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Micro-fabrication

Reportage sur le micro-fraiseur développé par le centre technologique IDEKO ik4 en collaboration avec plusieurs autres entreprises.

Il est largement admis que les micro- et nanotechnologies, entre autres, joueront un rôle important à l'avenir. Ceux qui veulent un bon avenir industriel devront donc se former à l'utilisation de ces nouvelles technologies. Cette idée a conduit à la microfraiseuse développée en collaboration par le centre technologique de la machine-outil Ideko ik4.

La machine a pour objectif la microfabrication, le travail avec de très petites pièces et a des caractéristiques adaptées à cette tâche. L'un d'eux est la structure de la machine, car étant en granit, il résiste bien aux fluctuations de température, il est donc stable. Le système de guidage situé au-dessus de la structure, le chariot qui reçoit la pièce, est un système sans friction, car il se déplace sous pression de vent, comme s'il se lévite. Et cela offre, entre autres choses, la précision à la machine. Avec tout ce qui précède, lorsque vous commencez à travailler, l'attention est attirée par la vitesse de l'outil - 120 000 tours par minute. La machine travaille vite, tandis que son exécution a été un travail plus lent:

PEIO OLASKOAGA ; Ideko ik4 : Nous l'avons mis en service il y a quatre ans, et pendant quatre ans, nous avons déterminé les caractéristiques de la machine d'abord, puis nous avons développé les technologies. Nous avons terminé il y a quelques mois, nous avons mis en service le prototype et effectué les premiers tests.

Pour la construction du prototype, de nombreux tests ont été effectués au centre technologique d'Elgoibar, mais peu en public. Aujourd'hui, il devra travailler devant les caméras de Technopolis et nous lui avons demandé d'usiner le calcaire de notre programme sur un petit morceau d'acier.

Dès que vous avez reçu les instructions nécessaires, la micro-fraiseuse commence à fonctionner. On entend un petit bruit, rien d'autre. Si vous regardez attentivement, vous remarquerez aussi un peu de mouvement, vous remarquerez que la fraise fait quelque chose, mais vous ne pouvez pas voir ce qu'elle fait. On voit seulement que l'outil tourne.

Pour mieux prendre conscience du travail que fait la machine, il s'arrête et pose une petite caméra dessus. L'appareil photo affiche le travail sur l'écran de l'ordinateur. Le travail effectué après le travail sur la précision submicrométrique est mis en évidence. Qu'est-ce que le travail de précision submicrométrique ? Ils ont arraché un cheveu de la tête de l'un d'entre nous et l'ont mis sur la pièce. Maintenant, la capacité de la micro-fraiseuse est évidente: le travail effectué n'atteint pas l'épaisseur des cheveux.

Bien sûr, le test des cheveux n'est pas scientifique du tout. Il peut être représentatif de la capacité de la machine, très clair pour quiconque regarde. Mais ce n'est pas technologiquement acceptable.

Pour éviter toute ambiguïté, des mesures sont effectuées à l'aide du laser Idekon afin de vérifier que le travail effectué a été mené à bien. Ils ont un site spécial pour cela et l'utilisent dans de nombreuses tentatives. De nombreux aspects de la pièce sont analysés dans ces mesures: précision sur tous les axes, qualité d'usinage, douceur, etc.

Les tests réalisés jusqu'à présent sur la micro-fraiseuse ont montré que les attentes concernant le prototype étaient satisfaites. Ils estiment que si les adaptations nécessaires sont effectuées et que la révolution attendue dans le domaine de la microfabrication se produit, elle peut être une machine très utile pour l'industrie.

PEIO OLASKOAGA ; Ideko ik4 : Nous allons l'utiliser pour travailler avec de petites pièces et de très petits détails pour obtenir des pièces de haute précision. Izan daitezke bai optika-sektorearentzat edo medikuntza-sektorearentzat edo beste arlo tradizionalagoetarako; adibidez, erlojuak egiteko edo bitxiak egiteko, eta horrelako gauzak, behar dituztenak oso xehetasun txikiak lortzea bai metaletan edo beste material batzuetan, eta, horretaz gain, zehaztasun handia eta akabera oso onak behar dituztenak.

Très bonnes finitions et très petites pièces. Pour pouvoir fabriquer des pièces présentant ces caractéristiques, il est indispensable, entre autres, que les mouvements de l'outil sur lequel l'acier doit être travaillé soient précis et entièrement contrôlés. Chez Fagor Automotion à Eskoriatza, les systèmes de contrôle et de régulation pour le déplacement de la microfraiseuse ont été spécialement développés.

