Depuis des années, les clients demandent des pièces plus grandes de qualité Kern. Avec le nouvel usinage à cinq axes Kern Fortis HD, les entreprises de fabrication avec les exigences de précision les plus élevées disposeront d'une nouvelle machine à partir du printemps 2026. Bien que les dimensions extérieures n'augmentent que d'environ une fois et demie par rapport à la Kern Micro HD, l'espace de travail généreux permet des déplacements presque doubles.
Il y a huit ans, le rêve de l'équipe Kern a commencé : pouvoir atteindre l'incroyable précision du centre d'usinage à cinq axes Micro HD dans d'autres dimensions, jusqu'à deux fois plus grandes. Maintenant, c'est une réalité et cela a un nom : Kern Fortis HD. Présenté pour la première fois au grand public professionnel lors de l'EMO 2025, la livraison sera possible à partir de la mi-2026. Cela met en lumière, entre autres, des secteurs tels que la construction d'outils et de moules ainsi que diverses fabrications de pièces.
Le directeur général de Kern, Simon Eickholt, a un sourire de joie face à la nouvelle innovation. Cependant, il explique de manière factuelle : « La Fortis HD est non seulement visuellement très proche de notre Micro HD. Elle a également été, sur le plan technique et en termes de convivialité, en quelque sorte le modèle pour nos développeurs et présente donc de nombreuses similitudes. » Il ajoute de manière plus émotionnelle : « Le fait que nous ayons réussi à transférer la précision inégalée à des déplacements et des pièces presque deux fois plus grands, je trouve cela toujours incroyable.
Car il ne s'agit pas de prendre simplement la Kern Micro HD et de la doubler. La Kern Fortis fonctionne selon les mêmes principes, mais c'est finalement une machine complètement nouvelle. »
Précision Kern malgré la nouvelle dimension
Pour donner un visage aux termes taille de pièce, déplacements et « précision inégalée » : les ébauches pour la Fortis HD peuvent avoir jusqu'à 565 mm de diamètre et 350 mm de hauteur (Micro HD : D = 350 mm, H = 200 mm). Les déplacements sont de : X = 780 mm, Y = 420 mm et Z = 450 mm (Micro HD : 350, 220, 250 mm). La machine nécessite une surface d'installation de 4,07 m x 3,05 m et a une hauteur de 3,48 m (Micro HD : 2,65 m x 1,7 m et H = 2,65 m).
En ce qui concerne la précision des pièces, la Fortis HD prouve qu'elle obtient des résultats identiques à ceux de la Micro HD malgré sa taille presque deux fois plus grande. La base ici repose, entre autres, sur la précision de positionnement des axes linéaires. Diverses mesures ont montré que les valeurs des deux machines sont presque identiques. Des tests de forme circulaire ont confirmé que la Fortis atteint des précisions inférieures à 1 µm avec le même déplacement – et cela même en série. Selon l'équipe Kern, aucune autre machine 5 axes de cette taille ne peut le faire jusqu'à présent.
Il est également important pour l'application pratique que la Kern Fortis HD réalise, en plus de la plus haute précision, de grands volumes d'usinage allant jusqu'à 1 l/min dans l'acier. Décisif à cet égard : en plus d'une broche d'outil HSK 40, une version HSK 63 est également disponible, capable d'accueillir des outils jusqu'à 200 mm de diamètre et 390 mm de longueur.
Les deux sont conçues par le partenaire de développement Kern, Fischer, en tant que broches CSC (Compact Shaft Cooling). Cela signifie : le refroidissement intégré de l'arbre permet de réduire au minimum les temps de rodage autrement nécessaires. De plus, la broche reste thermiquement stable même à la vitesse maximale et sous la plus forte charge, ce qui est important pour les porte-outils et les outils. Ainsi, les utilisateurs obtiennent toujours des processus d'usinage stables avec des taux d'enlèvement élevés lors de l'ébauche et des surfaces miroir lors de la finition.
Points forts : hydrostatique à micro-écart et gestion thermique
Pour la haute performance et précision, plusieurs autres points techniques sont également décisifs, qui ont été transférés et développés pour la Fortis en s'inspirant de la Micro HD. Ainsi, les développeurs autour du chef de projet Christian Maier ont par exemple équipé tous les axes linéaires de moteurs directs et de l'hydrostatique à micro-écart brevetée par Kern. L'ingénieur explique : « Grâce au faible écart, une rigidité et des propriétés d'amortissement optimales sont atteintes, ce qui garantit la plus haute qualité de surface et précision sur la pièce. » En même temps, le design intégral en combinaison avec des moteurs linéaires rend les entraînements particulièrement robustes et réduit la consommation d'énergie par rapport aux systèmes hydrostatiques conventionnels d'environ 80 %.
