Eichenberger Gewinde AG, entreprise du groupe Festo dont le siège principal est situé à Burg, produit sur son site de Sempach, 24 heures sur 24 avec un minimum d'intervention opérateur, des écrous complexes en acier pour roulements destinés aux vis à billes Eichenberger. Dans cet environnement de production extrêmement exigeant, quatre centres de tournage-fraisage CMZ particulièrement rigides et précis répondent à des exigences jusqu'ici inégalées en matière de productivité et de stabilité des processus.
De gauche à droite : Thomas Haller (directeur des ventes, Eichenberger Gewinde AG), Thomas Michler (COO, Eichenberger Gewinde AG), Stefan Appenzeller (CEO, Josef Binkert AG) et Timo Graf (directeur des ventes machines, Josef Binkert AG) devant l'une des quatre CMZ TTL 66.
(Source : Josef Binkert AG)
Eichenberger Gewinde AG est spécialisée dans la fabrication de systèmes d'entraînement filetés de haute précision. La gamme principale comprend deux groupes : les vis à billes selon le principe des roulements ainsi que les entraînements filetés à glissement sous forme de systèmes vis-écrou à flancs filetés en contact direct. Les produits d'Eichenberger Gewinde AG sont principalement utilisés dans l'industrie automobile, la construction mécanique générale et la technique médicale, des actionneurs d'embrayage et systèmes télescopiques jusqu'aux machines à café et lits d'hôpital : partout où des produits nécessitant une certaine force doivent se déplacer silencieusement.
Über die Eichenberger Gewinde AG
Le spécialiste de la technique d'entraînement par vis, dont le siège principal est situé à Burg, peut se prévaloir de 72 ans d'histoire. Face à la croissance continue de son activité, l'entreprise a atteint ses limites de capacité sur le site de Burg. Afin d'étendre ses capacités de production, la société s'est installée en 2018 dans une usine supplémentaire à Sempach, que la rédaction de SMM a visitée dans le cadre de ce reportage.
Sur le site de Sempach, l'accent est mis sur la fabrication des écrous et l'assemblage des vis à billes. Les écrous sont des composants de tournage-fraisage extrêmement précis comportant des alésages de différentes dimensions ainsi que des rainures de faible section destinées au guidage des billes. Ils sont usinés à partir de barre sur différents centres de tournage-fraisage dans une tolérance IT6.
Gros plan sur un filetage.
(Source : Eichenberger Gewinde AG)
Le matériau utilisé pour ces écrous joue un rôle déterminant. Il s'agit d'un acier pour roulements qui représente un défi considérable en usinage. En raison de ses propriétés de haute résistance et de grande ténacité, les efforts de coupe générés sont très élevés, ce qui impose des exigences maximales à la production.
Une autre particularité réside dans le fait que les plus grands écrous à fabriquer comportent un filetage intérieur de diamètre 40, réalisé au moyen d'un taraud et d'un outil de formage spéciaux. Ce procédé nécessite un couple très élevé sur la contre-broche. Les centres de tournage-fraisage utilisés jusqu'à présent atteignaient ici leurs limites de performance.
Afin d'augmenter la productivité dans un contexte de marché favorable, les spécialistes d'Eichenberger ont évalué en 2022 différents centres de tournage-fraisage plus performants, offrant une rigidité élevée et une excellente stabilité thermique.
Ils ont trouvé la solution auprès de Binkert AG. Trois tours CNC bi-broches à deux tourelles de la série TTL du constructeur espagnol CMZ assurent désormais une nette augmentation de productivité dans l'atelier de Sempach. Une quatrième TTL 66 équipée d'un robot Gantry était, au moment de la rédaction de cet article, sur le point d'être livrée.
Le 1er octobre 2025, CMZ a convié une délégation sélectionnée de Josef Binkert AG à une visite d'usine au Pays basque (Espagne). L'entreprise y fabrique des machines-outils depuis plus de 75 ans. Le taux de fabrication en interne s'élève à plus de 80 %. Une équipe de plus de 500 personnes permet l'expédition d'une moyenne de trois centres de tournage-fraisage par jour.
