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Une fraiseuse pour micropièces

M.S.

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LE PROTOTYPE dévoilé au salon IMTS 2004 de Chicago usine des pièces si petites que l'on doit faire appel à un microscope pour le piloter.

«La tendance à la miniaturisation et la nécessité de fabriquer plus vite des micropièces complexes de très haute précision expliquent l'intérêt d'un équipement capable d'usiner directement ces pièces ou les moules pour leur fabrication », souligne John Morehouse, chercheur à l'Institute of Technology de Georgie (http:// precision.me.gatech.edu) à l'origine de la microfraiseuse présentée au salon IMTS de Chicago (du 8 au 15 septembre 2004).

L'équipement est étonnant. Son volume de travail n'est que de 4 x 25 x 25 mm. Ses outils, de type monobloc en carbure à deux cannelures, ont un diamètre qui s'échelonne entre 10 et 200 micromètres (le diamètre d'un cheveu varie de 75 à 100 micromètres !).

Le zoom permet un grossissement de 200 fois

La structure extérieure mesure 350 x 240 x 320 mm. Elle est formée par un portique à quatre colonnes en Invar 36, un alliage de nickel (36 %) et de fer (64 %). Ce matériau est capable de résister à de hautes températures, et offre donc un coefficient d'expansion thermique réduit.

Tout cela est complété par un microscope numérique d'une puissance de grossissement de deux cents fois pour permettre à l'opérateur de manipuler les outils et d'observer les processus d'usinage. La broche, quant à elle, utilise des roulements hybrides et un moteur sans balais à excitation dépendante capable de tourner à 60 000 ou 120 000 tr/min. L'erreur de rotation de la broche est inférieure à un micromètre. La pièce à usiner est fixée sur un plateau doté d'un outil d'ablocage et d'un système CNC six axes qui est actionné par un moteur linéaire à entraînement direct. La précision de positionnement du système est de 0,5 x 2,5 x 2,5 nm sur les axes X, Y, Z et atteint 0,023 x 0,014 x 0,029 s-1 sur les axes de rotation et de basculement.

Commercialisation dans deux à quatre ans

Testée dans l'usinage d'un brut de forme prismatique en aluminium 2024-T4, la machine a donné des résultats satisfaisants dans les formes géométriques avec courbes modérées. Elle devrait donner naissance à un produit commercial "d'ici deux à quatre ans" et promet une diminution des déformations thermiques, une amélioration de la rigidité statique ainsi que de la stabilité dynamique par sa structure garante d'une haute fréquence de résonance et, cerise sur le gâteau, un coût réduit.

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