Revêtement d’alésages cylindres prêt pour la production en série grâce à la technologie CBC (CylinderBoreCoating)
HELLER CBC CylinderBoreCoating
CBC CylinderBoreCoating
Une technologie d’avenir de HELLER
En 2011, Daimler AG et HELLER entament une coopération pour développer ensemble le procédé de revêtement et le mettre au point pour la production en série.
En 2013, HELLER et Daimler reçoivent le prix allemand d’innovation pour Climat et Environnement dans la catégorie « Innovations de processus pour la protection du climat ».
En 2016, la technologie CBC est nominée pour le Prix allemand de l’avenir. À cette époque, 32 machines sont déjà en service dans le monde entier.
Depuis 2017, la société Daimler à Stuttgart produit à elle seule chaque année environ un million de moteurs quatre et six cylindres en appliquant le procédé CBC.
En 2020, plus de 100 installations dans le monde entier produisent le revêtement de plus de 10 millions de moteurs par an.
Le processus CBC
La base mécanique du processus de revêtement CBC est la préparation adéquate de l’alésage cylindre. Différentes technologies d’ébauchage sont ici à disposition, qui créent également différents états de surface. Pour la qualité du processus de revêtement qui suivra dans la deuxième étape, une qualité de surface structurée est primordiale, et un centre d’alésage doit être exactement défini. Nous avons opté chez HELLER pour l’activation de la surface avec une arête de coupe à géométrie définie, qui produit l’alésage cylindre sur mesure et qui forme en même temps une structure de rugosité précise, en forme de filetage, en fonction des exigences. Travail de précision dans la production en grande série. Au Centre Technologique HELLER CBC de Nürtingen, une MC 20 exécute l’opération de rugosification. La surface produite fournit la condition nécessaire pour des résistances à l’arrachement jusqu’à 50 MPa.
Avantages de l’opération de rugosification
- Qualité de surface à géométrie définie
- Centre de perçage défini par le centre d’usinage
- Profil de rugosité réglable
- Diamètre d’alésage et profil de rugosité en une seule opération
- Adaptation flexible à différents types de fonte d’aluminium et d’acier
- Solution précise et rentable avec un temps d’usinage court
En option, le carter-cylindre peut être chauffé après l’opération de rugosification. Cela augmente le diamètre d’alésage et la structure de la rugosité. Les meilleures conditions pour la deuxième étape : le revêtement.
Il existe actuellement trois procédés sur le marché pour le revêtement des alésages cylindres : le procédé à un fil PTWA, le procédé APS à base de poudre et le procédé à deux fils LDS. Nous avons optimisé le procédé à deux fils au point de vue process et commande, de sorte que HELLER CBC est aujourd’hui la technologie leader de revêtement utilisée de manière fiable pour des grands volumes de production en série. Dans l’unité de revêtement HELLER CBC 200, deux fils d’acier sont fondus comme anode et cathode par un arc électrique. En utilisant de l’azote comme gaz de procédé, l’acier fondu est transféré sous forme de gouttes sur la structure rugueuse de l’alésage cylindre. Le résultat est une couche d’acier d’une épaisseur d’environ 0,3 mm avec la porosité caractéristique de cette technologie. Les pores, réglables en nombre et en taille, forment l’espace pour le volume de rétention d’huile et assurent ainsi la lubrification de la surface de glissement du cylindre.
Avantages du revêtement avec HELLER CBC
Processus robuste grâce à la régulation de toutes les grandeurs de process :
- Taux de dépôt élevé grâce aux deux fils
- Efficacité de projection supérieure à 80 %
- Formation continue de couches
- Taille et nombre de pores réglables
Processus sûr et économique :
- Temps de revêtement court grâce à un taux de dépôt élevé
- Azote comme gaz de procédé, à prix avantageux et sûr
- Pratiquement pas d’oxydes dans le revêtement – donc un usinage de précision efficace
- Système d’aspiration performant pour un environnement de travail propre
- Pas de fils spéciaux nécessaires, mais possibles sur demande
Garantie de tenue des cotes :
- Faible apport de chaleur dans la pièce grâce à la basse température des particules fondues
Avant la finition finale, le procédé CBC effectue ce que l’on appelle l’alésage de finition. C’est là que sont élaborées la forme et la position exactes de l’alésage cylindre, créant ainsi les conditions requises pour le rodage. Contrairement au rodage ébauche et au rodage en position proposé alternativement sur le marché, l’alésage de finition permet d’obtenir la plus haute précision en termes d’épaisseur de couche tout en respectant les tolérances de fabrication.
Avantages de l’alésage de finition
- Temps de process très court d’environ 12 s par trou
- Réalisation de géométries de cylindre très précises et
- Respect des tolérances de forme et de position des alésages, d’où une utilisation optimale des avantages de frottement du revêtement CBC
- Solution précise et rentable sur des centres d’usinage standard
L’achèvement de la couche CBC est la « superfinition » des surfaces de cylindres. Aussi parfaite que puisse paraître la surface, la particularité du procédé CBC demeure : une couche uniformément parsemée de pores, idéale pour absorber l’huile avec un minimum de friction.
Modules de revêtement HELLER CBC 200
Prêt pour la production en grande série
- Tous les fluides relatifs au processus sont contrôlés
- Changeur automatique de pièce/adaptateur pour des temps annexes réduits
- Changement automatique du fil avec dispositif intégré de coupure de fil et préparation du fil pendant le processus de revêtement
- Accessibilité optimisée et unité de torche facile à entretenir
- Disponibilité SAV dans le monde entier
Caractéristiques techniques
| Sélection des produits | CBC 200 | |
|
Courses de travail
X/Y/A | 750 mm / 610 mm / +/-47° | |
| Surface de serrage | 800 mm x 460 mm | |
| Longueur pièce | max. 600 mm | |
| Charge max. | max. 150 kg (avec montage) | |
|
Accélération
X/Z | 5 m/s² | |
|
Avance rapide
X/Z | 40 m/min | |
| Vitesse de rotation de la torche | max. 300 min⁻¹ | |
| Temps de revêtement | env. 30 sec par alésage | |
| Temps de changement de pièce | env. 20 sec | |
| Temps de changement de la torche et du fil | env. 180 sec | |
| Types de moteurs | I3 à V12 |
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