Laboratoire d’Usinage et Matériaux pour l’Innovation Et la REcherche – LUMIERE

Aujourd’hui la production mécanique doit faire face à de nombreuses exigences. Il est nécessaire de maîtriser et d’améliorer sans cesse la qualité des produits fabriqués ainsi que d’avoir une bonne compétitivité. Ce double challenge est incontournable afin de satisfaire l’exigence fonctionnelle croissante des produits et de permettre le développement local d’activités industrielles de production.

La fabrication par le procédé d’usinage est indispensable, bien que celui-ci existe depuis des siècles, car il est toujours parmi les seuls à permettre la réalisation de surfaces avec des tolérances géométriques très serrées. Les techniques d’usinage à l’outil coupant sont amenées à toujours évoluer, à se moderniser. En un siècle, la productivité a été multipliée par un facteur supérieur à 100, avec des niveaux de qualité standard bien meilleurs. Les progrès considérables de l’usinage ont toujours été supportés par des efforts de recherche, au niveau des outils et de leur matériau de base, des matières usinées et de leur usinabilité, et des moyens d’usinage, i.e. des machines. Afin d’assurer des progrès, le laboratoire LaBoMaP d’Arts & Métiers ParisTech Cluny, et l’entreprise Saint-Jean Industries (STJI, ETI) souhaitent unir leurs compétences dans le cadre d’un laboratoire commun sur les techniques d’usinage à l’outil coupant.

Le laboratoire LaBoMaP est spécialisé dans le domaine de l’usinage et dispose d’une reconnaissance nationale et internationale dans le domaine de la coupe et de l’Usinage à Grande Vitesse. L’entreprise STJI fabrique des composants mécaniques pour les industries du transport automobile et aéronautique. Elle intègre complétement la mise en œuvre des procédés dont elle a besoin, de l’élaboration des pièces brutes à leur usinage, en passant par la réalisation de leurs propres outillages et outils d’usinage.

L’objectif scientifique du laboratoire commun est la maîtrise globale de l’usinage et le développement de nouveaux outils de coupe en matériau ultra dur (notamment en diamant, mono et poly cristallin MCD et PCD) et de géométries complexes (outils étagés). Cela recouvre les différentes étapes du cycle de vie de l’outil coupant (de sa conception à son utilisation en passant par sa réalisation), ainsi que les problématiques d’usinabilité et de qualité des surfaces obtenues. Les applications concernent l’usinage des alliages d’aluminium, légers et répandus dans les activités automobiles de STJI, ainsi que les alliages de titane à faible usinabilité largement présents dans l’aéronautique et le secteur de l’énergie. Les travaux de recherche sont structurés suivant trois axes :
• Axe 1 - Conception et réalisation d’outils spéciaux : développement de nouveaux outils avec une amélioration de ses fonctionnalités
• Axe 2 - Coupe et usinabilité : caractérisation et optimisation du comportement en usinage, développement de méthodes et de simulateur de prédiction
• Axe 3 - Qualité et contrôle du processus d’usinage : définition de critères et de méthodologies de suivi du processus

Ces trois axes sont liés entre eux, et cette structure traduit le séquencement du processus industriel d’usinage.

Le LaBoMaP et l’entreprise STJI disposent de compétences complémentaires pour conduire à bien ces activités de recherche. D’une part, le LaBoMaP possède de fortes compétences en coupe et usinabilité des matériaux métalliques, et d’autre part l’entreprise STJI a une grande expertise dans la réalisation d’outils coupants, sans toutefois avoir actuellement d’action de R&D sur cette activité. Les partenaires sont tous les deux membres de l’Association d’Usinage à Très Grande Vitesse (AUTGV), et des cadres techniques de ces deux entités se connaissent depuis plusieurs années. La volonté de développer des travaux communs est effective, et peut se concrétiser grâce au cadre proposé par un projet LabCom, avec en plus la volonté de définir des sujets de thèse CIFRE en support/compléments pendant la vie du LabCom ou par la suite.