Ets Robineau SARL Construction mécaniques et métalliques - Machines spécifiques

1 - Tournage Mécanique

Le tournage est un procédé d'usinage fondé sur l'utilisation d'un tour. En tournage, le mouvement de coupe est obtenu par rotation de la pièce serrée entre les mors d'un mandrin, tandis que le mouvement d'avance est obtenu par le déplacement de l'outil coupant. La combinaison de ces deux mouvements permet l'enlèvement de matière sous forme de copeaux. Un tour permet de fabriquer principalement des pièces de révolution même si certaines machines peuvent réaliser des formes très complexes (tours de décolletage).
Ces pièces peuvent être :

• métalliques ou en plastique (tour mécanique) ;
• en bois (tour à bois) ;
• en terre (tour vertical de potier).

Les tours à bois, acier,plastique sont aujourd'hui entièrement automatisés (tours à commande numérique) et peuvent aisément réaliser des opérations complexes de type fraisage, polygonnage, perçages radiaux, etc. La programmation de Commande Numérique est effectuée par des instructions. Dans l'industrie les ouvriers tourneurs sont souvent aussi chargé du fraisage.

Formations

En France, il existe un CAP de tourneur-fraiseur, un BEP MPMI (Métiers de la Productique Mécanique Informatisée), un BAC professionnel TU (Technicien d'Usinage) et un BAC STI(Sciences et Techniques Industrielles) Génie Mécanique.

2 - Soudage

Le soudage est un procédé d'assemblage permettant de réaliser des liaisons indémontables. Le procédé peut être appliqué aux métaux ou aux thermoplastiques. Il existe plusieurs types de soudages de tube.
Le soudage autogène : Les pièces à assembler sont faites du même type de métal, l’assemblage est dit homogène. La liaison est effectué par fusion des 2 pièces.
Le brasage et soudobrasage : Les pièces à assembler peuvent être de nature différentes. L’assemblage est dit hétérogène, un métal d’apport agit comme une colle.
Une soudure est un alliage métallique (souvent d'étain et de plomb), en général avec un point de fusion bas, qui est fondu et utilisé pour joindre des surfaces métalliques, en particulier dans le domaine de l'électronique et de la plomberie.
Il ne faut pas confondre la soudure, qui est un apport d'un métal extérieur de même nature, avec la brasure, où on apporte un métal différent de celui utilisé pour les pièces à assembler.

Procédés de soudage de pièces métalliques :

• Soudage à l'arc avec électrode fusible sous flux gazeux
  
• Le soudage oxy-acétylénique ou soudage oxy gaz : l'énergie thermique est générée par la combustion du mélange oxygène-acétilene. Le métal d'apport est en général amenée sous forme de baguette.
  
• Le soudage électrique par résistance ou soudage par points ou à la molette : Le soudage est réalise par la combinaison d'une forte intensité électrique et d'une pression ponctuelle. Ce procédé ne nécessite pas d'apport extérieur
  
• Soudage à l'arc électrique avec électrodes enrobés : La température de soudage est générée par l'arc électrique entre deux électrodes que constituent la pièce a souder et la baguette de métal d'apport.
  
• Soudage à l'arc avec électrodes non fusibles (TIG) : Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode en tungstène et la pièce a souder, sous protection la protection d'un gaz inerte (Argon, Hélium ou mélange Argon-Hélium...). Le métal d'apport est ajouté si nécessaire sous forme d'une baguette placée sous l'arc électrique.
  
• Soudage à l'arc avec fil électrodes fusibles ou soudage semi-automatique (MIG-MAG) : Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode consommable et la pièce à assembler, sous la protection d'un mélange gazeux dont la nature dépend du type de soudure réalisée. L'électrode, amenée automatiquement de façon continue depuis un dévidoir, se présente sous la forme d'un fil massif ou fourré.
  
• Le soudage Laser : l'énergie est apportée sous forme d'un faisceau Laser. Les sources Laser peuvent être de type CO2 ou YAG.
  
• Le soudage Plasma : Considéré comme une évolution de la soudure TIG, il s'en distingue par le fait que l'arc est contraint mécaniquement, générant ainsi une densité d'énergie supérieure.
  
• Le soudage par faisceau d'électrons : utilise l'énergie cinétique des électrons projetés dans une enceinte sous vide et focalisés sur la pièce à souder pour créer une zone fondue.
  
• Le soudage par rotation
  
• Le soudage FSW (Friction Stir Welding)
  

3 - Usinage fraisage

Le Fraisage est un procédé d'usinage par enlèvement de matière. Il se caractérise par le recours à une machine -outils : la fraiseuse. L'outil classiquement utilisé est la fraise.
En fraisage, l'enlèvement de matière - sous forme de copeaux - résulte de la combinaison de deux mouvements : rotation de l'outil de coupe d'une part, et avance de la pièce à usiner d'autre part.
La fraiseuse est particulièrement adaptée à l'usinage de pièces prismatiques.
Les principales méthodes de fraisage pratiquées sont :

• le fraisage de profil (dit « en roulant »)
  
• le fraisage en bout (le plus classique)
  
• le fraisage combiné (en bout et de profil).
  

D'autre part, le fraisage peut s'effectuer:

• en opposition : l'effort de coupe tangentiel de la fraise s'oppose à l'avance de la pièce à fraiser.
  
