Micro5, un premier pas vers la micro-usine ?

Dix fois moins d’énergie, dix fois moins de place pour une qualité équivalente

Dix fois moins d’énergie, dix fois moins de place pour une qualité équivalente, la micromachine à commande numérique imaginée par la HE-Arc Ingénierie a suscité un fort engouement au salon de la sous-traitance EPHJ de Genève. Les perspectives en termes d’écologie sont énormes.

Le concept est tellement évident que l’on se demande bien pourquoi on n’y a pas pensé plus tôt. Présentée en première mondiale au salon des moyens de production microtechniques Siams en avril dernier, puis à nouveau au salon EPHJ, où elle a remporté le Prix Spécial du Jury, la Micro5 a suscité l’étonnement aussi bien que l’engouement partout où elle était en démonstration. Car là où ses grandes sœurs font la taille d’une voiture et pèsent plusieurs tonnes, cette CNC 5 axes n’est pas plus grande qu’une machine à café de 35 kg. Développé par la HE-Arc Ingénierie, ce prototype s’inscrit à la croisée des notions d’Industrie 4.0 et de Microfactory au sein desquelles les aspects environnementaux prennent une place prépondérante.

 

« Sur une machine à commande numérique actuelle de plusieurs mètres cubes, seule 50 % de l’énergie consommée sert à faire des copeaux, souligne Claude Jeannerat. Le reste n’est que production de chaleur. Il était temps d’adapter la taille de la CNC à celle des objets fabriqués ! » Professeur à la HE-Arc Ingénierie, lui et son équipe se sont donc lancé un défi : créer une machine 5 axes capable d’usiner un cube de 50 mm d’arête en consommant un minimum de courant et ce, sans perte de qualité. Les premières études aboutissent ainsi au ratio optimal de 1:5 entre la dimension de la pièce à façonner et celle de la structure machine. Résultat : le prototype présenté au public est à peine plus grand qu’une machine à café et se contente de 500 W de puissance - sur une prise de 230 V -, contre 25 à 30 kW pour les mastodontes utilisés aujourd’hui.

Si la démarche paraît évidente face à l’augmentation des coûts de l’électricité et du prix du mètre carré, elle n’en a pas été simple pour autant. Pour parvenir à un état de surface de 50 à 100 nanomètres, il a fallu revoir certains détails : « Les algorithmes ont dû être recalculés, explique Claude Jeannerat. Sur une machine lourde, la broche effectue un mouvement de recul lorsqu’elle accélère. Il n’en est rien sur la Micro5. Nous avons donc dû nous adapter à sa taille et à son comportement. » Ici, la broche fixe tourne à la vitesse folle de 60 000 tours/minute sans produire beaucoup de chaleur et, donc, sans nécessiter de lubrification. Les 5 axes d’usinage sont quant à eux assurés par la plate-forme accueillant le composant. « L’air ambiant suffit à maintenir cette station d’usinage miniature à sa température optimale de fonctionnement, poursuit le professeur. Et selon les simulations, cinq minutes suffisent pour qu’elle atteigne sa température de marche, alors qu’il faut plusieurs heures à une machine pesant plus d’une tonne.