Javier Zumarraga, responsable des ventes et du marketing chez CMZ, devant la toute nouvelle TTL 66 avec automatisation Gantry du quatuor Eichenberger, qui était sur le point d'être livrée au moment de la visite.
(Source : Nastassja Neumaier)
Lors de la visite, la toute nouvelle TTL 66 avec automatisation par portique (Gantry) du quatuor Eichenberger était également sur le point d'être livrée (voir photo).
Interrogé sur la question de savoir si CMZ proposait d'autres solutions d'automatisation en plus du système par portique, Javier Zumarraga, responsable des ventes et du marketing chez CMZ, a répondu : « Dans 90 % des cas, nous pouvons satisfaire les besoins de nos clients avec la solution Gantry. Pour les exigences que nous ne pouvons pas couvrir avec cette solution, nous collaborons avec des partenaires solides. »
Aitor Zumarraga, CEO de CMZ, lors de la visite de l'usine.
(Source : Nastassja Neumaier)
De son côté, Aitor Zumarraga, CEO de CMZ, s'est montré confiant quant à la place industrielle suisse : « Le marché suisse montre peut-être des signes de faiblesse, mais l'histoire nous enseigne qu'après chaque crise vient une reprise. Nous sommes prêts pour ce rebond. C'est précisément pour cela que nous continuons d'investir, même en période de baisse des entrées de commandes. »
Un projet clé en main ambitieux
« Il y a environ trois ans, j'ai rencontré Philipp Häfliger pour la première fois lors d'une visite commerciale classique. Bien que nous ayons réussi à vendre moins d'un an plus tard la première des quatre machines sous forme de projet « turnkey », c'est-à-dire clé en main, le chemin n'a pas été simple. Ce fut un défi technique et commercial, mais cela en valait la peine. Nous avons notamment dû fournir des valeurs Cpk ainsi qu'une étude de temps avant la décision finale d'achat. Nous avons pris un risque financier, mais nous savions que nous pouvions nous imposer face à la concurrence », se souvient Timo Graf, responsable des ventes machines chez Binkert AG.
Premières machines CMZ du groupe Festo
Le choix de machines CMZ n'allait pourtant pas de soi. Philipp Häfliger, responsable Plant Engineering chez Eichenberger Gewinde AG, explique : « Dans l'ensemble du groupe Festo, il n'existait encore aucune machine CMZ. Nous voulions donc emprunter une nouvelle voie, aussi bien en termes de constructeur que de concept de fabrication. J'ai dû fournir un important travail de conviction auprès de la direction du groupe. Aujourd'hui, il n'y a cependant plus aucun doute. »
Outre les avantages techniques évoqués plus loin, les facteurs « prix » et « délai de livraison » ont également joué en faveur de CMZ : « Durant la phase d'évaluation, cinq fabricants ont été retenus. La TTL 66 faisait partie des machines les plus attractives en termes de prix. L'avantage de CMZ est également d'être un constructeur européen. Les machines étaient donc rapidement disponibles. Dans notre situation de l'époque, où nous devions rapidement augmenter nos capacités de production, cela représentait un avantage considérable. »
Sécurité de processus accrue avec des matériaux exigeants
Chez Eichenberger Gewinde AG, les matériaux principalement usinés pour la fabrication des écrous sont le 1.2714, un acier à outils haute résistance, et le 1.4034, un acier inoxydable fortement allié aux propriétés magnétiques.
Philipp Häfliger explique : « Il s'agit de ce que l'on appelle des aciers pour roulements. Ce sont des matériaux extrêmement exigeants à usiner, car les efforts de coupe peuvent devenir très importants durant le processus de fabrication. Cela nécessite une machine-outil très performante ainsi qu'une rigidité maximale. Avec nos anciens centres de tournage-fraisage, nous étions régulièrement confrontés à des surchauffes moteurs. Afin de garantir la sécurité du processus, nous devions réduire la puissance et donc le volume d'enlèvement de matière. Cela se faisait naturellement au détriment des temps de cycle. Nos nouvelles TTL 66 se sont au contraire révélées particulièrement stables et puissantes, et cela en fonctionnement 24/5. »
Situation au30.10.2020
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Les deux tourelles de la TTL 66 avec entraînements intégrés atteignent 12 000 tr/min et une puissance de 14 kW pour un couple maximal de 42 Nm. À noter que les vitesses de rotation des tourelles se situent habituellement autour de 6000 tr/min.
