étude de cas
Fraisage sans contraintes –
Comment nous avons réinventé la fabrication de barquettes pour l’industrie horlogère.
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Le contexte
En 2011, l’Industrie- und Technozentrum Schaffhausen (ITS) nous a sollicités pour le compte d’un fabricant horloger. La mission : trouver un partenaire de production indépendant de l’industrie horlogère afin de résoudre un problème de qualité concret lié à la fabrication de barquettes.
Le problème fondamental : les ébauches se déformaient pendant et après l’usinage — en particulier lorsque le matériau subissait une réduction unilatérale importante. Il en résultait un taux de rebut élevé et des reprises coûteuses, rendant l’ensemble du processus de production inefficace et onéreux.
Le défi
La cause profonde résidait dans le procédé de fabrication utilisé à l’époque : l’estampage. Les forces considérables exercées lors de l’estampage — qui augmentent avec l’épaisseur du matériau — génèrent, au sein de la pièce, des contraintes internes extrêmement difficiles à maîtriser.
Les traitements thermiques et les opérations complexes de reprise sur des pièces semi-finies déjà préformées ne pouvaient, au mieux, que compenser partiellement ces contraintes ; leur élimination totale s’avérait pratiquement impossible. L’objectif était clair : les ébauches devaient rester planes pendant et après l’usinage — sans nécessiter de coûteuses corrections a posteriori.
“Les contraintes induites par l’estampage sont extrêmement difficiles, voire impossibles, à éliminer totalement par des traitements thermiques.”
La solution
Nous avons repensé le processus de fabrication de fond en comble. La réponse : le fraisage plutôt que l’emboutissage.
Le fraisage par enlèvement de matière élimine totalement l’impact massif des forces inhérentes au processus d’emboutissage. Les progrès technologiques en matière de précision de fraisage permettent désormais un processus d’usinage d’une douceur remarquable et d’une grande exactitude. Ce procédé est plus chronophage que l’emboutissage, mais il n’induit absolument aucune contrainte interne dans le matériau.
Le résultat : des ébauches qui restent planes, même en cas d’enlèvement de matière important et unilatéral — sans reprise, sans rebut, sans compromis.
Le résultat
Ce projet a marqué le début de notre production de barquettes pour l’industrie horlogère. Une collaboration née d’un problème concret qui continue de démontrer ce qui devient possible lorsque l’on repense les processus de fabrication sans contraintes.
En passant de l'emboutissage au fraisage, nous avons atteint trois objectifs clés pour notre client :
- Réduction significative du taux de rebut grâce à des flans sans contrainte.
- Élimination quasi totale des reprises coûteuses
- Planéité des barquettes, même en cas de forte réduction unilatérale de matière.
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Questions fréquentes
Pourquoi Wild Wetzikon fabrique-t-il les barquettes par fraisage plutôt que par estampage ?
Wild Wetzikon fraise les barquettes parce que le fraisage par enlèvement de matière supprime l'action de forces massives de l'estampage et n'introduit aucune contrainte interne dans le matériau. L'estampage, à l'inverse, génère des contraintes internes qui s'accentuent avec l'épaisseur et deviennent difficiles à maîtriser. Le fraisage est plus long, mais il livre des ébauches qui restent planes même après un affaiblissement unilatéral important. Le rebut et les reprises coûteuses disparaissent ainsi.
Quel problème l'étude de cas devait-elle résoudre ?
Le point de départ, en 2011, était une demande du Centre industriel et technologique de Schaffhouse pour le compte d'une manufacture horlogère. Les ébauches se déformaient pendant et après l'usinage, en particulier en cas d'affaiblissement unilatéral important, ce qui entraînait un taux de rebut élevé et des reprises coûteuses. On cherchait une fabrication indépendante de l'industrie horlogère, capable de résoudre ce problème de qualité. L'objectif était que les ébauches restent planes pendant et après l'usinage.
Pourquoi les contraintes d'estampage ne peuvent-elles pas être compensées après coup ?
Les contraintes internes générées par l'estampage se compensent très difficilement, voire pas totalement, par des traitements thermiques. Des reprises complexes sur des demi-produits préformés ne pouvaient, au mieux, les compenser que partiellement. Le problème s'accentue encore avec l'épaisseur du matériau. Il fallait donc une approche de fabrication fondamentalement différente.
Quel résultat a apporté le passage de l'estampage au fraisage ?
Le changement a conduit à une réduction nette du taux de rebut grâce à des ébauches peu contraintes et à l'élimination quasi totale des reprises coûteuses. Les barquettes restent planes même en cas d'affaiblissement unilatéral important du matériau. Le process est ainsi devenu plus efficace et plus rentable pour le donneur d'ordre. Ce fut en même temps le début de notre fabrication de barquettes pour l'horlogerie.
Le procédé de fraisage peu contraint est-il transposable à d'autres pièces ?
Le principe sous-jacent, fabriquer les ébauches avec ménagement et sans contraintes introduites, se transpose à diverses pièces. Ce sont le matériau, la géométrie et la planéité requise qui sont déterminants. Nous vérifions l'aptitude de votre pièce d'après le plan et, si besoin, sur un échantillon. Le rebut et les reprises s'évitent ainsi dès le départ.
Ébauches sans contrainte — principe et valeurs finales
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Principe | Fraisage au lieu d'emboutissage — aucune contrainte interne introduite |
| Résultat | plane même après un usinage important d'un seul côté ; moins de rebut et de reprise |
| Finition | rectification double face, les deux côtés simultanément |
| Tolérance d'épaisseur | jusqu'à ±0,005 mm |
| Planéité | jusqu'à 0,003 mm |
| Aptitude | pièces fines et fortement usinées d'un seul côté |
| Matériaux | laiton, maillechort, titane et autres sur accord |
| Documentation | valeurs atteintes par lot ; certificat de matière sur demande |
- Pourquoi les barquettes sont-elles fraisées plutôt qu'embouties ?
- L'emboutissage introduit des contraintes internes qui s'intensifient avec l'épaisseur ; le fraisage supprime cette force, de sorte que les ébauches restent planes et que le rebut et la reprise diminuent.
- Quelles tolérances la fabrication sans contrainte atteint-elle après rectification ?
- Après le fraisage, Wild Wetzikon rectifie à la cote en double face, avec des tolérances d'épaisseur jusqu'à ±0,005 mm et une planéité jusqu'à 0,003 mm, documentées et reproductibles sur la série.
Questions fréquentes des acheteurs