Deux opérations seulement pour des pièces aéronautiques complexes

Une entreprise spécialisée dans la fabrication de composants aérospatiaux complexes a aidé à développer une famille de 45 pièces de haute spécification pour un crochet de chargement d'hélicoptère en seulement cinq mois, à l'aide du logiciel Alphacam CAD/CAM.

Le Hawk 8000 Cargo Hook a été sélectionné pour l'hélicoptère Bell 525 Relentless de prochaine génération, qui est actuellement en cours de développement.

Drallim Aerospace a été engagé pour concevoir le crochet qui devait être capable de supporter une charge utile de 8 000 lb.L'entreprise avait déjà travaillé avec Leemark Engineering sur un certain nombre de produits et avait approché l'entreprise pour fabriquer les boîtiers, les couvercles des solénoïdes, les tringleries robustes, les leviers et les goupilles pour l'assemblage.

Leemark est dirigé par trois frères, Mark, Kevin et Neil Stockwell.Il a été créé par leur père il y a plus de 50 ans et ils conservent la philosophie familiale de qualité et de service à la clientèle.

Fournissant principalement des composants de précision aux entreprises aérospatiales de rang 1, ses pièces se trouvent sur des avions tels que l'avion furtif Lockheed Martin F-35, l'avion de chasse Saab Gripen E et divers hélicoptères militaires, policiers et civils, ainsi que des sièges éjectables et des satellites.

La plupart des composants sont très complexes, fabriqués sur 12 machines-outils CNC dans son usine de Middlesex.Le directeur et directeur de production de Leemark, Neil Stockwell, explique que 11 de ces machines sont programmées avec Alphacam.

Neil a déclaré : « Il pilote tous nos centres d'usinage Matsuura à 3 et 5 axes, les tours CMZ à axe Y et 2 axes et l'électroérosion à fil Agie.Le seul qu'il ne pilote pas est le Spark Eroder, qui dispose d'un logiciel conversationnel.

Il dit que le logiciel était un élément essentiel de l'équation lorsqu'il s'agissait de produire les composants du Hawk 8000 Cargo Hook, principalement à partir d'aluminium aérospatial et de billettes d'aciers inoxydables durcis AMS 5643 américains, ainsi qu'une petite quantité de plastique.

Neil a ajouté : « Nous étions chargés non seulement de les fabriquer à partir de zéro, mais aussi de les produire comme si nous les fabriquions en gros volumes, nous avions donc besoin de temps de cycle serrés.Étant aérospatial, il y avait des rapports AS9102 avec chaque composant, et cela signifiait que les processus étaient scellés, de sorte que lorsqu'ils sont entrés en pleine production, il n'y avait plus de périodes de qualification à traverser.

"Nous avons réalisé tout cela en cinq mois, grâce aux stratégies d'usinage intégrées d'Alphacam qui nous ont aidés à optimiser nos machines et outils de coupe haut de gamme."

Leemark fabrique chaque pièce usinable pour le crochet de chargement ;le plus complexe, en termes d'usinage 5 axes, étant le capot et le boîtier du solénoïde.Mais le plus précis est le levier en acier qui effectue plusieurs actions à l'intérieur du corps du crochet.

« Un pourcentage élevé des composants usinés comportent des alésages avec une tolérance de 18 microns », explique Neil Stockwell."La majorité des composants tournés ont des tolérances encore plus strictes."

Le directeur de l'ingénierie, Kevin Stockwell, explique que le temps de programmation varie d'environ une demi-heure pour les pièces simples à entre 15 et 20 heures pour les composants les plus complexes, les temps de cycle d'usinage prenant jusqu'à deux heures.Il a déclaré : « Nous utilisons des stratégies de fraisage en forme d'onde et trochoïdale qui nous permettent de réaliser d'importantes économies sur les temps de cycle et prolongent la durée de vie de l'outil.

Son processus de programmation commence par l'importation de modèles STEP, l'élaboration de la meilleure façon d'usiner la pièce et la quantité de matériau excédentaire dont ils ont besoin pour la maintenir pendant la coupe.Ceci est essentiel à leur philosophie de limiter l'usinage 5 axes à deux opérations dans la mesure du possible.

Kevin a ajouté : « On tient la pièce sur une face pour travailler sur toutes les autres.Puis une seconde opération usine la face finale.Nous limitons autant de pièces que possible à seulement deux configurations.Les composants sont de plus en plus compliqués de nos jours car les concepteurs essaient de limiter le poids de tout ce qui se trouve sur l'avion.Mais la capacité 5 axes d'Alphacam Advanced Mill nous permet non seulement de les produire, mais également de réduire les temps de cycle et les coûts.

Il travaille à partir du fichier STEP importé sans avoir à créer un autre modèle dans Alphacam, en programmant simplement ses plans de travail, en sélectionnant une face et un plan, puis en usinant à partir de ceux-ci.

Ils sont également fortement impliqués dans le secteur des sièges éjectables, ayant récemment travaillé sur un projet à court terme avec un certain nombre de nouveaux composants complexes.

Et le logiciel CAD/CAM a récemment montré une autre facette de sa versatilité pour produire une nouvelle commande de pièces pour l'avion de chasse Saab Gripen, il y a dix ans.

Kevin a déclaré: "Ceux-ci ont été programmés à l'origine sur une version précédente d'Alphacam et fonctionnaient via des post-processeurs que nous n'utilisons plus.Mais en les reconcevant et en les reprogrammant avec notre version actuelle d'Alphacam, nous avons réduit les temps de cycle grâce à moins d'opérations, en maintenant le prix au niveau de ce qu'il était il y a dix ans.

Il dit que les pièces satellites sont particulièrement complexes, certaines d'entre elles prenant environ 20 heures à programmer, mais Kevin estime que cela prendrait au moins 50 heures sans Alphacam.

Les machines de l'entreprise fonctionnent actuellement 18 heures par jour, mais une partie de leur plan d'amélioration continue comprend l'extension de leur usine de 5 500 pieds carrés de 2 000 pieds carrés supplémentaires pour accueillir des machines-outils supplémentaires.Et ces nouvelles machines sont susceptibles d'inclure un système de palettes alimenté par Alphacam, afin qu'elles puissent passer à la fabrication en continu.

Neil Stockwell dit qu'après avoir utilisé le logiciel pendant de nombreuses années, l'entreprise s'est demandée si elle était devenue complaisante à ce sujet et a examiné d'autres packages sur le marché."Mais nous avons vu qu'Alphacam était toujours la meilleure solution pour Leemark", a-t-il conclu.