Refroidissement intégral par huile de tous les moteurs de broche
Timo Graf souligne : « Avec sa puissance d'entraînement élevée, la TTL 66 établit de nouvelles références dans le segment des tours CNC. La stabilité thermique est assurée par un refroidissement intégral à huile de tous les moteurs de broche. Tout élément générant de la chaleur est refroidi activement afin de maintenir un comportement thermique stable. Cela permet de conserver une précision dimensionnelle et un état de surface constants sur de longues séries. La machine est donc parfaitement adaptée aux grandes productions, même avec des matériaux extrêmement exigeants comme chez Eichenberger. »
Durim Hajdari, opérateur-programmeur chez Eichenberger Gewinde AG, ajoute :
« La TTL 66 atteint sa stabilité thermique en une demi-heure et dérive au maximum de 2/100 mm, ce que nous pouvons compenser si nécessaire. C'est l'une des raisons pour lesquelles nous avons pu multiplier par quatre les temps de fonctionnement sans opérateur tout en maintenant la précision dimensionnelle, respectivement réduire fortement les temps de cycle. »
Couple élevé de la contre-broche
L'une des compétences clés d'Eichenberger Gewinde AG réside dans la fabrication des filetages intérieurs. Comme ceux-ci doivent fonctionner sans aucun jeu, ils sont réalisés avec une précision maximale au moyen de tarauds spéciaux. Ce procédé nécessite un couple extrêmement élevé.
Les performances identiques de la broche principale et de la contre-broche de la TTL 66 prennent ici toute leur importance.
Cédéric Lüthy explique : « Nous devons réaliser le filetage sur la contre-broche, car l'entrée du taraud (~ 20 mm) nécessite un espace de sortie que la barre empêche côté broche principale. Le couple élevé de la contre-broche est donc décisif pour le taraudage. »
Philipp Häfliger complète : « Le couple de la broche principale et de la contre-broche atteint jusqu'à 205 Nm. Même avec les filetages intérieurs de diamètre 40, la TTL 66 reste largement en dessous de cette limite, ce qui contribue fortement à la stabilité du processus. Nous travaillons environ 20 % en dessous de la puissance maximale. »
Passage des pinces aux mandrins deux mors
Cédéric Lüthy ajoute : « Avec de tels couples, le concept de serrage de la pièce devient également déterminant. Dans ce contexte, nous sommes passés des pinces à des mandrins deux mors revêtus. »
La machine dispose d'un système hydraulique permettant une pression de serrage allant jusqu'à 45 bars au lieu des 30 bars habituels. « La pression de serrage doit être suffisamment élevée pour empêcher le glissement de l'écrou durant le filetage, mais pas trop élevée afin d'éviter toute déformation de la pièce. La marge est très étroite. La plage étendue jusqu'à 45 bars nous offre un meilleur contrôle du serrage. »
De trois à deux tourelles
Avant l'arrivée de la TTL 66, Eichenberger produisait sur des centres de tournage-fraisage équipés de trois tourelles.
Cédéric Lüthy explique : « Ce que nous réalisions auparavant avec trois tourelles, nous le réalisons aujourd'hui avec seulement deux, sans impact négatif sur le temps de cycle, mais avec des avantages clairs en termes d'ergonomie, de sécurité de processus et de durée de vie des outils. »
Les deux tourelles de la TTL 66 sont équipées de puissants moteurs intégrés atteignant une vitesse de rotation de 12 000 tr/min, une puissance de 14 kW et un couple de 42 Nm. Associées à la grande course de la contre-broche, elles permettent un usinage simultané avec trois outils.
(Source : Paul Gari)
Les deux tourelles 12 postes disposent chacune de 24 positions grâce au demi-indexage, soit une capacité totale de 48 outils.
Les deux tourelles et la grande course de la contre-broche permettent un usinage simultané avec trois outils, réduisant considérablement les temps de cycle.
Gestion des copeaux : passage de l'huile à l'émulsion
La transition de l'huile vers une émulsion comme fluide de coupe a également contribué à améliorer la stabilité des processus.
