22 °C avec une déviation minimale de ± 0,2 K/h

Pour assurer une finition de haute précision des sous-ensembles des presses à arc dans l'usine de Würzburg, KBA a acquis en 2015 un centre d'usinage DIXI 270 du fabricant suisse DMG Mori. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Pour que la machine puisse respecter les valeurs de précision requises de ± 10 µm, une température de 22 °C ± 0,2 K/h doit être maintenue dans la salle des machines. Afin de garantir ces conditions climatiques, KBA a fait aménager une salle de fabrication de précision avec une salle de préchauffage par Nerling Systemräume GmbH. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Les experts en salles techniques ont déjà créé en 2006 chez KBA une salle de mesure de classe 2, à laquelle la salle des machines était directement reliée. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Au total, cela a donné un système en forme de U composé de la chambre climatique (à droite en arrière-plan), de la chambre de préchauffage (au centre de l'image), de la salle de mesure ainsi que de sa chambre de préchauffage (à gauche en arrière-plan). (Source : Nerling Systemräume GmbH)

L'aménagement de l'espace se compose d'une structure en acier, qui sert de support pour le plafond et le pont roulant de 12,5 tonnes fourni par le constructeur. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Depuis mars 2015, les deux nouvelles salles sont utilisées avec succès. À cette fin, les parties inférieures des presses à arc sont également préfabriquées en dehors de la chambre de préchauffage sur une machine DMG. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Puis ils sont transportés dans la pièce de préchauffage sur un système de rails léger, adapté à des poids jusqu'à 8 t. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Ils sont stockés pendant 24 heures à 22 °C, jusqu'à ce que les pièces aient également atteint cette température. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Ils y sont stockés pendant 24 heures à 22 °C, jusqu'à ce que les pièces atteignent également cette température. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Selon le principe du Premier Entré – Premier Sorti, les pièces sont approvisionnées dans le DIXI 270 et traitées avec une précision de ± 10 µm. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Selon le principe du premier entré, premier sorti, les pièces sont approvisionnées dans le DIXI 270 et usinées avec une précision de ± 10 µm. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Ensuite, les pièces sont de nouveau ramenées dans la zone de tempérage et de là dans la préchambre de la salle de mesure. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Ensuite, les pièces sont à nouveau ramenées dans la zone de tempérage et de là dans la chambre préliminaire de la salle de mesure. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Ensuite, les pièces sont à nouveau ramenées dans la zone de tempérage et de là dans la chambre préliminaire de la salle de mesure. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

La mesure constitue la dernière étape du traitement. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

« Grâce à ce cercle, la température constante est assurée tout au long du processus, ce qui permet de réaliser des économies de temps considérables », explique Ewald Baumeister, chef de la production de pièces volumineuses chez la filiale KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

« Une difficulté majeure de ce projet était qu'il n'était pas possible de terminer complètement la pièce et de la mettre à la bonne température pour le centre d'usinage avant qu'elle n'arrive à son nouvel emplacement », explique Olaf Nerling, directeur général de Nerling Systemräume GmbH. « Une face et la moitié du toit devaient rester ouvertes afin que la machine puisse être placée dans la pièce à l'aide du pont roulant. » (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Pour donner un fini de haute précision aux sous-ensembles des presses à courbe dans l'usine de Würzburg, Koenig & Bauer AG (KBA) a installé en 2015 un centre d'usinage DIXI 270 du fabricant suisse DMG Mori. Afin que la machine puisse respecter les valeurs de précision requises de ± 10 µm, des conditions particulières doivent être remplies dans la salle des machines, notamment une température de 22 °C, avec une tolérance minimale de ± 0,2 K/h. Pour garantir cela, KBA a fait aménager par les experts de Nerling Systemräume GmbH une salle de fabrication de précision avec une chambre de préchauffage. En raison de la surface nécessaire pour le centre d'usinage d'environ 11,5 x 13 m, celle-ci a une dimension de 23 x 14 m² avec une hauteur sous plafond de 8,8 m, ce qui rend le respect des exigences de température très difficile pour la technique de climatisation. Une autre difficulté est survenue lors de l'installation de la machine : à l'avant de la salle des machines, une partie du toit devait rester ouverte pour pouvoir soulever le centre d'usinage entier à l'aide d'une grue. Ce n'est qu'ensuite que la pièce a été rapidement fermée pour créer immédiatement les conditions ambiantes idéales pour la machine.

« En 2014, nous avons décidé d'installer un centre d'usinage DIXI 270 dans notre usine de Würzburg pour le traitement des sous-ensembles des presses à courbe », explique Ewald Baumeister, responsable de la production de pièces de grande série chez la filiale KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. « Après qu'un étude ait été menée par le fabricant DMG Mori et qu'une configuration définitive du centre d'usinage ait été réalisée, on nous a indiqué quelles conditions ambiantes devaient être respectées sur place pour qu'il fonctionne avec la précision que nous exigeons. » Le Dixi 270 est chargé du fini de haute précision des sous-ensembles en fonte grise GG25, nécessitant principalement une température constante de 22 °C ± 0,2 K. Il ne doit pas y avoir de variations de température importantes, car malgré la taille des pièces, la tolérance n'est que de 10 µm. Chaque degré de variation de la température ambiante aurait des effets négatifs significatifs sur la précision de l'usinage.

