Machines de traitement thermique eldec: Focus sur la constance dimensionnelle lors du traitement thermique

03/09/2013 - Oliver Hagenlocher


Des cycles plus courts, des exigences qualité en hausse, sans oublier les nombreuses innovations technologiques – le développement au sein des secteurs de la haute technologie comme la construction d'automobiles ou l'aéronautique ne cesse d'avancer à grands pas. L'exemple du traitement thermique montre l'impact que cela peut avoir sur la production car de nombreux composants subissent  ce procédé qui doit être extrêmement précis tout en garantissant une qualité absolue et constante: aussi, les spécialistes eldec se sont polarisés sur le critère de la "reproductibilité".  Leur machine de traitement thermique par induction modulaire MIND est synonyme de précision et de process d'usinage économiques.

La constance dimensionnelle, un critère incontournable pour l'industrie automobile: au final, le produit global dépend de la qualité constante et absolue de chaque arbre moteur. En conséquence, le process du traitement thermique, souvent indispensable, s'en trouve particulièrement visé, déjà parce que la microstructure d'un composant est modifiée pendant l'usinage – ce qui génère une amélioration notable de sa rigidité. L'assurance d'une constance dimensionnelle est donc extrêmement importante.

La qualité: rien n'est laissé au hasard
Les experts d'eldec savent très bien que la symbiose des différents composants machine comme les inducteurs, générateurs, le système de réfrigération et d'autres organes comme le plateau indexeur, l'entrainement broche ou la commande est de première importance. Depuis plus de trois décennies, cette entreprise avec siège social à Dornstetten se consacre au développement de la technologie du traitement thermique, l'intégration d'eldec au groupe EMAG ayant eu lieu en février 2013. Les experts se sont focalisés sur la précision et la sécurité process du déroulé de la production, explique Dr Christian Krause, responsable de l'ingénierie appliquée chez eldec: "Nous sommes surtout consultés par des entreprises qui cherchent pour leurs pièces une qualité d'usinage extrêmement élevée et grâce à notre technologie de pointe,  nous sommes à même de répondre favorablement à leurs attentes." Avec, comme objectif, la machine de TTH par induction MIND (Modular Induction) qui peut être proposée en différentes dimensions & variantes: MIND, MIND-M et MIND-S. En règle générale, les machines modulaires sont configurées individuellement selon les dimensions pièces, la dureté souhaitée et les exigences de production. Le système modulaire permet de n'utiliser que des composants éprouvés, sans exception. Cela augmente la rigidité des machines et il est possible de proposer cette technologie à un très bon rapport prix / rendement. "La construction prend en compte les caractéristiques des composants à traiter", explique Krause. "Les opérations d'usinage sont discutées dans le détail avec le client, après quoi nous configurons le système eldec MIND à partir des principaux composants de la machine de base: source d'énergie, inducteur, système de refroidissement et – au besoin – organes d'automatisation."

Un dosage précis, une efficience élevée
Pour chaque composant, les constructeurs machine misent sur la qualité élevée et leur savoir-faire associé à leur expérience ce qui, au final, donne une machine capable d'améliorer la rentabilité du processus de manière décisive.

  • Exemple machine de base: le châssis repose sur des sous-ensembles soudés, robustes et rigides, y compris le support principal pour l'axe Z. Le concept quasiment exempt de vibrations assure un usinage précis. Selon le système de serrage utilisé, des pièces d'un diamètre maxi 1.200 mm peuvent être usinées sur les machines eldec.
  • Exemple générateurs: des générateurs de type mono ou bi-fréquence commandés par microprocesseur, avec plage de puissance de 5 à 3000 kW sont disponibles. Ils affichent un degré d'efficience élevé, avec un dosage extrêmement précis de l'énergie nécessaire.  La puissance s'adapte automatiquement et précisément à chaque inducteur utilisé.
  • Exemple inducteur / outils: la construction se fait au micromètre près selon les indications du client à l'aide d'un logiciel 3D-CAD, en se basant sur la pièce à usiner et en faisant appel à des machines de dernière génération et des collaborateurs compétents. 


Les caractéristiques de la technologie MIND d'eldec parlent d'eux-mêmes: le process d'usinage d'un pignon ne dure que 14 secondes environ. La dépose du composant sur le plateau indexeur se fait soit manuellement soit en automatisée (par un robot par ex.). Le processus de traitement thermique lui-même dure, selon le composant, entre 100 millisecondes et quelques secondes. A l'issue de la douche de trempe on réalise progressivement le revenu de l'acier trempé. Le processus s'achève avec le refroidissement. "Ce qui est décisif pour nous, ce n'est pas seulement la rapidité mais surtout la précision lors du traitement thermique" explique Krause. "Sur les machines eldec, la variation de la profondeur de pénétration de trempe n'est que de ±0,1 mm, une valeur extrêmement faible pour un traitement thermique."

Profiter du développement intégral
Avec de tels arguments nul ne pourrait s'étonner du succès d'eldec dans le domaine du développement de la construction automobile ou aéronautique. De nombreux composants affichent une géométrie de plus en plus complexe, sans oublier la tendance du downsizing. Le procédé du traitement thermique doit "suivre" et garantir la qualité demandée tout en tenant compte des exigences client. Grâce à la gamme MIND, les spécialistes proposent toujours la technologie optimale pour satisfaire ces desiderata. La flexibilité du système permet une adaptation aisée au flux des pièces à usiner: les constructeurs de machines eldec étudient avec précision le degré d'automatisation optimal du système qui est proposé comme solution stand-alone à chargement manuel ou comme cellule de traitement thermique cadencée intégrée dans une chaine de processus de tournage dur et blanc.

Cette très grande flexibilité marque des points sur les marchés asiatiques en pleine expansion, notamment auprès des grands constructeurs d'automobiles qui misent souvent sur les machines eldec lors du montage des nouveaux sites de production. "Surtout en Chine où la qualité du composant doit dans tous les points correspondre aux critères européens ou américains, nous proposons la technologie nécessaire pour le traitement thermique. De plus, ce procédé convainc par son efficacité et son économicité", conclut Krause.

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Oliver Hagenlocher

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