Durim Hajdari explique : « L'huile refroidit moins efficacement. La température dans la zone de coupe restait relativement élevée, augmentant la ductilité du matériau et compliquant la rupture des copeaux, notamment sur les aciers pour roulements. Cela provoquait régulièrement des copeaux longs et emmêlés, nuisant à la sécurité de processus. Depuis notre passage à l'émulsion, la fragmentation des copeaux s'est nettement améliorée. »
Arrosage haute pression
La pompe d'arrosage de la TTL 66 atteint jusqu'à 70 bars de pression. Cela présente un avantage considérable pour les micro-perçages, car la zone de coupe est efficacement refroidie et les copeaux sont évacués des trous.
Cédéric Lüthy déclare : « Je n'avais encore jamais vu un tel débit. Ce sont littéralement des chutes du Niagara dans la machine. »
Intégration des commandes Fanuc et de TopSolid
La série TTL est équipée de la commande Fanuc 31i. Durim Hajdari explique : « Nous travaillions auparavant exclusivement avec des commandes Siemens. Le passage à Fanuc représentait un défi, mais grâce au soutien de Martin Rohrer, la transition s'est déroulée avec succès. Toutes nos machines CMZ sont configurées de manière identique, ce qui simplifie considérablement l'utilisation. »
Eichenberger a également introduit le système CFAO TopSolid. Cédéric Lüthy précise : « Cela nous a permis d'exploiter pleinement le potentiel de productivité. Nous programmons et simulons désormais de manière standardisée pour plusieurs machines directement dans le système CFAO. Nous gagnons ainsi un temps précieux hors production et évitons des collisions coûteuses. »
Une montée en capacité flexible
Une quatrième TTL 66 équipée d'un robot Gantry vient désormais compléter le parc machines. Durim Hajdari explique : « Nous avons prévu cette machine pour les pièces de plus grandes dimensions. Contrairement aux trois autres TTL 66 travaillant en embarreur, celle-ci est alimentée pièce par pièce via un robot Gantry. »
Grâce à une architecture identique aux autres machines, elle peut également servir de backup pour les petites pièces produites en barre.
Une collaboration sur un pied d'égalité
L'équipe d'Eichenberger Gewinde AG se montre particulièrement satisfaite de la collaboration avec Binkert AG. Cédéric Lüthy déclare : « Au début, il y a eu quelques problèmes de jeunesse, rapidement résolus. En règle générale, nos demandes étaient traitées en moins de 24 heures. Aujourd'hui, en production continue, nous n'avons pratiquement plus aucun problème. Et si un soutien est nécessaire, nous pouvons compter à 100 % sur l'équipe Binkert. »
Philipp Häfliger ajoute : « Souvent, c'est l'expérience vécue lors des interventions de service qui détermine l'achat de nouvelles machines. Le fait que nous ayons investi directement dans trois autres machines CMZ parle donc clairement en faveur de Binkert. »
Avantages de la CMZ TTL 66
En bref
Le centre de tournage-fraisage CNC sans courroie TTL 66, équipé de huit moteurs intégrés, est idéal pour l'usinage de pièces complexes en production de série.
(Source : Paul Gari)
Tous les moteurs et broches sont à entraînement direct (sans courroie).
Les moteurs synchrones sur les deux broches réduisent les temps d'accélération et de décélération de 30 à 50 %.
Tourelle à entraînement direct offrant 12 000 tr/min et une puissance de 14 kW sur les outils motorisés.
Axe X3 sur la contre-broche : cet axe X supplémentaire et commandé peut se déplacer simultanément avec tous les autres axes. Cela permet à un maximum de quatre outils d'être en prise en même temps. Une fonction de contre-pointe est également possible.
La contre-broche est de conception identique à la broche principale. Les deux broches disposent d'un couple de 205 Nm, ce qui permet de répartir librement les opérations d'usinage entre elles.
Banc de machine incliné à 60 degrés offrant une excellente accessibilité à l'opérateur et une évacuation optimale des copeaux.
Axes X et Y refroidis par huile pour garantir une stabilité thermique lors de l'usinage.
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