La gestion thermique est également significative pour la précision durablement atteignable. Selon des études, les influences thermiques sont responsables d'environ 70 % de toutes les erreurs de précision dans le domaine de la haute précision. « Comme nous avons un espace de travail beaucoup plus grand avec la Fortis HD, plus de masses en mouvement et plus de puissance dans la machine qu'avec la Micro HD, il est encore plus important de dissiper la chaleur directement aux endroits où elle se produit », explique Maier, soulignant que la mise en œuvre a représenté un défi particulier, mais qu'elle a finalement été parfaitement réussie.
Cela signifie : la gestion thermique de la Fortis HD compense parfaitement le rendement thermique plus élevé des composants individuels. Tout comme pour la Micro HD, les moteurs linéaires sont tempérés et intégrés dans le système d'axes linéaires hydrostatiques. Cette mesure minimise déjà l'entrée de chaleur. De plus, les structures telles que l'axe de pivotement, les axes linéaires et la broche sont également tempérées par une gestion thermique extrêmement précise avec un débit allant jusqu'à 260 l/min.
Christian Maier à ce sujet : « Ainsi, nous parvenons à maintenir les fluctuations de température dans la Fortis à seulement +/- 0,05 Kelvin. »
La disposition de l'agrégat nécessaire pour les axes hydrostatiques et la gestion thermique est également particulièrement bien résolue. Les développeurs l'ont intégré directement dans l'enceinte de la Fortis HD, de sorte qu'aucun espace d'installation supplémentaire n'est nécessaire.
Productivité maximale et performance d'usinage
En plus des adaptations exigeantes aux dimensions modifiées, le chef de projet Maier et son équipe ont également mis en œuvre des approches complètement nouvelles. Par exemple, deux mesures tiennent compte du volume de copeaux plus élevé du nouveau centre d'usinage. D'une part, les axes sont complètement enfermés et donc protégés de manière optimale. D'autre part, des convoyeurs à bandes et une installation de filtration à bandes sont utilisés, après que les copeaux ont été transportés de manière fiable grâce à un nouveau design de la salle des machines.
Particulièrement intéressant pour l'opérateur : la Fortis HD dispose désormais d'une porte d'accès en deux parties qui peut être poussée à gauche et à droite. Cela facilite le chargement et le réglage de la machine pour l'opérateur et offre également un accès et une visibilité optimaux.
Comme pour la Kern Micro HD qui sera introduite cette année, la Fortis HD sera livrée avec le nouveau contrôle TNC7 de Heidenhain. Cela garantit à la fois une stabilité technique maximale et une convivialité pour l'utilisateur. La structure du programme correspond à l'image habituelle, et il est généralement possible de transférer facilement des programmes existants avec peu d'ajustements.
En test depuis des années
Que les nouvelles développements de la Kern Fortis HD ne sonnent pas seulement bien en théorie, mais fonctionnent également en pratique, Kern l'a prouvé lors de tests approfondis et de mises en service pour plusieurs clients. Le directeur général Simon Eickholt constate avec satisfaction : « Nous avons reçu plusieurs retours indiquant que nous obtenons déjà de meilleurs résultats avec notre Fortis après de courtes phases de rodage que nos clients avec leurs machines existantes les plus précises. Bien que celles-ci aient déjà eu des temps d'optimisation de plusieurs mois. » Des retours qui laissent supposer une forte demande et confirment l'attitude fondamentale du chef de Kern, car : « Nous sommes toujours très proches du marché et nous nous orientons sur les souhaits de développement de nos clients. Ce qui est technologiquement possible, nous le mettons en œuvre. »
Info : La Kern Fortis HD bientôt
- Surface d'installation : L x l x H : 4,07 m x 3,05 m x 3,48 m.
- Déplacements des axes : X = 780 mm, Y = 420 mm, Z = 450 mm
- Taille des pièces usinables : 565 mm de diamètre, 350 mm de hauteur
- Broche d'outil CSC (Compact Shaft Cooling) : HSK E40 pour des outils jusqu'à 70 mm de diamètre et 245 mm de longueur ou HSK A63 pour des outils jusqu'à 190 mm de diamètre et 390 mm de longueur.
- Axes X, Y et Z : entraînements directs avec hydrostatique à micro-écart
- Axes B et C : entraînements à couple avec roulement à billes
Gestion active de la température améliorée dans tous les axes linéaires, axes de rotation/inclinaison, entraînement des axes, châssis de machine et broche.
Contrôle Heidenhain TNC 7
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