elle est la principale société contractante. Par ailleurs, elle participe à des activités internationales de développement conjoint de moteurs pour les petits et gros porteurs du secteur privé dont elle développe, fabrique et fournit les divers modules et pièces. D’autre part, tirant parti du savoir-faire acquis dans le développement et la fabrication des moteurs pour l’appliquer à des activités de maintenance et d’entretien, elle sous-traite l’entretien des avions pour de nombreuses compagnies aériennes hors du Japon auprès desquelles elle jouit d’une solide réputation.

L’usine no 2 de Soma dispose d’équipements à la pointe de la technologie

IHI répartit la production des pièces, l’assemblage et l’entretien des moteurs d’avions dans quatre usines : l’usine no 2 de Kure (ville de Kure, préfecture d’Hiroshima), l’usine de Mizuho (quartier de Mizuho à Tokyo), l’usine no 1 et l’usine no 2 de Soma (ville de Soma, préfecture de Fukushima). Parmi elles, les usines de Soma, qui disposent de la plus grande superficie, sont situées à Onodai, dans la ville de Soma, dans une zone de collines à l’intérieur des terres, à 10 km de la côte Pacifique.

L’usine no 1 de Soma a été construite en 1998 en tant que quatrième centre de production de la division aéronautique de l’entreprise pour accueillir une partie des activités de l’usine de Tanashi (ville de Nishi-Tokyo, préfecture de Tokyo) et usine des pièces pour les moteurs d’avion. En 2006,  l’usine no 2 de Soma a été construite pour accueillir le reste des activités de l’usine de Tanashi. L’importance de l’espace disponible permet la disposition des câbles électriques et des canalisations d’air comprimé parallèlement aux poutres des charpentes des bâtiments pour les alimenter. Ceci a pour caractéristique de donner une grande liberté quant à la disposition des équipements et permet de s’adapter aux fluctuations de la demande. Dans les ateliers, tout est propre et aucune odeur d’huile de coupe ne flotte dans l’air, offrant, ainsi, aux travailleurs un environnement de travail agréable.

La subtilité de la fabrication des pièces de moteurs d’avions, L’obstination à créer de nouvelles technologies d’usinage

Si la demande en avion continuait à augmenter de manière stable dans les prochaines années, le besoin en moteurs d’avions soucieux de l’environnement sera lui aussi croissant. Dans ce contexte, de quelle manière considère-t-on leur fabrication à l’usine no 2 de Soma qui en produit de nombreuses pièces, telles que les pièces de turbines à basse pression ? Nous avons interrogé Ryoji TAKAHASHI, Masayoshi ANDO, et Hatsuoka OKADA, respectivement directeur général, ingénieur, et directeur du Département Ingénierie de production de cette usine, au sujet des plus récentes technologies d’usinage utilisées.

Quel est l’atout permettant à votre entreprise de s’assurer une importante part du marché ?

Takahashi: Notre entreprise dispose d’une longue expérience et d’un savoir-faire exceptionnel en matière de production des pièces de moteurs et d’assemblage d’avions. En particulier dans le domaine des arbres et des pièces de turbine à basse pression dans lesquels nous sommes fiers d’avoir acquis la confiance des clients. Ces dernières années, la part de notre chiffre d’affaires réalisée avec le secteur privé est devenue la plus importante alors qu’à l’origine, nous avions développé nos activités à partir de contrats avec le ministère de la défense japonais. Par ailleurs, du point de vue des techniques de production, je pense que nous sommes une des rares entreprises à disposer de toutes les technologies et compétences permettant de construire des moteurs d’avion de A à Z.

Pourriez-vous nous parler de la subtilité de la fabrication des pièces de moteurs d’avion ?

Takahashi: Les moteurs d’avion nécessitent l’utilisation de matériaux légers et résistants, c’est-à-dire des matériaux difficiles à usiner. La plupart des pièces de moteurs d’avion nécessitent un usinage avec une précision de l’ordre de 0,01 mm. Pour assurer cette stricte qualité, nous avons mis en place des règles de production contrôlées systématiquement et minutieusement. Dans le domaine du développement des moteurs d’avion, nous utilisons une riche expérience en matière d’usinage et nous effectuons des évaluations de l’outillage avant de fixer définitivement nos processus de fabrication. Bref, une fois un outil enregistré, son changement en devient compliqué. Toutefois, en tant que fabricant, nous sommes en mesure de revoir un outillage en modifiant le processus de fabrication dans le strict respect de procédures si une amélioration significative de la productivité est envisagée. Difficile d’expliquer verbalement. La modification du processus de fabrication doit tout d’abord passer par une procédure normalisée, avant d’être à nouveau contrôlée, puis approuvée. De ce point de vue, on peut dire que la capacité d’améliorer la précision de l’usinage avant de passer à une production en série, et de mettre en place un processus de fabrication à forte productivité constitue la raison d’être de nos techniques de production.

