d'expérimentation et machines en développement. Pour éviter les rebuts autant que les retards, la CFAO est bien entendu primordiale. La validation des trajectoires est confiée au logiciel Vericut de CGTech.
Si le centre d'usinage Mikron UCP 600 de GF Agie Charmilles installé au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (Cemes) pouvait parler, il dirait probablement qu'il a bien de la chance : il fabrique à longueur d'usinage des pièces uniques en leur genre dans des matériaux que peu de ses congénères connaissent. "Nous travaillons avec une large palette de matériaux, (aciers inoxydables, alliages d'Aluminium, alliages de Cuivre, PMMA, Graphite, Inconel, Aluminure de Titane, ...) et plus particulièrement des matériaux quasi-purs (99.99%), ainsi que le molybdène et le tantale", souligne Abdallah Bouzid, responsable de l'atelier de mécanique. En effet, le Cemes a pour vocation "d'une part d'établir les relations entre l'architecture atomique et les propriétés physiques et chimiques des matériaux et des nano-matériaux, d'autre part de concevoir, de synthétiser et d'étudier les premiers prototypes de nano-machines moléculaires mise en oeuvre à l'unité". Microscopes électroniques en transmission de dernière génération, mise au point de microscopes à effet tunnel, à force atomique et optique en ultra-vide, équipements diffractomètres rayon X participent pleinement et se voient attribuer des éléments mécaniques spécifiques au fil des campagnes d'essais élaborées par les équipes de chercheurs.
Simulation de code machine
Rompu au développement et à la modélisation des projets sur Catia V5, le service mécanique ne redoute qu'une chose : la collision en phase d'usinage. Car chaque pièce réalisée, unique ou en très petite série, représente une très grande valeur ajoutée qui ne souffre guère l'erreur. Il s'agit également de pérenniser les équipements : le prix d'une broche à remplacer pèse lourd sur les budgets de la recherche, le temps d'arrêt de la machine outil également. "Nous utilisons la simulation d'usinage autonome externe Vericut pour passer au crible le programme d'usinage ISO généré par le post-processeur SGPost de NCSoft à partir d'un process Catia afin d'être sûrs de le débarrasser de toute interaction fâcheuse machine-machine, pièce-machine, outil-machine ou pièce-outil", décrit Abdallah Bouzid. Le logiciel Vericut, développé par CGTech, est basé sur un moteur solide 3D qui simule de façon interactive le processus d'enlèvement matière d'un programme de commande numérique. Il permet d'en vérifier l'exactitude et la qualité : les mouvements inefficaces ou les erreurs de programmation qui pourraient endommager la pièce, le brut ou l'outil peuvent ainsi être corrigés avant que le programme soit exécuté par la machine-outil. L'interface entre Catia et Vericut permet, "en trois clics de souris, de lancer la simulation dans un environnement totalement défini, réaliste et ouvert", précise Thierry Jammes, ingénieur commercial de CG Tech, qui conseille le Cemes dans son utilisation du logiciel. "En quelques clics, le choix de la machine-outil, des axes et des paramètres importants est réalisé, le logiciel récupère le programme de commande numérique ISO et le scrute ligne par ligne", confirme Abdallah Bouzid. Dans Vericut, le programme est associé respectivement à la machine dans laquelle il sera mis en oeuvre, ainsi qu'au contrôleur particulier de la commande numérique pilotant la machine : "Nous nous servons de Vericut comme d'une boîte noire virtuelle", compare le responsable.
Détection d'erreurs
Tous les éléments sont exportés dans Vericut pour valider le procédé au plus près de la réalité : le design, le brut, l'origine pièce, la jauge d'outil, les éléments mis en jeu, le programme... Le logiciel visualise l'enlèvement matière au niveau de la pièce usinée, mais il peut aussi simuler les machines-outils entières afin de détecter les hors courses et les collisions entre tous les composants de la machine-outil : axes, têtes, tourelles, tables rotatives, broches, changeurs d'outils, bruts, pièces usinées, outils de coupe et d'autres objets définis par l'utilisateur dans la zone d'usinage. Celui-ci peut également définir les zones de quasi-collisions autour des composants pour alerter le programmeur et détecter les erreurs. Toute la mécanique et le contrôle sont simulables au choix dans un mode lent, rapide ou "batch" (tâche de fond). En complément, en fin de processus, la fonction "Auto-Diff" réalise la comparaison booléenne de la matière pour signaler les différences entre l'usinage programmé et la pièce théorique à obtenir, au micron près : "Sur les petites pièces, la surcharge micrométrique de matière peut être gênante", constate Thierry Jammes. Le module de Vérification contrôle et analyse la géométrie de la pièce usinée, permettant au programmeur de zoomer, inverser et tourner le modèle, mais aussi d'appliquer de multiples sections suivant n'importe quelle orientation pour vérifier des zones spécifiques inaccessibles sur un modèle solide, comme une intersection de perçages. Par ailleurs, l'outil X-Caliper mesure l'épaisseur, le volume, la profondeur, les distances, les angles, les diamètres des trous, les rayons des angles et les hauteurs des crêtes, mesure des distances des composants Delta X, Y, Z incluses. Enfin, lorsque tout est validé, le programmeur envoie directement le programme sur la commande numérique de la machine à partir de son ordinateur. L'usinage est alors réalisé en douceur et sans heurts.