USINAGE DE PIÈCES POUR SATELLITES

Lorsque l’on parle de satellites, trois exigences critiques viennent à l’esprit : une longue durée de vie, des conditions extrêmes et l’absence de dysfonctionnements.
Ces exigences impliquent que le processus d’usinage des pièces de satellites doit être exécuté avec une extrême précision et conformément aux spécifications des plans.
Chaque satellite est conçu de manière unique pour fonctionner à sa propre position et à sa propre fréquence.
C’est pourquoi chaque composant doit remplir sa fonction avec une précision inébranlable.
Cela vaut pour les guides d’ondes comme pour les mécanismes de déploiement et de positionnement (DAPM).
Il est donc important que les fabricants qualifiés aient accès aux machines les plus sophistiquées du marché.
Enfin, il est également essentiel d’appliquer les contrôles de qualité les plus stricts pendant la fabrication des pièces.

INTRODUCTION À L’USINAGE DES PIÈCES DE SATELLITES

On peut affirmer sans risque de se tromper que l’usinage joue un rôle essentiel dans la réussite d’un lancement spatial.
Du fonctionnement interne à la conception du corps, l’usinage continue d’aider les fusées à fonctionner correctement grâce à la précision.
On oublie souvent que le lancement n’est qu’une partie du voyage spatial.
Les engins spatiaux doivent être capables de résister à l’espace pendant de longues périodes, ce qui signifie que les pièces usinées doivent également être capables de résister aux conditions.

L’usinage industriel CNC est utilisé pour les engins spatiaux en raison de la précision et de l’efficacité des pièces fabriquées pour les voyages dans l’espace.
Les machines CNC sont informatisées afin d’obtenir des pièces usinées plus précises.
Nous savons que les voyages spatiaux nécessitent les engins spatiaux les plus durables et les plus fonctionnels pour que les astronautes puissent effectuer de longues missions.
La question se pose donc :

POUR QUELLES RAISONS PRINCIPALES L’USINAGE DE PIÈCES POUR LES SATELLITES EST-IL UTILISÉ ?

Rapidité et production globale – L’avantage de l’usinage CNC est la capacité de produire en masse de manière précise et efficace.
De nombreuses entreprises et sociétés dépendent de l’efficacité pour leurs clients à un niveau plus restreint.
Lorsque vous avez des machines manuelles, vous diminuez l’efficacité.
Précision – Les machines à commande numérique réduisent les erreurs humaines.
Des employés sont toujours nécessaires pour l’usinage CNC, car la machine n’est pas automatique.
L’observation et des travailleurs formés sont nécessaires pour faire fonctionner les machines informatisées, mais la précision des machines à commande numérique est bien plus avantageuse.
Demande de pièces durables – Les matériaux utilisés dans l’aérospatiale doivent être durables et performants à long terme.
Chaque lancement dans l’espace est une réalisation incroyable, et indirectement le résultat de pièces usinées efficacement grâce aux capacités d’usinage CNC.

QUELLES SONT LES PIÈCES DU SATELLITE QUI SONT FABRIQUÉES PAR USINAGE ?

Sur Groupe Indaero Emergy nous fournissons depuis des années du matériel spatial individuel à nos clients andalous.
D’autre part, nous fournissons de petits sous-ensembles comprenant des rivets, des plaques d’écrous et des inserts.
Ainsi, certains des composants les plus couramment usinés pour l’industrie spatiale sont :

Boîtiers de satellites et pièces de châssis
Vannes et tuyères pour lanceurs
Panneaux, supports et rails
Brides et raccords
Modèles, accessoires et outils complexes
Composants pour bancs optiques et substrats pour panneaux solaires
Pièces structurelles de l’engin spatial
Composants CNC à 5 axes pour les assemblages complexes de charges utiles
Matériel utilisé pour les réflecteurs d’antenne et les panneaux rayonnants
Parties structurelles des télescopes et des caméras
Composants complexes de guides d’ondes pour satellites / Usinage de guides d’ondes
Éléments modulaires de panneaux solaires
Composants de lanceurs complexes

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QU’EST-CE QUE L’USINAGE CNC ?

