Bulletin d’informations 1239 – Vuichard SAS

Le laser à même de concurrencer l’électro-érosion à fil

Avec un savoir-faire historiquement axé sur des travaux d’électro-érosion à fil ou par enfonçage, l’entreprise Vuichard de Dingy-en-Vuache a livré durant des décennies des pièces de toutes tailles. Des investissements conséquents dans l’outil de production lui permettent depuis quelques années de toucher de plus en plus au très petit, au point de devenir un fournisseur de premier plan en micro composants pour divers types d’industries.

Les activités traditionnelles d’électro-érosion à fil qui ont fait la renommée de l’entreprise occupent une bonne place dans les ateliers. Plusieurs machines d’érosion par enfonçage, utilisées notamment pour l’usinage d’aubes de turbines sont également à l’œuvre. Le parc machines comprend aussi trois machines Sarix pour la réalisation de petits trous, des machines sur lesquelles l’entreprise a ajouté des électrodes de forme de fabrication interne. Ces électrodes, d’une largeur d’à peine 10 μ, permettent d’obtenir des étincelles d’une excellente qualité qui contribuent à la précision requise. Cette astuce maison permet d’aller beaucoup plus loin que la plupart des concurrents. Le centre de fraisage à 60’000 t./min avec déplacement dynamique utilisé pour la fabrication des électrodes sert également pour des opérations de finition minutieuses sur des formes en 3D ou pour l’usinage de tous les aciers trempés en mode fraisage dur.

A côté de ses activités sur des machines conventionnelles, l’entreprise a de plus en plus fréquemment recours à l’usinage laser pour lequel elle s’est équipée il y a quatre ans. Philippe Vuichard,
directeur : «Nous avions le sentiment de devoir nous lancer dans cette technologie mais sans pour autant pouvoir quantifier le potentiel. Ce genre d’investissements se font souvent avec une vision à long terme et il faut du recul pour en tirer des conclusions. La nôtre est claire, nous avons fait le bon choix».

Les points forts de l’usinage par laser

L’usinage laser offre une grande souplesse. Alors que la mise en train d’une machine d’usinage à fil peut s’avérer lourde, l’utilisation du laser permet d’être beaucoup plus réactif. Un exemple: la machine de découpe laser permet de percer les trous de départ pour ensuite directement passer à la découpe, contrairement à l’érosion à fil. « Il faut peu de temps entre l’idée et la réalisation. C’est donc un procédé idéal pour les prototypes ou les pièces unitaires dans des épaisseurs n’allant pas au-delà de 0,3 mm», nous dit Philippe Vuichard.

La machine est équipée d’une colonne d’eau parfaitement lisse d’un diamètre de 34 μ dans laquelle passe le laser. Au contact de la source de lumière, le métal passe à l’état gazeux et est évacué par l’eau. Il n’a ainsi pas le temps de se reformer et de créer des bavures. Les états de surface sont similaires voire meilleurs que ceux obtenus par électro-érosion à fil (Ra 0,2). Grâce au système de coupe froide, il n’y a aucun risque de déformation ou d’effet de recuit, même sur des pièces longues et fines. Cette machine permet également une découpe parfaitement verticale qui rend possible le calibrage de trous cylindriques à quelques microns. Alors que l’usinage à fil laisse une attache qui nécessite une opération de reprise pour être éliminée, la découpe au laser ne laisse qu’une microscopique attache de l’ordre de 15 μ, totalement invisible dans un angle.

Pour tous types de matières

L’usinage dans des matériaux exotiques n’effraie pas la société Vuichard. « C’est même une partie de notre fond de commerce», déclare le directeur. « N’oublions pas que notre savoir-faire de base est l’électro-érosion par enfonçage sur des diamants polycristallins notamment. Aujourd’hui, nous avons régulièrement des demandes pour des opérations dans du molybdène, du tungstène, du rhénium, du tantale, de l’irridium ainsi que dans des céramiques conductrices et des cristaux métalliques».

Contrôle sur mesure des pièces

La qualité de la découpe est contrôlée grâce à un modèle de microscope Marcel Aubert spécialement conçu pour l’entreprise. La particularité de cet appareil est la présence d’un deuxième microscope fixé sur la gauche du bras central et qui offre une petite profondeur de champ (400x, 800x, 1200x et 2000x). Ce dispositif permet ainsi de se focaliser avec précision sur une partie de la pièce et de ne pas avoir une vision polluée par une trop grande profondeur de champ.

Laureat d’un Micron d’Or à Micronora 2018 Vuichard SAS a gagné cette année le Micron d’Or dans la catégorie «Outillages et instruments de production microtechniques» avec un projet développé pour une Université.
Il s’agit d’une empreinte en laiton de 10 x 10 mm dont la surface moulante est apparemment lisse à l’oeil, apparemment lisse à la loupe mais qui est constitué d’une micro sinusoïde (comme une tôle ondulée que l’on retrouve sur certains toits de maison) de 2,5μ d’amplitude. Cette micro ondulation a été élaborée sur la base de la formule mathématique de la sinusoïde, mais la difficulté de la réalisation réside dans le fait qu’il faut utiliser un outil de fraisage dont la pointe fait un micron de rayon. Les fraiseurs savent qu’une fraise de 0,1
de diamètre est difficile à utiliser mais manier un outil cent fois plus petit relève de l’exploit et démontre un savoir-faire exceptionnel.