Salle climatique juste à côté de la salle de mesure existante

« Avec le cahier des charges du fabricant, nous nous sommes adressés à la société Nerling, qui avait déjà aménagé en 2006 une salle de mesure de classe 2 pour nous, avec laquelle nous avons eu de bonnes expériences », indique Baumeister. « Sur les conseils des spécialistes, nous avons décidé de ne pas seulement construire une salle pour la machine, mais aussi une chambre de préchauffage, où nous pouvons stocker les pièces à traiter suffisamment longtemps à la température requise, jusqu'à ce qu'elles atteignent également 22 °C. » L'emplacement prévu pour les deux salles dans une halle de production normale accueillait auparavant des machines de traitement plus anciennes. À côté se trouvait la salle de mesure de Nerling, avec une pièce d'entrée, directement reliée à la salle des machines.

« La salle climatique pour le centre d'usinage DIXI, combinée avec la salle de mesure et les chambres de préchauffage, constitue un système d'enceinte avec une dimension de base de 20,9 x 44,4 m et une hauteur de 8,8 m », explique Olaf Nerling, directeur général de Nerling Systemräume GmbH. Ces dimensions étaient nécessaires car le centre d'usinage mesure environ 13 x 13 m. La structure de la salle est en acier, servant de support pour le plafond et le pont roulant de 12,5 tonnes, utilisé pour le chargement de la machine avec des pièces de travail.

Technique de climatisation de précision pour une salle de grande taille

« Un défi fondamental de ce projet était de maintenir les valeurs de température requises dans une pièce d'environ 320 m² », explique Nerling. Les experts ont donc installé un conditionneur d'air de précision, capable de garantir une régulation de température conforme aux spécifications de la machine. La température de base est fixée à 22 °C, réglable par pas de 0,1 K. L'humidité relative peut être ajustée selon la saison, avec un maximum de 70 %. « Actuellement, l'humidité dans la pièce est de 60 % », indique Baumeister. « Nous souhaitons la réduire à environ 40 % pour améliorer le confort des employés. » Dans le centre d'usinage, le travail s'effectue en trois équipes, une personne étant présente en permanence.

Le deuxième défi pour les constructeurs de la salle était qu'il n'était pas possible de terminer entièrement la pièce ni d'atteindre la température correcte pour le centre d'usinage avant son arrivée sur le nouveau site. « Une face avant et la moitié du toit devaient rester ouverts pour pouvoir placer la machine dans la pièce avec une grue de hall », explique Nerling. Ensuite, la pièce devait être rapidement fermée, en insérant la toiture manquante, y compris la structure en acier, ainsi que la paroi avant sur une longueur de 5 m. Les employés de Nerling ont travaillé en trois équipes, y compris la nuit, pour compléter la salle et faire en sorte que le climat atteigne rapidement 22 °C. « Lors de la livraison de la machine en mars 2015, elle était froide, en raison des températures extérieures hivernales », raconte Baumeister. « Elle ne devait en aucun cas devenir trop chaude. »

Flux de matériaux total à 22 °C

Depuis lors, les deux salles sont utilisées de manière régulière. « Au début, une assistance à la production par des employés de DMG Mori a duré plusieurs semaines pour assurer un fonctionnement sans problème », explique Baumeister. Comme la régulation de la température dans la salle des machines, son vestibule, la salle de mesure et son vestibule est assurée par une technique de climatisation adaptée à 22 °C — une valeur nécessaire pour réaliser les mesures — le flux de matériaux se fait à température constante : les sous-ensembles des presses à courbe sont d'abord fabriqués hors de la chambre de préchauffage sur une autre machine DMG. Ensuite, ils sont transportés dans la chambre de préchauffage sur un système de rails léger, capable de supporter des charges jusqu'à 8 tonnes, où ils sont stockés pendant 24 heures à 22 °C. Selon le principe du « premier arrivé, premier servi », les pièces sont acheminées vers le DIXI 270 et usinées avec une précision de ± 10 µm.

Ensuite, les pièces sont ramenées dans la zone de préchauffage, puis dans la chambre d'entrée de la salle de mesure. La mesure constitue la dernière étape du traitement, avec une épaisseur de coupe maximale de 0,5 mm. La finition finale, comme le nettoyage, intervient ensuite. « Grâce à ce circuit, la température constante est maintenue tout au long du processus, ce qui permet de réaliser des économies de temps importantes », confirme Baumeister. Sans ces espaces, il faudrait déplacer chaque pièce pour le fini et la mesure à 22 °C séparément. « Les deux salles ont fait leurs preuves dans la pratique. La collaboration avec Nerling s'est également déroulée parfaitement, comme lors de la construction de la salle de mesure », résume le responsable de la production de pièces de grande série.