Pourriez-vous nous parler de l’usinage actuel des pièces de moteur d’avion ?

Okada: Le développement d’avions de nouvelle génération, hautement performants et notamment à faible consommation de carburant pour allonger leur rayon d’action, est en plein essor ces dernières années. Ce type d’avions nécessite des moteurs constitués de nouveaux matériaux, résistants à de très hautes températures et toujours plus légers.

Takahashi: Ainsi, depuis une dizaine d’années les matériaux composites sont de plus en plus utilisés. Pour réduire les coûts de navigation et réduire les émissions de CO2, il est nécessaire avant toute chose d’améliorer la consommation de carburant. C’est pour cette raison que les polymères à renfort fibre de carbone (PRFC) ou les composites à matrice céramique (CMC), à la fois légers et résistants, sont proportionnellement de plus en plus utilisés. Cependant, les métaux utilisés jusqu’alors restent encore nécessaires, et de nouveaux alliages plus résistants sont sans cesse développés. Ces matériaux difficiles à usiner (composites et alliages résistants) reconnus pour leur résistance avérée permettent de réduire l’épaisseur des plaques et de les alléger, réduisant ainsi la consommation de carburant. (rires). Par ailleurs, l’augmentation à venir de la demande en avions signifie une augmentation de leur circulation dans le ciel, et donc un durcissement des normes vis-à-vis de leur impact sur l’environnement.

Quel est le rapport entre l’évolution des matériaux et celle des techniques d’usinage ?

Takahashi: L’allégement des matériaux a d’importantes conséquences : ainsi si vous allégez par exemple l’ensemble des pièces en rotation, vous pouvez réduire la solidité des coussinets et autres pièces fixes. L’allégement de tout le moteur améliore considérablement sa consommation, génère potentiellement d’importantes retombées économiques ainsi qu’une réduction de l’impact sur l’environnement, bref cela entraîne une multitude d’avantages. En revanche, l’augmentation de la résistance des matériaux les rend généralement plus difficiles à usiner. Quelles que soient les qualités d’un nouveau matériau, si les techniques permettant son usinage ne suivent pas, vous ne pourrez espérer aucun développement industriel. 
Sans un haut niveau, non seulement des outils, mais également des techniques d’usinage, 
cet allégement est impossible à réaliser.

Ando: Les matériaux utilisés ces dernières années pour construire les pièces des moteurs d’avion se caractérisent non seulement par leur difficulté d’usinage, mais également par leur coût extrêmement élevé. Pour cette raison, il est capital de mettre au point des techniques d’usinage permettant de sauvegarder les pièces de tout dommage en cas de détérioration des outils au cours de l’usinage. En plus du défi de base de réduire les coûts d’usinage tout en fournissant des produits de grande qualité, il faut faire en sorte de minimiser tout impact sur les produits en cas de défaillance au cours de l’usinage.

Okada: Vu que les matériaux vont continuer à évoluer dans les années à venir, de nouveaux matériaux difficiles à usiner avec les techniques actuelles verront certainement le jour. Même si l’usinage à la coupe subsiste, de nouvelles techniques combinant un usinage au laser ou par décharge électrique se généraliseront peut-être. Les outils d’usinage prendront alors peut-être une forme totalement différente de celle des outils actuels.

