Cultiver la compétitivité de l’industrie aérospatiale grâce à la CAO/FAO

Fondée en 2001 par les époux David et Penny Shaw, la société Flying S, Inc. se trouve juste en bas de la rue de la ferme qui appartient à la famille Shaw depuis les années 1700. Après avoir acquis une expérience professionnelle précieuse chez Cessna, Scaled Composites et Adam Aircraft, les Shaw sont rentrés chez eux, dans le comté de Crawford (Illinois), en 2001, pour créer leur propre société de conseil en ingénierie aérospatiale, Flying S, Inc. David Shaw n’a pas tardé à conclure qu’il devait être en mesure de fabriquer ses propres designs afin de mieux contrôler la qualité et les délais. Grâce à cette approche, Flying S a pu obtenir un flux régulier de nouveaux projets, dont certains émanant de la NASA.

En bref :

Product Used: Mill, Mill 3D, Lathe, Multiaxis, Design, Art, Dynamic Motion

Industrie : Job Shop, Aérospatiale et défense

Détails du projet :

• Le défi : L’usinage d’une large gamme de produits, notamment des ailes d’avion en composite à base de fibre de carbone, des moules complexes et des pièces usinées en aluminium et en alliages aérospatiaux, dans un environnement sans surveillance.
• La solution : Mastercam, le logiciel CNC leader de l’industrie pour les opérations de CAO/FAO.
• Avantages :
  • Parcours de fraisage dynamique 5 axes pour les géométries complexes et l’ébauche : les parcours d’outils s’exécutent rapidement et minimisent le travail manuel après l’usinage.
  • La fonction Verify permet aux programmeurs de revoir les parcours d’outils avant l’usinage, ce qui protège les outils et limite les risques pour l’outil, le matériau et l’atelier.
  • Productivity+™ permet d’intégrer le palpage en cours de fabrication et la détection des bris d’outils à l’aide de sondes Renishaw sur les machines.
  • La capacité de limitation de la fibre de carbone permet de limiter mécaniquement des centaines de pièces et d’économiser ainsi des heures de travail.

En 2012, Flying S a déménagé son équipe de conception et de fabrication, composée de 15 personnes, dans une nouvelle installation située de l’autre côté de la route. Peter Bowman, diplômé du programme de fabrication de l’université voisine de Vincennes et du programme d’apprentissage de maîtrise de l’usine Haas Automation en Californie, a été l’un des artisans de ce déménagement. Bowman a apporté avec lui sa connaissance d’une large gamme d’équipements CNC Haas, un lien avec Vincennes et sa maîtrise de Mastercam, qui est largement utilisé à la fois à l’Université de Vincennes et à Flying S.

Au cours de l’été 2016, un nouveau bâtiment a été agrandi pour donner à l’équipe plus d’espace pour se développer et grandir – elle avait augmenté de plus de 300 % pour atteindre environ 50 personnes en seulement cinq ans.

Bowman dirige une équipe de programmeurs/usiniers qui écrivent tous des programmes et utilisent tous des équipements, de sorte qu’ils connaissent parfaitement la manière dont les changements de stratégies de programmation affectent les opérations de fabrication. Les stratégies efficaces sont normalisées et partagées avec les autres programmeurs via la base de données de fabrication de l’atelier, qui contient des milliers de programmes.

L’équipe de l’atelier passe beaucoup de temps à programmer et à découper des moules utilisés pour fabriquer des structures composites de cellules de véhicules aériens sans pilote (UAV) en fibre de carbone pour des clients commerciaux et militaires. Ces formes libres peuvent être complexes, avec jusqu’à trois ou quatre millions de lignes de code, et elles peuvent fonctionner sans surveillance sur leur équipement CNC jusqu’à une semaine d’affilée. Souvent, l’équipe est chargée de produire un de ces moules tous les deux jours, ce qui nécessite des capacités de programmation efficaces, ainsi que des stratégies de fabrication qui optimisent l’enlèvement de matière sur la machine.

Optimization begins with a solid model. The software’s Model Prep function allows programmers to manipulate solids directly, without having to go back to the design team. “It eliminates waiting, duplication of effort, and keeps the work moving forward,” said Bowman.

The team at Flying S relies heavily on toolpaths incorporating Dynamic Motion technology which constantly maintains the tool vendor’s chip load recommendations for safe optimal removal rates. Bowman noted that these toolpaths are easy to program, and link to one another with smooth transitions minimizing handwork after machining. The toolpaths are so stable they can be used with confidence for days on end in unattended operation. He also credited his Mastercam Reseller ShopWare, Inc., with careful editing of posts to ensure that outputs to each of the 5-axis machines are in precise alignment with the intent of the programs.

Bowman a déclaré : « Lorsque nous réalisons un grand moule, par exemple, nous utilisons toujours les mêmes outils pour l’ébauche, ainsi que les mêmes avances et vitesses. Même si nous pouvons avoir jusqu’à 12 personnes différentes capables de programmer cette pièce particulière, nous utilisons toujours le même processus. Nous utilisons beaucoup les bibliothèques d’outils de Mastercam. Elles ont été un excellent moyen de réduire les risques.

Bowman ajoute : « Il nous arrive souvent de travailler sans surveillance, même sur des pièces que nous n’avons jamais travaillées auparavant. Nous avons confiance en Mastercam pour appuyer sur ‘cycle start’ et laisser le travail se dérouler ». Plus d’un tiers des programmes écrits intègrent le palpage en cours de fabrication et la détection de bris d’outil et fonctionnent en tandem avec les palpeurs Renishaw des machines. Bowman ajoute : « C’est un autre moyen pour nos employés de se familiariser avec la technologie : « C’est une autre façon pour nos gars d’en faire plus avec des machines totalement sans surveillance ».

Il a indiqué que la majorité des pièces en fibre de carbone fabriquées pour les industries de l’aérospatiale et de la course automobile sont limitées manuellement. M. Bowman a déclaré : « J’ai failli rire lorsque notre revendeur CAO/FAO nous a dit que nous pouvions créer des programmes de limitation des arêtes multiaxes en quelques clics de bouton dans Mastercam. Je lui ai dit que nous devions avoir cela et je lui ai donné ma carte de crédit sur-le-champ. Aujourd’hui, nous pouvons usiner un composant de vol de drone complexe en fibre de carbone et l’ajuster parfaitement à une pièce que nous avons fabriquée il y a plusieurs années. Il n’est pas rare que nous taillions des centaines de pièces par jour en utilisant à la fois la CNC 3 axes et 5 axes et Mastercam. »

Devis client

« Il nous arrive souvent de travailler sans surveillance, même sur des pièces que nous n’avions jamais travaillées auparavant. Nous avons confiance en Mastercam pour appuyer sur ‘cycle start’ et laisser le travail se dérouler.

– Peter Bowman, ingénieur de fabrication, Flying S, Inc, Crawford County, Illinois

Devis revendeur

 » J’ai failli rire lorsque notre revendeur CAO/FAO nous a dit que nous pouvions créer des programmes de limitation des arêtes multiaxes en quelques clics de bouton dans Mastercam. Je lui ai dit que nous devions avoir cela et je lui ai donné ma carte de crédit sur-le-champ. Aujourd’hui, nous pouvons usiner un composant de vol de drone complexe en fibre de carbone et faire en sorte qu’il s’adapte parfaitement à une pièce que nous avons fabriquée il y a plusieurs années. »

-Peter Bowman, ingénieur de fabrication, Flying S, Inc, Crawford County, Illinois