L’usinage est un processus de fabrication flexible basé sur l’enlèvement de matière d’une pièce de forme élémentaire (généralement un bloc ou un cylindre) jusqu’à l’obtention de la forme souhaitée.
L’usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est un processus d’usinage dans lequel un logiciel programmé dirige les mouvements des machines et des outils dans l’usine.
Ce logiciel peut être utilisé pour automatiser une série de techniques de fabrication, telles que le fraisage, la découpe au jet d’eau et la découpe au laser des matériaux.
Les instructions sont transmises à la machine CNC par le biais d’un fichier CAO et transposées en un ensemble précis d’instructions séquentielles.

La machine CNC utilise ces commandes programmées pour fonctionner automatiquement sans opérateur physique.
Les fabricants tirent plusieurs avantages de l’application de l’usinage CNC, tels que la réduction des coûts, l’amélioration de la vitesse, une plus grande précision et des niveaux de productivité accrus.
Ces avantages sont indispensables pour être compétitif dans le secteur de l’usinage des pièces satellites.

QUELLES SONT LES DIFFÉRENCES ENTRE LE TOURNAGE ET LE FRAISAGE ?

C’est une question que beaucoup de nos clients nous posent souvent.
Ils disent quelque chose comme : “Aidez-moi à comprendre ce qu’est le tournage et ce qu’est le fraisage, car pour moi, il s’agit de tout l’usinage”.
Le tournage et le fraisage CNC sont deux types d’usinage de précision, mais quelle est la différence exacte en matière d’usinage de précision ?
La réponse est simple :

Le tournage consiste à faire tourner la pièce contre un outil de coupe.
Il utilise principalement des barres rondes pour l’usinage de composants.
Le fraisage fait tourner l’outil de coupe contre une pièce fixe.
Il utilise principalement des barres carrées ou rectangulaires pour produire des composants.

QUELLES SONT LES SIMILITUDES ENTRE LE TOURNAGE ET LE FRAISAGE ?

Le tournage et le fraisage utilisent tous deux un processus contrôlé pour retirer la matière indésirable de la matière première : la fabrication soustractive.
Les deux procédés produisent des copeaux de déchets pendant que les outils usinent les caractéristiques requises.
En outre, les deux processus utilisent les dernières technologies de commande numérique par ordinateur (CNC).
Comme de nombreux types d’usinage CNC, le tournage et le fraisage conviennent aux métaux tels que l’aluminium, l’acier, le laiton, le cuivre et le titane, ainsi qu’à une série de thermoplastiques.
Les matériaux inadaptés sont le caoutchouc et le silicone (trop souples) et les céramiques (trop dures).
Enfin, comme la plupart des techniques de fabrication soustractive, le tournage et le fraisage génèrent de la chaleur et utilisent souvent des fluides de coupe pour atténuer ce problème.

QU’EST-CE QUE LE VIRAGE ?

Sur les tours à commande numérique, un mandrin (mécanisme de serrage) maintient une barre ronde de matière première.
Une broche fait ensuite tourner le mandrin (et la barre) à une vitesse prédéfinie.
La vitesse de ce mouvement varie en fonction de la machine, du matériau utilisé et des caractéristiques du composant.
Un outil de coupe fixe est alors continuellement pressé contre la surface de la barre rotative (qui tourne), “rasant” la matière indésirable.
Divers outils de coupe, de matériaux et de formes différents, sont utilisés sur la barre pour créer les caractéristiques requises sur le composant.

QUELLES SONT LES OPTIONS OFFERTES PAR LE RETOURNEMENT ?

