Obtention de finitions de surface de haute qualité dans les pièces de moteurs marins à l’aide de forets à canon indexable et de forets à changement de tête pour l’usinage de trous transversaux

This article is a web-edited version of the one published in Machinery Technology May 2024 issue.

Dans le sillage de l’industrie automobile qui s’oriente vers l’électrification, le secteur maritime s’engage lui aussi sur la voie de la décarbonisation. Miyahara Manufacturing Co., Ltd.,basée à Tamano City, dans la préfecture d’Okayama, est spécialisée dans l’usinage et l’assemblage de pièces de moteurs diesel marins. Soucieuse de réduire les émissions de gaz à effet de serre, elle s’est associée à Tungaloy, l’un des principaux fabricants d’outils, dès le début de ses activités de production de masse.

President
Hiroaki Miyahara Mr.

Directeur adjoint du département Production

Shota Yamamoto Mr.

Chef de la section d’usinage
Masayuki Shimada Mr.

Focus sur les moteurs marins

L’entreprise vise à jouer un rôle de premier plan dans le secteur des moteurs marins, après avoir abandonné l’usinage de pièces pour l’imprimerie et les machines-outils pour se consacrer exclusivement à cette industrie. Elle sert ses principaux clients et recherche des débouchés auprès des fabricants nationaux et internationaux de moteurs marins.

Sa force réside dans un système complet de gestion des opérations, de l’usinage à l’assemblage. Grâce à l’usinage en interne et à divers équipements répartis dans deux usines, dont une quarantaine de machines à commande numérique, l’entreprise produit des composants allant de la taille d’une paume de main à celle d’une grande pièce. En outre, elle propose des services uniques tels que la trempe en interne et la pulvérisation de poudre de chrome pour améliorer la durabilité des pièces.

Collaboration avec le fabricant d’outils

En réponse à l’augmentation prévue de la demande de moteurs à double carburant, l’entreprise a réorienté ses efforts au cours des deux dernières années vers la fabrication de pièces pour cette technologie innovante. Les moteurs bicombustibles utilisent à la fois de l’huile lourde conventionnelle et des carburants alternatifs comme le gaz naturel, ce qui permet de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. La production de masse de ces pièces a débuté en 2023 à la demande d’un client important, ce qui a marqué un tournant pour l’entreprise. Cependant, l’entreprise a dû faire face à des défis considérables dès le départ.

Le matériau utilisé est le S45C, et les dimensions du bloc sont de 400×300×200 mm, avec un réseau complexe de trous allant de ø4 à 80 mm de diamètre. Ces trous, dont les plus épais sont recoupés par des trous obliques provenant de multiples directions, représentaient un défi d’usinage d’une complexité sans précédent. Devant la nécessité d’usiner avec précision de nombreux trous transversaux et décentrés, l’entreprise a fait appel à une expertise externe pour assurer une production de masse sans faille.

Consciente de la nécessité de disposer de capacités de forage spécialisées, l’entreprise s’est tournée vers Tungaloy, réputée pour son expertise en matière de forage de trous profonds.

Dual-fuel marine diesel engine parts

Outils avancés pour l’usinage des trous

Sous la direction de Tungaloy, Miyahara Manufacturing a considérablement modifié son approche des outils d’usinage de trous. Traditionnellement, ils utilisaient des forets HSS pour l’usinage des trous profonds en raison de leur robustesse et de leur résistance à la rupture, essentielles pour des opérations stables. Cependant, les vitesses d’usinage lentes des forets HSS posaient des problèmes pour obtenir des finitions lisses, avec des niveaux de rugosité de surface atteignant Ra=3,2μm, et des finitions plus fines de Ra=0,8μm ou Ra=0,6μm s’avérant insaisissables. Pour y remédier, ils se sont tournés vers des outils en carbure capables d’équilibrer la vitesse d’usinage et la qualité de surface.

,Après un prototypage rigoureux utilisant un nouveau centre d’usinage à 5 axes  Miyahara Manufacturing ont établi une méthode d’usinage stable. Ils ont adopté deux outils clés : le foret indexable “DeepTri-Drill” et les embouts interchangeables “DrillMeister.” DeepTri-Drill excelle dans l’efficacité de l’enlèvement des copeaux, la vitesse d’usinage et la précision, tandis que la DrillMeister combine les performances de coupe d’un foret en carbure monobloc avec la commodité d’un changement de tête par simple pression d’une touche. DeepTri-Drill a pris en charge l’usinage des trous profonds et des trous transversaux, tandis que la DrillMeister s’est attaqué à d’autres tâches d’usinage de trous, en traitant efficacement les problèmes de rugosité de surface et en garantissant la stabilité des opérations.

DeepTri-Drill – eCatalog / DrillMeister – eCatalog

Utilizing specialized jigs to harness the capabilities of the 5-axis MC

À l’avenir, Miyahara Manufacturing prévoit d’optimiser davantage ses processus. Elle vise à réduire les temps de préparation en utilisant des gabarits spécialisés et en exploitant les capacités du centre d’usinage à 5 axes pour traiter plusieurs faces simultanément. En outre, l’entreprise envisage une extension latérale à d’autres pièces, reconnaissant les avantages des outils interchangeables pour minimiser les erreurs humaines et optimiser le calendrier de remplacement des outils grâce à l’évaluation quantitative des conditions d’usure.

DeepTri-Drill for cross-hole machining with two guide pads connected

Exemple de programme d’usinage pour l’usinage de trous transversaux

Video provided by: DMG MORI Precision Boring CO.,LTD.

Encourager la liberté d’innovation

Le succès de cette entreprise peut être attribué à l’implication précoce de Tungaloy au cours des premières étapes de la production de masse. Le directeur adjoint Yamamoto a fait l’éloge des conseils et de l’expertise inestimables fournis par l’équipe de Tungaloy par l’intermédiaire de son représentant commercial. Il s’est déclaré satisfait des produits spécialisés tels que le DeepTri-Drill, qui améliore les patins de guidage pour le perçage de trous transversaux.

En février 2024, alors que Miyahara Manufacturing célébrait son 100e anniversaire sous la bannière « KEEP THE TOMORROW SHIP », le président Miyahara a réaffirmé l’engagement de l’entreprise à se concentrer sur les moteurs marins tout en relevant de nouveaux défis. Mettant l’accent sur une culture d’innovation ouverte, le président Miyahara encourage tous les employés à explorer librement leurs intérêts et à poursuivre des idées novatrices.

Miyahara Manufacturing a non seulement établi des techniques d’usinage cruciales pour la décarbonisation de l’industrie maritime, mais vise également à investir davantage dans l’équipement afin d’étendre les technologies nouvellement acquises. En outre, l’entreprise souhaite attirer de nouveaux clients tout en continuant à façonner l’avenir de l’ingénierie maritime.