Industrie Mag - Le journal de l'industrie.

Le rail étant l’un des modes de transport les plus performants pour le fret et les passagers, la poursuite des investissements dans ce secteur est une priorité absolue pour garantir un avenir plus durable et plus résilient. Mais comment cela se présente-t-il d’un point de vue technique ? Dans cet article, Harish Maniyoor, Manager Offer Implementation Turning, chez Sandvik Coromant, expert en solutions d’usinage et de coupe des métaux nous en dit plus.

Selon l’Agence internationale de l’énergie, le rail est l’un des modes de transport les plus économes en énergie, représentant seulement 2 % de la demande énergétique totale des transports, tout en assurant 8 % du transport mondial de passagers et 7 % du transport de fret. Il est donc facile de comprendre pourquoi les dirigeants du monde entier prennent au sérieux les investissements dans le secteur ferroviaire.

Avancées ferroviaires

En Europe, des investissements importants ambitionnent de doubler le trafic ferroviaire à grande vitesse et d’augmenter de 50 % le volume du fret ferroviaire d’ici 2030, dans le cadre de la stratégie de mobilité durable de l’Union européenne. Par ailleurs, l’administration Biden a annoncé près de 30 milliards de dollars pour des projets ferroviaires, démontrant un engagement fort pour améliorer les infrastructures et les services ferroviaires ?.

En Inde, le secteur ferroviaire a connu de nombreuses avancées ces dernières années, sous l’impulsion d’initiatives gouvernementales telles que les corridors de fret dédiés (DFC), les projets de trains à grande vitesse et la modernisation des infrastructures ferroviaires.

Mais pour continuer à progresser, les infrastructures ferroviaires devront faire l’objet d’améliorations et de développements importants afin de répondre à la demande croissante, de garantir la sécurité et de s’adapter aux progrès technologiques. Il faudra notamment moderniser les réseaux ferroviaires vieillissants, accroître les capacités grâce à l’électrification, mettre en place des systèmes de signalisation avancés et intégrer les technologies numériques pour des opérations plus efficaces.

Répondre à des exigences élevées

La production de pièces ferroviaires telles que les essieux, les roues, les voies ferrées, les tubes de suspension et autres pièces structurelles nécessite des outils d’usinage de haute qualité, capables d’assurer précision, durabilité et efficacité. Ces pièces doivent résister à de lourdes charges, à une usure intense et à des conditions environnementales difficiles, ce qui rend l’usinage de précision essentiel pour garantir la fiabilité et la sécurité des systèmes ferroviaires. Les outils d’usinage de haute qualité doivent offrir des tolérances serrées, des performances constantes et la capacité de travailler avec une large gamme de matières.

Prenons l’exemple des roues de train, soumises à des contraintes et à une usure extrêmes en raison du contact continu avec les rails, souvent sous des charges lourdes et à grande vitesse. Plusieurs défis d’usinage se posent ici. Le premier consiste à respecter des tolérances très serrées, le moindre écart par rapport aux dimensions spécifiées peut entraîner des problèmes tels qu’une usure irrégulière, des vibrations ou du bruit pendant l’exploitation du train, et compromettre à la fois le confort et la sécurité des passagers.

Un autre défi majeur consiste à travailler avec des matières qui peuvent résister aux contraintes mécaniques intenses et aux conditions environnementales difficiles auxquelles les trains sont exposés. Les roues des trains sont généralement fabriquées à partir d’acier ou d’alliages d’acier à haute résistance, offrant une excellente résistance à la fatigue et à l’usure. Toutefois, ces matières sont souvent difficiles à usiner en raison de leur dureté et de leur ténacité. C’est pourquoi la gestion thermique pendant l’usinage est également un facteur déterminant. L’usinage de l’acier à haute résistance génère une chaleur importante qui peut entraîner une déformation thermique de la pièce, affectant ainsi la précision dimensionnelle.

Il est important de comprendre que les pièces destinées aux différents types de rail présentent des exigences qui leur sont propres. Les trains de marchandises, par exemple, sont lourds, l’usure des roues est donc importante et les marques de freinage des wagons de marchandises apparaissent souvent sur le diamètre extérieur des roues. Les roues des métros, en revanche, sont beaucoup plus petites et peuvent être recouvertes de couches de caoutchouc entre le diamètre extérieur de la roue et le moyeu afin de réduire le bruit. Par ailleurs, les réseaux ferroviaires à grande vitesse sont très exigeants quant à la précision des dimensions des roues, car elle est directement liée au confort du passager. En outre, pour des raisons d’équilibrage, les tolérances sur les diamètres extérieurs sont serrées et les roues sont fréquemment réajustées.

L’usinage de précision en bonne voie

Il existe plusieurs stratégies d’usinage qui, associées à des machines-outils robustes, peuvent contribuer à la production de pièces ferroviaires résistantes. Le tournage lourd est une excellente stratégie pour l’usinage des pièces ferroviaires en raison de sa capacité à traiter des pièces de grande taille et des matières à haute résistance, ainsi que de son efficacité et de sa précision lorsqu’il s’agit de travailler avec des formes complexes et des pièces lourdes.

Lors du tournage lourd de pièces ferroviaires, la durée de vie de l’outil peut être considérablement accrue en se concentrant sur certains facteurs clés. Tout d’abord, il faut choisir un outil de coupe avec une nuance solide et résistante à l’usure, adaptée à la dureté de la matière, qui assure la stabilité tout au long de la coupe. Il faut également minimiser les efforts de coupe grâce à une vitesse d’avance et une profondeur de coupe adaptées, afin d’équilibrer la pression de l’outil, et toujours veiller à une bonne application du liquide de coupe afin de contrôler la chaleur et d’éviter les déformations thermiques. Enfin, il faut s’assurer que le montage de l’outil et la stabilité de la machine sont optimisés pour supporter des forces élevées et maintenir la précision du tournage.

Sandvik Coromant recommande la gamme de produits T-Max® P pour le tournage extérieur, qui offre une meilleure stabilité de coupe, un meilleur contrôle des copeaux et une durée de vie prolongée de l’outil pour un usinage précis et performant des pièces ferroviaires difficiles telles que les roues et les essieux. Optimisé pour le tournage extérieur, de l’ébauche à la finition, T-max® P prend en charge les pièces de taille moyenne à grande en acier, acier inoxydable, fonte, alliages réfractaires et acier trempé. Disponible avec un arrosage de précision par-dessus et par-dessous et l’interface de changement rapide d’outils Coromant Capto®, il est possible d’atteindre facilement une grande stabilité et de réduire les stocks d’outils lors de l’usinage ferroviaire.

De plus, Sandvik Coromant propose des recommandations d’experts sur les nuances de tournage les plus adaptées à votre application ferroviaire, garantissant une solution d’usinage complète adaptée aux exigences spécifiques de la pièce à usiner.

L’avenir des infrastructures ferroviaires repose sur l’usinage de précision et des technologies innovantes pour répondre aux exigences croissantes de sécurité et de performances. En adoptant des stratégies d’usinage efficaces et des recommandations sur mesure, nous pouvons faire en sorte que l’industrie ferroviaire relève non seulement les défis d’aujourd’hui, mais ouvre également la voie à un réseau de transport durable et performant.

https://www.sandvik.coromant.com/