Il existe de nombreux types de tours à commande numérique, avec différentes options d’outillage, de broche et de limitation du diamètre extérieur. Les tours CNC produisent généralement des formes rondes, bien que certaines barres de forme hexagonale puissent également être tournées.
Certains centres de tournage CNC sont dotés d’une seule broche, ce qui permet de travailler d’un seul côté, tandis que d’autres centres de tournage sont équipés d’une broche principale et d’une broche secondaire.
Dans cette configuration, une pièce peut être partiellement usinée sur la broche principale, transférée sur la broche secondaire et des caractéristiques supplémentaires peuvent être ajoutées à l’autre extrémité du composant.
Cela permet de sortir une pièce “complète” de la machine, sans qu’il soit nécessaire de disposer d’un équipement supplémentaire pour usiner toutes les caractéristiques.
Certains tours CNC utilisent un outillage “vivant”, qui peut arrêter la rotation pour ajouter des caractéristiques supplémentaires telles que des alésages, des fentes et de petites caractéristiques fraisées.
Cette technique permet d’obtenir une plus grande variété de formes, de tailles et de types de matériaux.

POURQUOI LE TOURNAGE EST-IL UTILISÉ COMME PROCÉDÉ D’USINAGE POUR LES PIÈCES DE SATELLITES ?

Les pièces tournées sont généralement plus rapides et plus efficaces à produire que les pièces fraisées.
Elles ont également tendance à être plus petites que les pièces fraisées.
Parce qu’ils produisent des pièces de précision à un prix très compétitif, l’utilisation de ce procédé dans l’usinage de pièces pour satellites est très courante.

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QU’EST-CE QUE LE BROYAGE ?

Dans les fraiseuses CNC, une bride (mécanisme de serrage) maintient un bloc de matière première sur la table.
Une broche fait ensuite tourner un outil appelé fraise à une vitesse prédéfinie.
La vitesse de ce mouvement varie également en fonction de la machine, du matériau utilisé et des caractéristiques du composant.
L’outil de coupe est ensuite pressé en continu contre la surface du bloc, ce qui permet d’enlever la matière indésirable.
Les axes dont dispose une fraiseuse déterminent le type de travail et les endroits où il peut être effectué sur la pièce.

QUELLES SONT LES OPTIONS OFFERTES PAR LE BROYAGE ?

Le processus de fraisage CNC utilise des fraiseuses horizontales ou verticales CNC et des outils de coupe rotatifs à dents multiples, tels que des fraises et des forets.
Lorsque la machine est prête, l’opérateur lance le programme via l’interface machine et demande à la machine d’exécuter l’opération de fraisage.
Contrairement aux processus de fraisage manuel, dans le cas du fraisage CNC, la machine alimente généralement les pièces mobiles avec la rotation de l’outil de coupe plutôt que contre elle.
Les opérations de fraisage qui suivent cette convention sont appelées processus de fraisage en avalant, tandis que les opérations en opposition sont appelées processus de fraisage conventionnel.

En général, le fraisage est mieux adapté en tant que processus secondaire ou de finition d’une pièce déjà usinée, en apportant une définition ou en produisant des caractéristiques de la pièce telles que des trous, des fentes et des filetages.
Toutefois, ce procédé est également utilisé pour façonner une pièce à partir d’un matériau brut, du début à la fin.
Dans les deux cas, le processus de fraisage enlève progressivement de la matière pour donner la forme souhaitée à la pièce.
Tout d’abord, l’outil coupe de petits morceaux – c’est-à-dire des copeaux – de la pièce pour lui donner une forme approximative.
La pièce est ensuite fraisée avec une précision beaucoup plus grande afin de la finir selon ses caractéristiques et spécifications exactes.

POURQUOI LE FRAISAGE EST-IL UTILISÉ COMME PROCÉDÉ D’USINAGE POUR LES PIÈCES DE SATELLITES ?

En général, une pièce finie nécessite plusieurs passes d’usinage pour atteindre la précision et les tolérances souhaitées.
Pour les pièces géométriquement plus complexes, plusieurs configurations de machines peuvent être nécessaires pour achever le processus de fabrication.
C’est souvent le cas lors de l’usinage de pièces pour satellites, compte tenu de leur complexité géométrique et des exigences de finition.