Source : Bulletin d’informations N°1239, Voir l’article sur le bulletin d’informations N°1239

Micro découpe laser pour composants de mouvements

Vuichard SAS de Dingy-en-Vuache (Haute-Savoie) est une entreprise familiale spécialisée dans le micro usinage par électro-érosion et le micro-fraisage 5 axes. Fondée en 1967, elle déploie ses activités dans des secteurs aussi variés que le médical, l’horlogerie, l’aérospacial, l’automobile, l’armement, la mécanique ou l’électronique. En 2014, elle a décidé d’élargir son champ d’activités et a investi de manière conséquente dans une installation de micro découpe laser destinée aux composants de mouvement, répondant ainsi aux exigences de haute précision souhaitées par ses clients.

La technologie laser a beaucoup évolué ces dernières années et les perspectives qu’elle offre ainsi que les résultats qu’elle permet d’obtenir ont poussé Philippe Vuichard, directeur de l’entreprise, à miser sur ce nouveau procédé.

Après les douze premiers mois passés à déterminer précisement tous les paramètres, l’installation tourne à plein régime depuis maintenant une année. Au vu des résultats, cette activité sera encore développée dans le futur.

Nouveaux champs d’applications

Les avantages sont nombreux, comme nous le confirme Philippe Vuichard: «Notre installation permet une coupe froide évitant ainsi toute déformation, y-compris pour de longues pièces fines. En terme de cotes et d’états de surfaces, les résultats sont meilleurs que ceux obtenus par procédé d’électro-érosion à fil». Cette machine permet également une découpe parfaitement verticale rendant possible le calibrage de trous cylindriques à quelques microns. Avec des fentes standard de 37 microns et la possibilité de descendre à 27 microns, ce procédé est parfaitement adapté aux micro applications et micro composants.

La micro découpe laser permet d’éviter l’utilisation des fils de Ø 0.03 pour faire des rayons de 0.02 et offre une souplesse et une rapidité sans comparaison. Contrairement à l’électroérosion à fil, la machine de micro découpe laser perce les trous de départ et procure ainsi un gain de temps important.

Cette technique est donc particulièrement intéressante pour les prototypes ou les pièces unitaires. «Le laser offre une réactivité à nul autre pareille et il faut très peu de temps entre l’idée et la réalisation» constate Philippe Vuichard.

La production de séries plus importantes n’est pas pour autant laissée de côté. En effet, la table de la machine a une capacité de 300 x 300, ce qui permet une grande autonomie pour la découpe de micro composants. Assurant

une qualité de découpe de type femto mais avec une vitesse d’ablation beaucoup plus importante, cette installation de micro découpe influence de manière sensible le prix des pièces ainsi que les délais. Aussi à l’aise dans

l’usinage de l’or, de l’argent ou des métaux cuivreux, cette machine laser présente de plus l’avantage de ne laisser qu’une attache de l’ordre de 15μ x 15μ, invisible dans un angle.

«Avant l’utilisation du laser, notre société était davantage axée sur la fabrication d’outillage horloger. Cette technologie nous permet aujourd’hui de jouer un rôle très actif sur le marché des composants», se réjouit Philippe Vuichard.

Une fois découpées, les pièces sont scrupuleusement contrôlées. Pour cette importante étape, l’entreprise a acquis un microscope numérisé qui assure le scanning des profils des pièces en série. Egalement équipé de micro palpeurs fibre de Ø 0,1, cet appareil permet de procéder sans effort à des contrôles par palpage mécanique.

Activités traditionnelles

Parallèlement à l’utilisation de cette nouvelle technologie, Vuichard SAS poursuit les activités d’électro-érosion à fil qui l’ont fait connaître dans le domaine des composants horlogers.

L’atelier dispose également de plusieurs machines d’érosion par enfonçage 4 axes, utilisées par exemple pour l’usinage d’aubes de turbines. Trois machines Sarix destinées à faire de petits trous s’ajoutent au parc machines. Particularité de ces machines, l’entreprise leur a adjoint des électrodes de forme. La qualité des étincelles ainsi obtenues est excellente et contribue de manière significative à la précision requise. Les électrodes utilisées (parfois de 10μ de largeur à peine) sont fabriquées en interne sur un centre de fraisage à 60’000 t./min. La précision du fraisage est de l’ordre de 0,6μ et les déplacement se font au 10è de micron grâce au logiciel Open Mind, ce qui rend cette technique particulièrement intéressante pour le fraisage de galbes, notamment pour les applications optiques. Ce centre d’usinage est également utilisé pour des opérations de finition de pièces demandant un travail minutieux (pour des formes en 3D par exemple) ou pour l’usinage de tous les aciers trempés, en mode fraisage dur. «La fabrication d’électrodes est un métier difficile et c’est l’une de nos forces», déclare Philippe Vuichard.

La maîtrise dont fait preuve l’entreprise depuis bientôt cinquante ans lui permet aussi d’usiner régulièrement des matériaux particuliers, tels que des Inconel, Hastelloy, Rhénimun, Chrome cobalt, titane, Nitinol, Tantal, molybdène, carbure de silicium, nitrure de titane, diamant polycristallin et silicium. Cette dernière matière a d’ailleurs été utilisée pour la réalisation d’une carrure de montre.

Depuis 2014, Vuichard SAS possède une fililale de vente à Onex (Suisse), Nano Cut Sàrl.

Bulletin d’informations N°1223.

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Nano Cut Sarl (Suisse), sous-traitance micro-usinage et micro découpe laser