• en concordance (dit « en avalant ») : l'effort de coupe tangentiel accompagne la pièce à fraiser dans son déplacement.
  

Les fraiseuses actuelles sont fréquemment automatisées (fraiseuses à commande numérique et centres d'usinage). La programmation numérique de ces machines nécessite le recours à des interfaces logicielles. Dans l'industrie, les ouvriers fraiseurs qualifiés effectuent fréquemment des travaux de tournage complémentaires.

4 - CAO Conception Assistée par Ordinateur

C.A.O. est l’acronyme de Conception Assistée par Ordinateur. C’est un ensemble de logiciels et de techniques permettant de concevoir et de réaliser des outils et des produits manufacturables.

Principe

Cette technique est l’équivalent informatique de la table à dessin de l’ingénieur ou de l’architecte. Elle permet de prendre en compte automatiquement un grand nombre de contraintes (résistance des matériaux, capacité d’assemblage, fabrication et.) pendant la phase de conception d’un ensemble. Les logiciels correspondants sont utilisés pour une ou plusieurs phases du développement.
Ces logiciels permettent par exemple de créer des pièces mécaniques, d’en préparer la fabrication, de les assembler et de simuler leur comportement. Ils permettent également la conception de bâtiments puis d’en tirer les plans facilement ou de créer une maquette numérique en trois dimensions.
Ces logiciels peuvent généralement fonctionner en mode 2D ou en mode 3D. La différence avec le Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) est liée à la question d’agencement spatial (on peut dessiner en DAO des figures impossibles, mais la CAO ne le permet jamais). La fonction de cotation, indispensable en CAO, ne l’est pas nécessairement en DAO.
En partant d’une modélisation en 3D solide (ou volumique), ces logiciels permettent de réaliser une mise en plan souvent appelée 2D. C’est sur cette mise en plan que vont apparaître toutes les informations tel que cotation, état de surface, tolérancement géométrique, spécification, etc. En fonction des logiciels le terme 2D peut représenter soit la zone de mise en plan, soit une limitation à deux dimensions de l’espace de travail 3D. Cette limitation de l’espace peut être utilisé, par exemple temporairement pour faciliter la construction spatiale des éléments, ou de manière permanente pour la sauvegarde d’une cinématique plane dans un espace 3D.
La CAO décolla dans les années 75-90, lorsque le coût de mise en place d’un poste se rapprocha du coût annuel d’un dessinateur. La mise en place fut un peu pénible au début en raison d’une nécessité de reprendre les plans existants. On s’aperçu à cette occasion que statistiquement près de 10% des cotations sur les plans existants étaient inexactes, que des références de plans existaient en double, qu’une référence unique pouvait correspondre à plusieurs plans légèrement différents, etc. Au bout du compte, le gain de fiabilité de l’information se révéla constituer un argument supplémentaire important décidant à généraliser la CAO.

Exemples de logiciels

Un logiciel très connu dans le monde de la conception généraliste est AutoCAD. CATIA, Solidworks édité par Dassault Systèmes est également un logiciel de CAO très utilisé dans l’industrie (initialement conçu spécifiquement pour l’aéronautique, mais plus largement diffusé aujourd’hui).
On peut aussi citer :

• Solidworks
  
• Euclid (Matra Datavision)
  
• CADAM, de Boeing
  
• Pro-Engineer, de la société PTC
• Inventor 2D and 3D, de la société Autodesk
• Visionael, développé par Sun
• MicroStation de la société Bentley
• SolidEdge, de la société UGS
• TopSolid, de la société Missler Software
• I-deas, de la société UGS
• CATIA, de Dassault Systèmes
• Brlcad, distribué sous licence GPL
• ArchiCAD
• Sketchup
  

Exploitation des logiciels

La CAO est connue pour être encore en 2006 une des applications informatiques les plus gourmandes en ressources informatiques. Après des années de seule présence de ces logiciels sur des stations de travail utilisant des système opératifs et des architectures matérielles propriétaires (Sun, IBM, Computervision, HP, Apollo, SGI, anciennement Silicon Graphics...), il aura fallu le développement d’ordinateurs individuels (PC ou MAC) suffisamment puissants pour assurer des fonctions très lourdes en calcul numérique : Modélisation numérique Simulation mécanique et calcul des matériaux Représentation graphique Dessin de plan Manipulation d’objets 3D Gestion de grands assemblages Cela a fait de la CAO une application importante de l’informatique. Son importance stratégique conduit à lui faire utiliser des modèles permettant la communication des informations entre machines, au moyen de standards comme IGES, afin de ne dépendre ni d’un seul type de matériel, ni (trop) d’un seul logiciel. Nombre de projets de CAO font de surcroît intervenir des sous-traitants dispersés et il importe que les représentations soient parfaitement compatibles afin de permettre le travail en collaboration et à distance. C’est ce qui a été fait pour la modification d’architecture du CNIT en 1987. On prend vite conscience de l’importance de la CAO dans n’importe quel environnement urbain, formé d’objets qui tous sans exception ont été dessinés avant d’être un jour fabriqués.

STEP (STandard for the Exchange of Product model data en anglais) SET (Standard d’Echange et de Transfert) IGES (Initial Graphic Exchange Standard) DXF (Drawing eXchange Format)