Les dernières technologies en matière d’outillage et de surfaçage renforcent le partenariat entre Ganassi et Kennametal en Indy Car

Des évolutions et modes de pensée différents, facteurs clés de la victoire

Légende : Grâce à son excellente productivité, l’atelier Ganassi d’Indy peut traiter en interne des pièces en titane revenant moins cher que l’achat de substituts en acier.

Dans la foulée des spectaculaires première et seconde places arrachées par Dario Franchitti et Scott Dixon aux 500 miles d’Indianapolis en 2012, Chip Ganassi Racing Teams (CGRT) a annoncé le renouvellement du contrat pluriannuel de son partenariat de technologie d’usinage avec Kennametal Inc, le leader des prestations d’usinage et d’ingénierie.

« Cela fait 23 ans que nous exerçons nos activités, dont plus de 19 avec Kennametal pour partenaire », explique Chip Ganassi, propriétaire de Chip Ganassi Racing Teams. « Nous sommes un atelier équipé à 100% d’outillages Kennametal, dont le logo figure sur chacune de nos voitures, pour l’ensemble de nos équipes et séries. Mais ce qui rend ce partenariat encore plus précieux pour l’écurie, c’est la manière dont les experts de Kennametal contribuent à notre efficacité, même le jour de l’épreuve. Ils nous apportent de nombreuses solutions aux différents défis mécaniques auxquels nous sommes confrontés. C’est formidable d’avoir un partenaire capable de faire cela ».

Le personnel, les équipements et les outils qu’il faut
En visitant l’atelier d’usinage Target Ganassi à Indianapolis, vous découvrez une véritable ruche bourdonnante constituée en partie de quatre machines à commande numérique (deux centres d’usinage multiaxe et deux centres de tournage CNC, dont l’un avec outillage et contre-broche). « 90% des travaux d’usinage dont nous avons besoin sont réalisés ici en interne », confie John Huffman, Responsable de l’atelier d’usinage, qui en est à sa 14e saison avec l’écurie. Il désigne un carénage de trépied en acier acheté précédemment par l’usine, devenu une fabrication interne réalisée en titane pour augmenter la résistance tout en diminuant le poids. « Avec nos outillages et machines, cela revient en fait moins cher d’usiner des pièces en titane que d’acheter des composants en acier prêts à l’emploi », souligne-t-il. La tolérance des pièces, également, descend en moyenne à 0,0002".

A l’atelier Ganassi d’Indy, les pièces sont produites en petits lots, sous la contrainte de délais serrés et de pièces très diversifiées ; comme le dit John Huffman, « des pièces différentes réalisées dans l’urgence ». Son équipe fait facilement valoir les avantages techniques offerts par les matériels Kennametal, comme l’outillage PCB pour le tournage dur, qui se traduisent par des tolérances de finition élevées éliminant toute nécessité de fraisage, ou les nouvelles fraises 5-flûtes HARVI II™ à carbure monobloc pour l’ébauchage et la finition du titane. « Nos ingénieurs sont assurés de spécifier davantage de pièces plus complexes avec des finitions de surface et des tolérances élevées car ils savent que nous pouvons répondre aux quantités en interne », explique John Huffman.

Kennametal a étendu son partenariat de 19 ans en mettant à la disposition de l’atelier mécanique d’Indy sa technologie Kennametal Extrude Hone de gestion des surfaces de précision. Les procédés de finition comme l’usinage par extrusion de pâte abrasive (AFM) ont évolué, de simples fonctions d’ébavurage au départ au polissage de surfaces et d’arêtes dans des tolérances réduites. En ajoutant à cela de nouveaux développements en matière de commandes des machines, média (pâte abrasive) et débits ciblés, on aboutit à des résultats encore beaucoup plus précis.

Des besoins critiques
Dans de nombreuses applications haute performance, les perçages, et notamment les intersections de perçages exigent, pour parvenir aux tolérances requises, une préparation de surface qui consiste en général en un polissage important. Toute bavure de métal ou microfissure au niveau des surfaces générées par les procédés d’usinage, qu’ils soient conventionnels ou non, augmentent les risques de baisse des performances ou de défaillance. Pour éliminer ces risques, les ingénieurs tiennent compte des finitions de surface par extrusion de pâte abrasive dans de nombreuses conceptions de pièces, en particulier là où les flux laminaires, la turbulence dans la couche limite, les contraintes résiduelles de compression et le rayonnage des arêtes constituent des facteurs importants. Même dans les zones inaccessibles, il est possible, en amélioration de finition de surface, d’atteindre 0,4 µm (16 µinch) ou plus, en partant de 3 µm (120 µinch).

Les machines AFM peuvent fonctionner comme postes autonomes ou au sein de systèmes de production. En général, une pièce est fixée entre deux cylindres de média opposés et la machine extrude la pâte abrasive d’un cylindre à l’autre. L’outillage fonctionne de pair avec la pâte abrasive et les caractéristiques de dimensionnement et viscosité pour réaliser le polissage / rayonnage final de la pièce. Lorsque le média s’écoule de manière forcée sur, ou à travers, un chemin d’écoulement restreint, le fluide visqueux augmente en viscosité et devient alors un solide élastique, ce qui maintient la matière abrasive en place. Le média abrase uniquement dans cet état ; en quittant le passage, il retrouve sa viscosité normale et l’abrasion est suspendue de façon à protéger les filetages et la surface des joints.

Les travaux de recherche et développement en usinage AFM, chez Kennametal Extrude Hone, se sont traduits par le procédé MicroFlow AFM™, où le média de plus faible viscosité et la taille réduite des particules abrasives autorisent le rayonnage et le polissage des trous jusqu’à 1,27 µm (50 µinch). Les diffuseurs de carburant des injecteurs, par exemple, présentent des rayons d’arête définis qui pulvérisent finement le carburant pour garantir un meilleur rendement du moteur.

John Huffman ajoute qu’en raison du titane qui représente, outre les aluminiums et les aciers alliés, une part croissante de son travail d’atelier, il glane dans le catalogue « innovations » axées sur l’aérospatial de Kennametal, toute une série d’idées pour améliorer les performances, depuis les formes 3D complexes jusqu’aux solutions de perçage profond atteignant jusqu’à 30 fois le diamètre. « Notre capacité de production des pièces en interne ne fera que croître du fait de cette possibilité de maintenir des tolérances plus strictes sur le dimensionnement des pièces et les finitions de surface »,

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