Un nouveau type de règle basée sur des systèmes optiques a été créé pour la micro-fraiseuse pour effectuer des mesures dans les systèmes de mouvement. La particularité de ces nouvelles règles est qu'elles ne sont pas insérées dans la machine elle-même, elles sont collées. Ils sont plus précis que ceux qui ont été développés à Fagor jusqu'à présent.

IMANOL GRIMPE ENCADRANT ; Fagor Automation : Fagor Automation : La plupart des mesures jusqu'à présent ont toujours été utilisées en micromètres, en millièmes de millimètres, et nous avons dû passer de la demande de cette technologie actuelle aux nanomètres, c'est-à-dire à une précision mille fois supérieure.

Le contrôle numérique de la machine doit également suivre le même chemin, c'est-à-dire effectuer la programmation en nanomètres.

IMANOL GRIMPE ENCADRANT ; Fagor Automation : Ce que nous obtenons avec cela, c’est que le profil de fin de la pièce soit plus précis et plus doux... il est usiné beaucoup mieux, la machine va plus doucement et c’est le bénéfice final: la pièce que notre client nous demande est plus douce et plus douce.

Petites pièces, mouvements micrométriques, et mesures précises. Les outils, les forets, qui doivent manger de l'acier ou d'autres matériaux suivent la même idée.

Les forets ont été fabriqués à l'usine Supplanter. Ils sont experts dans ce domaine, mais la réalisation de forets utilisables en microfabrication a été un défi majeur pour les techniciens de l’Enlèvement. Ils ont spécialement créé de nouveaux forets pour la micro-fraiseuse.

JOSE MARI GEREÑU ; Supprimer : Beaucoup de difficultés, pour nous, c'était un nouveau produit: un produit nouveau et très spécial. C'est pourquoi cela nous a coûté beaucoup de travail, mais je pense que nous sommes maintenant satisfaits de ce que nous avons accompli, parce que nous avons beaucoup essayé à l'intérieur de Supprimer pour y parvenir.
Quand on a commencé, on ne savait pas si on allait y arriver. Parce qu'il n'y en a pas beaucoup dans le monde qui l'ont fait, et nous sommes les seuls en Espagne, n'est-ce pas ? Une grande joie d’un côté, puis de l’autre, elle nous a ouvert de nombreuses portes.

Le processus de fabrication des microbaraus se fait à partir de barres de widia, c'est-à-dire de barres métalliques mélangées d'acier et de tungstène. Que le foret soit grand ou petit, le processus est essentiellement le même, mais la réalisation d'outils aussi petits présente de grandes difficultés. Les microbregs sont faits par des mouvements précis et mesurés, en utilisant des têtes de diamant pour manger du métal dur. Le résultat est surprenant : des outils à la fois très durs et très fragiles. C'est-à-dire que ces outils sont capables de couper de l'acier et d'autres matériaux, mais avec un mouvement incorrect ou au mauvais moment, ils se cassent rapidement.

Vus au microscope, les mèches de 0,1 micromètre d'épaisseur sont encore plus impressionnantes. Penser qu'il puisse y avoir un tel labyrinthe dans une si petite tête !

Tous les forets ne sont pas examinés au microscope, ils ne sont pas tous mesurés individuellement, mais de temps en temps, ils vérifient que certains lots de chaque commande sont corrects. Comme la plupart des forets nécessitent des travaux spéciaux pour augmenter leur dureté et leur durée, ils sont expédiés à l'extérieur pour recevoir à la fois des traitements thermiques et des traitements de revêtement.

L'objectif final de la microfraiseuse est l'industrie, qu'elle soit utilisée dans les lignes de microfabrication, mais le projet a également d'autres objectifs.

PEIO OLASKOAGA ; Ideko ik4 : Ce projet est né parce qu’Ideko a vu qu’stratégiquement la microfabrication peut être un domaine très intéressant pour l’avenir, à la fois pour les entreprises de la région et pour nous. Nous voulions alors créer, par le biais d'un projet, une opportunité de s'approprier toutes ces technologies, et je crois que c'est dans ce sens que nous avons réussi. En plus de cela, le projet nous a permis de rencontrer différents partenaires, et aussi avec ce prototype, d'équiper notre laboratoire, et à partir de maintenant, nous aurons l'occasion d'effectuer différentes usinages à travers ce prototype, très précis et à la demande très précise.

La principale conséquence du projet, mené par le centre de la machine-outil au niveau européen, est le prototype pour travailler au niveau inférieur du micromètre, acquérir cela, ainsi que les connaissances et les compétences sur ces technologies. En cas d'explosion de la microfabrication, les participants à ce projet auront déjà parcouru une partie du chemin à parcourir.