Canada France Télescope d’Hawaï

Avez-vous déjà contemplé l’immensité des étoiles en vous demandant ce que votre machine CNC peut encore créer ? Greg Green a eu l’occasion de le découvrir lorsqu’il a rejoint le personnel du télescope Canada-France-Hawaï (TCFH) à Waimea, Hawaï.

Green is the sole mechanical designer and instrument maker for the 3.6-meter telescope on the summit of Maunakea, a dormant volcano. He can be found in a back building of the headquarters in Kamula, where a machine shop houses one CNC vertical machining center and several manual tools, including Bridgeport Mills, lathes, and surface grinders.

Au cours des dix dernières années, M. Green a été chargé de l’usinage de pièces destinées à maintenir et à étendre les capacités des cinq instruments de l’installation.

Le TCFH est le plus ancien télescope des observatoires de Maunakea, une collaboration de 12 institutions à but non lucratif qui constituent le site astronomique le plus productif au monde sur le plan scientifique. Le site offre des conditions optimales pour une observation de haute qualité et la collecte de données.

L’atelier d’usinage est équipé d’un centre d’usinage vertical Cincinnati Arrow 500 à 3 axes de 1999. Green usine des pièces telles que des boîtiers de caméra et des échangeurs de chaleur en utilisant principalement de l’aluminium, mais aussi de l’acier inoxydable, du titane et de l’Invar, un alliage de fer et de nickel.

Les instruments du TCFH coûtent des millions de dollars. Si une pièce doit être réparée ou améliorée, M. Green participe au processus de développement, de la conception à la production. Il utilise Mastercam pour répondre avec succès aux exigences strictes en matière de traitement.

« Disposer d’un usinage en interne est une rareté », a-t-il déclaré. « Nos ingénieurs proposent des solutions très créatives pour améliorer nos instruments et, en général, je peux les mettre en œuvre le jour même. Nous passons par ce processus de test, de reconception et de fabrication de nouveaux composants en permanence et nous finissons par arriver à quelque chose qui fonctionne très bien. »

Les instruments de l’observatoire sont refroidis à 70 K, soit -334°F, afin d’améliorer le rapport signal/bruit. Situé à 60 miles de là, l’atelier d’usinage se trouve à une altitude nettement plus basse, avec des températures plus chaudes avoisinant 75°F. Les composants doivent fonctionner efficacement avec d’importantes variations thermiques et maintenir des tolérances serrées mesurées en angströms, soit un cent-millionième de centimètre.

« Lorsque nous suivons un objet qui se déplace dans le ciel – un astéroïde qui passe à côté de la Terre ou une autre galaxie – notre télescope se déplace à la vitesse à laquelle l’objet se déplace dans le ciel », explique M. Green. « Vous pouvez imaginer que les choses deviennent un peu compliquées.

L’un des projets les plus difficiles pour M. Projection a consisté à créer les composants structurels d’une petite caméra astrométrique qui pilote le grand télescope, un peu comme le viseur d’une arme à feu.

Certains composants étaient si volumineux qu’ils nécessitaient quatre configurations de machines différentes.

M. Green a ajouté des trous au Design, ce qui lui a permis de relier la pièce à une plaque de surface à l’aide de goujons. Il a ensuite indexé la pièce sur le montage pour accéder aux différentes zones à usiner.

La structure finie comprenait des tubes en fibre de carbone collés à une extrémité en aluminium et boulonnés à une articulation en demi-sphère.

La précision de l’usinage est essentielle. Toute erreur serait coûteuse et nécessiterait des matériaux supplémentaires et des délais d’expédition. La plupart des ressources ne sont disponibles que sur le continent, y compris les services de réparation.

Chaque pièce étant unique, M. Green a recours à la simulation pour prouver la précision de la programmation. « La fonction de vérification du logiciel n’a pas de prix », déclare-t-il. « Je sais que la génération du code G est fiable et que ce que je vois à l’écran correspond à ce qui se passera sur ma machine. Je n’ai donc pas à résiduel quelque chose sur lequel je travaille depuis un mois. »

M. Green apprécie la diversité du TCFH. Sur le site astronomique le plus productif de la planète, il a l’occasion d’usiner des pièces qui contiennent des copeaux d’une valeur d’un million de dollars, le tout avec une machine vieille de 23 ans, un logiciel de CAO/FAO et un montage créatif.

« C’est le meilleur emploi que j’aie jamais eu », a déclaré M. Green. « Les avantages et le lieu de travail sont extraordinaires, et je ne fais jamais deux fois la même chose.

En bref

• Produit utilisé : Mastercam
• Industrie: Aérospatiale, Éducation