Okada: "Size güncel bir örnek vereyim. Artan talepten ötürü uçak motoru üretimindeki artışa yanıt olarak disk üretimini önemli ölçüde arttırmamız gerekti. Geleneksel olarak geçme kurtağızlarına, bıçağı diske takmaya yarayan bağlantıya broşlama uygulardık; ancak broş makinesi çok pahalı ve takımın üretilmesi çok zaman alıyor. Ayrıca broşlama, düşük kesme seviyelerine sahip bir işleme yöntemi, dolayısıyla üretkenliği kayda değer ölçüde arttırmak çok zor. Biz de tümüyle yeni bir işleme yöntemi arayışına girdik. Öncelikle kurtağzının kaba işlemesine frezeleme uyguladık. Bu yöntem üzerinde iki yıldır çalışıyoruz ve netice almak üzereyiz. Frezelemenin avantajı , takım tedarikinin sürekliliğinin mümkün olması ve diğer yandan formların ve malzemelerin kolayca geliştiriliyor olması. Ayrıca üretkenlik de broşlamaya kıyasla oldukça yüksek. Bununla birlikte bazı dezavantajlar da söz konusu. Broşlama uygulamasında işleme hacmi başına düşen takım bedeli frezelemeye kıyasla daha ucuzdur. Frezeleme için toplam takım maliyetini düşürmemiz gerekiyordu ve bunu uygun takım yolu kullanarak ve takım ömrünü azamiye çıkarıp kullanılan takım sayısını asgaride tutmak suretiyle gerçekleştirdik. Her ne kadar broşlamadan frezelemeye geçerken deneyim yetersizliğinden ötürü birçok sorunla karşı karşıya kalmış olsak da genç personel bu zorlukların üstesinden gelmek için durmadan çalıştı. Geçişin başlangıcında, takımlar işleme testleri sırasında sıklıkla zarar görürken, bazen pes etmemiz gerektiğini düşündüm. Diğer yandan Mitsubishi Materials personelinin desteği bize işleme yöntemlerinin tasarlanmasında, prototiplerin oluşturulmasında ve ürünün değerlendirilmesinde ilerlememiz için hep yardımcı oldu. Her iki şirketteki mühendislerin çabaları ve tutkusu bize bu başarıyı getirdi."

Dünyanın En Önde Gelen İşleme Teknolojisini Üretmek ve Dünyanın En Önde Gelen Fabrikası Olmak

Mükemmel motorların geliştirilmesi en yüksek hassasiyetin ve mümkün olan en düşük ağırlığın sağlanması anlamına geliyor. Hassasiyetteki iyileştirmeler enerji kaybının azaltılmasını sağlar ve ağırlığın düşürülmesi birim ağırlık başına verimi arttırır. Böylece yakıt tüketiminin, gürültünün ve gaz emisyonunun azaltılmasıyla çevresel performansın da iyileştirilmesi sağlanıyor. Bu gibi iyileştirmenin anahtarı, yüksek ısıya dirençli ve hafif malzemenin geliştirilmesinde ilerleme ve işleme teknolojisinin bu ilerlemenin temposunu yakalayabilmesi. Soma No.2 Aero-Engine Works'ün misyonu, bu yüksek işleme teknolojisini esas alan yeni ürünler geliştirmeye devam etmek. 

Röportajın sonunda Üretim Mühendisliği Departmanı Genel Müdürü Ryoji Takahashi şunları söyledi "IHI satış oranları sürekli artış halinde olduğu ticari uçak motorlarının geliştirilmesine yönelik özel bir işletme modeli var. Bir geliştirme programı, Uluslararası ortaklık. Ticari uçak motoru geliştirmek için son derece yüksek zaman ve para yatırımı gerekiyor. Bu program, geniş bir alan yelpazesindeki en iyi şirketler arasında ortak bir uluslararası geliştirme olanağı sunuyor. Riski dağıtmak adına her bir ortağın geliştirme maliyetleri yatırımıyla orantılı. Dahası ortaklar üretim, teknik ilerleme, ürün desteği ve satış sonrası hizmetler (yedek parça, motor bakım servisleri) gibi sorumluluklarını yerine getirirken inisiyatif aldığı kısımla ilgili olarak uzun vadeli stratejik ilişkiler kuruyor. IHI'nın güçlü yanı, çoğu uçak motoru parçasının entegre üretimine dair bilgi birikimi ve piyasaya sunduğu hizmetleri genişletmek için ortaklarıyla şaftlar, kompresör parçaları ve fan parçaları gibi ayrı konularda görüşebilme becerisi. Uzmanlık alanındaki parça yelpazesini genişletirken IHI küresel rakiplerle güvenle rekabet ediyor. Dünyanın en önde gelen fabrikası olma hedefine ulaşmak için IHI, en yüksek üretim kapasitesini sağlamak adına küresel düzeyde üretim, kalite yönetimi ve işleme teknolojilerini elde etme ve bunları koruma yolunda durmadan çalışıyor. IHI'nın geliştirdiği motorların , Japonyada üretilen özellikli parçaların ticari uçaklara takılma olasılığı bizi çok heyecanlandırıyor. Bu, Japonya'da uçak geliştirme ve üretmeye gönül vermiş olan bizlerin ortak rüyası." Soma'dan dünyaya, IHI. Soma No.2 Aero-Engine Works'de teknolojimizi iyileştirmek için gayretle çalışmaya devam ediyoruz.