Bridage sous vide pour le traitement de plaques d'aluminium

Willich, Germany Le cœur de métier de la société Alimex GmbH, basée à Willich en Allemagne, c'est la fabrication de plaques en aluminium moulé basse tension présentant une structure homogène. Ces produits semi-finis sont utilisés dans toutes les applications requérant des exigences élevées de qualité des matériaux. Les plaques sont traitées sur des unités d'usinage CNC à portique pour le surfaçage. Un vide généré à l'aide de pompes à bec Mink de Busch est utilisé pour le maintien des pièces sur des tables à treillis. Pour une telle génération de vide, Alimex a trouvé une solution propre, écoénergétique et hautement fiable.
Fr%C3%A4stisch_Alimex_Header.JPG

La société Alimex a été créée en 1968. Initialement, elle se chargeait uniquement du sciage de profils sur les tôles laminées.

Au début des années 1970, Alimex s'est spécialisée dans le sciage de plaques à partir de lingots de laminage d'aluminium. Contrairement aux tôles laminées et aux feuilles de métal, le sciage peut être utilisé pour produire des plaques d'aluminium qui présentent une structure homogène et sont libérées de toute tension. Il s'agit d'exigences essentielles pour de nombreux clients des industries et technologies aéronautiques, optiques, ainsi que l'industrie solaire et les semi-conducteurs, pour la transformation des matériaux en composants haute qualité. Aujourd'hui, Alimex fournit ses clients du monde entier en plaques d'aluminium coulé, disponibles dans différents alliages d'aluminium et présentant des qualités de surface sciée, usinée ou à finition miroir.

Les dimensions standard sont de 3 x 1,5 mètres, et des formats spéciaux allant jusqu'à 5 x 2,9 mètres sont également disponibles sur demande. L'alliage EN AW-5083 (AlMg4.5Mn0.7) est l'alliage le plus répandu, il permet de fournir des plaques basse -tension de précision moulées, présentant des caractéristiques mécaniques très équilibrées. Les plaques moulées fines et faiblement poreuses sont également homogénéisées grâce à un traitement thermique étendu et sont soumises à un traitement de détente thermique. A la demande des clients, les surfaces de ces plaques sont usinées suivant une finition de surface de moins de 0,4 micromètre (µm), la plupart du temps sur les deux faces. Une technique d'usinage spéciale permet également de disposer de valeurs inférieures à 0,2 micromètre (µm).


Fig. 1 : Machine d'usinage à portique avec plaque en aluminium moulé transformée sur la table à treillis

Bien que les épaisseurs standard des plaques se situent entre 5 et 50 millimètres, des plaques beaucoup plus épaisses sont également produites.

Alimex utilise pour son matériau brut, des lingots de laminage obtenus auprès de différentes fonderies, et ceux-ci sont recuits sous contrainte avant de poursuivre leur traitement afin d'éliminer les tensions générées pendant le processus de coulage et de refroidissement. 

Une première étape consiste dans le sciage des lingots à dimension; d'abord sur une scie à bande verticale puis sur une scie à bande horizontale. Certaines plaques en aluminium sont livrées avec un trait de scie, bien que la plupart d'entre elles soient traitées sur l'une des trois unités d'usinage CNC à portique. Les têtes d'usinage sur deux des unités ont un diamètre de 1,7 mètre, ce qui signifie que les plaques de forme standard peuvent être usinées sur une face en suivant un mouvement d'avance. La troisième unité d'usinage possède une tête dont le diamètre permet l'usinage d'une largeur maximale de 2,5 mètres en suivant un mouvement d'avance. 


Fig. 2 : Pompe à vide à becs Mink pour la génération du vide de maintien sur l'une des trois machines d'usinage CNC

A l'origine, les trois unités d'usinage à portique étaient équipées de pompes à vide à palettes à lubrification à l'huile, qui généraient le vide permettant le maintien des plaques d'aluminium sur la table à treillis. Néanmoins, le Responsable Production, Najib El Byad, n'était pas vraiment satisfait de cette solution. La maintenance sur ces pompes à vide était extrêmement fastidieuse car le remplacement des filtres de l'air d'échappement et de l'huile, ainsi que le remplissage d'appoint de l'huile, devaient être effectués tous les trois mois. De plus, l'huile devait être entièrement remplacée une fois par an. Une partie de la fine brume d'huile qui s'échappait de la pompe à vide à palettes lubrifiées se condensait sur les surfaces à la finition miroir des plaques d'aluminium, et une telle contamination ne pouvait pas être acceptée. Le niveau de la consommation énergétique était considéré comme étant trop élevé : chacune des trois pompes à vide était équipée d'un moteur de 7,5 kW, ce qui signifiait que la consommation énergétique nécessaire à la production du vide 24 heures par jour, cinq jours par semaine, s'élevait à 121 500 kilowatts heures par an.

Busch a alors suggéré à Najib El Byad d'utiliser des pompes à vide à becs Mink pour maintenir les plaques d'aluminium pendant l'usinage. Ces pompes à vide génèrent le vide de maintien sans huile ni contact ; par conséquent, l'air extrait peut être comprimé sans fluides de fonctionnement. A son tour, la technologie sans contact empêche l'usure de la pompe à vide, ce qui rend la pompe quasiment exempte de maintenance. Par ailleurs, le fonctionnement sans contact assure un facteur d'efficacité élevée, ce qui se traduit également par un effet positif sur la consommation énergétique. Les avantages ont été visibles dès les premiers mois de fonctionnement suivant l'installation de la nouvelle technologie de vide.


Fig. 3 : Vue d'une pompe à vide à becs Mink

Le fonctionnement sans huile signifie qu'il n'y a aucune contamination d'aucune sorte provenant de l'air d'échappement de la pompe à vide à becs Mink. La maintenance se limite à une vidange préventive annuelle de l'huile pour engrenages. Une quantité considérablement réduite d'huile pour engrenages (0,85 litre ou un litre) est utilisée en comparaison aux pompes à vide à palettes, ces dernières nécessitaient une vidange d'huile annuelle avec 5 à 6,5 litres d'huile ainsi que des remplissages d'appoint tous les trois mois. Le rendement des nouvelles pompes à vide à becs Mink est configuré précisément pour fournir la force de bridage requise pour chaque application, ce qui signifie qu'une pompe d'une capacité inférieure a été installée sur chaque machine d'usinage destinée aux plaques de dimensions standard en comparaison avec l'unité d'usinage destinée aux formats spéciaux. Les deux pompes à vide à becs Mink plus petites sont pilotées par un moteur IE3 de 3 kilowatts et la pompe plus grande est équipée d'un moteur IE3 de 6 kilowatts. Par conséquent, la consommation énergétique annuelle nécessaire à la génération du vide pour les trois machines d'usinage est désormais de 64 800 kilowatts heures, ce qui réduit de moitié les coûts d'énergie par rapport à la solution précédente. Après plus de deux années de fonctionnement, le Responsable Production Najib El Byad est très satisfait d'avoir investi dans la nouvelle technologie de vide Mink, qui a répondu à toutes les attentes, et a démontré que la génération de vide fonctionne de manière très fiable. Il n'y a eu aucun défaut ni aucune interruption d'aucune sorte.


Catégories
Vous souhaitez en savoir plus ?
Contactez-nous directement ( Busch France ):
+33 (0) 1 69 89 89 89 Contactez-nous