Contexte du projet

Le C919 est le premier gros avion commercial développé en Chine, avec une envergure de 35,8 mètres. Chaque aile nécessite un ensemble de panneaux structurels en aluminium usinés avec précision et de composants de nervures qui forment la structure porteuse principale de l'aile. Ces panneaux doivent maintenir une stabilité dimensionnelle sur une portée de 9 mètres tout en respectant la précision de position de ± 0,015 mm requise pour la fixation structurelle de l'aérospatiale. Le fournisseur de niveau 1 du projet était confronté à un calendrier de production serré et avait besoin d'un partenaire d'usinage capable de livrer des panneaux à grande échelle en une seule configuration, sans assemblage ni menuiserie en plusieurs parties qui introduisiraient des erreurs de position cumulatives.

Défis techniques

Le C919 est le premier gros avion commercial développé en Chine, avec une envergure de 35,8 mètres. Chaque aile nécessite un ensemble de panneaux structurels en aluminium usinés avec précision et de composants de nervures qui forment la structure porteuse principale de l'aile. Ces panneaux doivent maintenir une stabilité dimensionnelle sur une portée de 9 mètres tout en respectant la précision de position de ± 0,015 mm requise pour la fixation structurelle de l'aérospatiale. Le fournisseur de niveau 1 du projet était confronté à un calendrier de production serré et avait besoin d'un partenaire d'usinage capable de livrer des panneaux à grande échelle en une seule configuration, sans assemblage ni menuiserie en plusieurs parties qui introduisiraient des erreurs de position cumulatives.

Usinage à grande échelle et configuration unique

L'usinage d'un panneau en aluminium de 9,2 mètres selon les tolérances aérospatiales en une seule configuration nécessitait un centre d'usinage à 5 axes de type portique avec une enveloppe de déplacement bien au-delà des ateliers CNC standard.

Intégrité structurelle des parois minces

La conception du panneau comportait des nervures à âme fine aussi étroites que 2,5 mm entre les éléments d'usinage, créant de graves risques de broutage et de déflexion pendant la découpe. Les méthodes de serrage conventionnelles déformeraient la pièce sous les charges d'usinage.

Plus de 300 fonctionnalités usinées

Plus de 300 trous de fixation, poches d'éclairage et bossages structurels devaient être usinés avec une précision de position de ± 0,015 mm — avec une documentation complète sur la MMT selon AS9102.

Intégrité des surfaces de qualité aérospatiale

Aucune bavure, microfissure ou zone affectée par la chaleur n'est autorisée. La finition de surface des parois nervurées doit respecter Ra ≤ 1,6 μm pour les zones critiques en fatigue.

Calendrier de production serré

Le fournisseur avait besoin de 4 ensembles de panneaux complets livrés dans un délai de 8 semaines pour respecter l'étape d'assemblage de l'avion, ne laissant aucune place à des retouches ou à des retards de livraison.

Notre solution

Centre d'usinage 5 axes à portique auto-construit Fein

Le projet a été usiné sur le centre d'usinage à 5 axes à portique NQ-GV1060 de Fein, une machine développée en interne avec une enveloppe de travail de 10 600 x 2 600 x 1 200 mm. La structure du portique offre une rigidité en torsion exceptionnelle sur toute la portée de 9 m, essentielle pour maintenir la précision de position lors de traversées prolongées.

Système de fixation personnalisé sous vide et à pince de bord

Une table aspirante sur mesure combinée à des pinces de bord a été conçue pour fixer le panneau sans déformer les bandes minces de 2,5 mm. Le luminaire a permis de charger, d'usiner et d'inspecter l'ensemble du panneau de 9,2 m en une seule station, éliminant ainsi les erreurs de serrage.

Optimisation dynamique des paramètres de coupe

L'équipe d'ingénierie des procédés de Fein a effectué des simulations FEA des forces de coupe sur la géométrie des nervures avant la production. Les paramètres de coupe ont été optimisés pour minimiser la déflexion, grâce au fraisage en montée, à la profondeur de coupe contrôlée par passe et au refroidissement à haute pression pour gérer l'apport de chaleur au niveau des sections à bande mince.

Centre d'usinage 5 axes à portique auto-construit Fein

Le projet a été usiné sur le centre d'usinage à 5 axes à portique NQ-GV1060 de Fein, une machine développée en interne avec une enveloppe de travail de 10 600 x 2 600 x 1 200 mm. La structure du portique offre une rigidité en torsion exceptionnelle sur toute la portée de 9 m, essentielle pour maintenir la précision de position lors de traversées prolongées.

Commande Siemens SINUMERIK 840D sl

Le NQ-GV1060 est équipé du Siemens SINUMERIK 840D sl, permettant une compensation avancée d'outil en temps réel et un contournage simultané sur 5 axes avec un contrôle dynamique de la précision sur toute la plage de déplacement.

Vérification CMM en cours

Trois points de contrôle MMT ont été réalisés à des étapes clés : après l'ébauche, après la semi-finition et avant la finition finale. La MMT ZEISS a été utilisée avec une température de référence de 20°C pour compenser la dilatation thermique lors de l'usinage.

Ensemble complet de documentation AS9102

Chaque pièce a été livrée avec un rapport complet d'inspection du premier article (FAI), des données de mesure CMM, des certificats de matériaux et un certificat de conformité.

Résultats du projet

Taux de rendement au premier passage : 96 %

Sur 4 ensembles complets de panneaux (12 panneaux individuels), une seule retouche mineure a été nécessaire sur un seul emplacement de trou de fixation – corrigée avec succès en moins de 2 heures.

Toutes les 300+ fonctionnalités sont respectées ±0,015 mm

Une inspection complète sur MMT a confirmé que chaque caractéristique de position se situait dans la tolérance de ± 0,015 mm. Aucune pièce n’a nécessité de mise au rebut ou de réusinage en raison de conditions hors tolérance.

Livré dans les délais

Les 4 ensembles de panneaux ont été expédiés dans un délai de 8 semaines, permettant au client de procéder à l'assemblage de l'aile conformément au calendrier de production du C919.

Commande répétée pour la première fois

Le client a passé une nouvelle commande dans les 3 mois pour deux ensembles de panneaux d'aile C919 supplémentaires – résultat direct de la qualité et des performances de livraison de la commande initiale.

Finition de surface : Ra 1,2 μm atteint

Toutes les parois nervurées critiques en fatigue satisfaisaient Ra ≤ 1,6 μm sans finition manuelle post-usinage, vérifiée par un testeur de rugosité de surface à 10 points de mesure par panneau.