Le constructeur de bateaux Knierim usine de grandes pièces avec WorkNC

Le logiciel de CFAO WorkNC a permis au constructeur de bateaux et fabricant de moules composites Knierim Yachtbau GmbH, ainsi qu'à sa filiale Knierim Tooling GmbH, d'usiner des structures de 30 mètres de long en interne. Situé sur le chantier naval de Knierim sur le Canal de Kiel, l'établissement qui s'étend sur 20 000 m2 construit des bateaux de luxe et de course depuis plus de 40 ans. En 2000, la deuxième génération de la famille a pris les commandes du chantier naval en la personne de Gunnar Knierim, rejoint en 2002 par Steffen Müller, entrepreneur et expert en construction navale. Les deux hommes savent comment optimiser les performances de la coque puisqu'ils faisaient partie de l'équipe allemande vainqueur de l'Admirals Cup en 1993.

<< Bien que ne disposant d'aucune expérience dans le domaine de la programmation, nous avons pu générer des parcours sûrs et fiables après quelques heures de formation seulement. Nous avons même créé des parcours 5 axes pour certaines pièces complexes. >>
Steffen Müller, Knierim Tooling GmbH, Allemagne

Selon Steffen Müller, experience, matière plastique de haute qualité et précision du moule de la coque sont les éléments essentiels du succès des yachts de haute technologie construits par l'entreprise. Pour atteindre cet objectif, l'entreprise utilise une construction multicouche de composites en fibres de verre ou de carbone. « Pour construire le moule, nous partons d'une sous-structure en balsa ou en polystyrène sur laquelle nous appliquons ensuite une résine époxy renforcée de fibres avant l'usinage final de la forme définitive. Auparavant nous sous-traitions la phase d'usinage, ce qui avait pour conséquence d'augmenter les coûts et d'allonger les délais. Pour s'affranchir de ces limites nous avons investi en 2004 dans un centre d'usinage CMS nous permettant d'usiner des pièces pouvant mesurer jusqu'à 32 mètres de long.»

Dorénavant, en plus des moules de coques destinés à la construction de ses yachts, Knierim Tooling produit également des moules pour mobilier de pont, mâts radars et pales de turbine éolienne, justifiant ainsi pleinement son investissement. Au départ, le manque d'expérience dans le domaine de l'usinage CNC a conduit l'entreprise à travailler avec un partenaire externe pour l'utilisation de la machine CMS. Toutefois, cette coopération ayant rapidement rencontré des problèmes, l'entreprise a décidé d'investir dans un système de CFAO lui permettant de réaliser la programmation par elle-même.

Steffen Müller explique : « Nous disposons des données CAO des produits que nous fabriquons, nous recherchions donc un logiciel nous permettant à la fois de construire la sous-structure avec le moule approprié et de les usiner ». WorkNC leur a été présenté comme étant hautement fiable et sans problème de fonctionnement. Lors de la démonstration, Sescoi a généré un moule de pont de bateau donnant ainsi un exemple concret des capacités du logiciel. Sescoi a notamment montré la capacité du logiciel à gérer un gros volume de données CAO, principale caractéristique des produits de Knierim Tooling, ainsi que la méthodologie utilisée par WorkNC pour le contrôle de collisions. Steffen Müller ajoute : « WorkNC nous est apparu comme idéal pour nos affaires, sa capacité à créer facilement des programmes fiables pour les pièces monobloc que nous fabriquons a été le facteur décisif ». Et de continuer : « Bien que ne disposant d'aucune expérience dans le domaine de la programmation, nous avons pu générer des parcours sûrs et fiables après quelques heures de formation seulement. Nous avons même créé des parcours 5 axes pour certaines pièces complexes ».

Knierim Tooling a aujourd'hui investi dans deux autres machines CMS, une première de 34 mètres de long et une seconde de 6 mètres pour les plus petites pièces, ainsi que dans une licence WorkNC supplémentaire. Lars Berner, responsable WorkNC, conçoit et crée des projets au sein de l'entreprise. « WorkNC nous offre une solution complète, de la gestion des données CAO jusqu’à l'usinage ». Il décrit le processus d'usinage d'un moule de pale de turbine éolienne. Ces pales peuvent mesurer jusqu'à 70 mètres de long. « Une fois les données CAO importées, nous découpons la pale en sections de 30 mètres et extrayons la géométrie pour la sous-structure. Ceci nous permet d'usiner les bords du moule ainsi que l'ossature porteuse en acier et bois nervuré. On ajoute ensuite du contreplaqué pour maintenir la première couche de laminé, suivi d'une couche de balsa usinée à une cote minorée par rapport aux dimensions finales de la pale. Une seconde couche de laminé est ajoutée et fondue dans la première afin de créer un bouchon de fermeture sous vide. Une résine époxy renforcée de fibres est ensuite extraite sur le bouchon à l'aide de la machine CMS. Une fois sec, le bouchon passe par une phase d'ébauche puis de finition avec une tolérance de 0,1 mm. La finition s’effectue manuellement pour ensuite produire le moule. Nous programmons l'ensemble de l'usinage et l'extrusion de la résine dans WorkNC en utilisant des parcours 5 axes. Tout aussi faciles à créer que des parcours 3 axes, les parcours 5 axes nous permettent de générer des programmes CNC presqu'en un seul clic.».

Knierim Tooling est maintenant capable de générer un programme pour l'usinage de pales de turbine éolienne en quelques heures seulement. Lars Berner explique : « Nous utilisons une grande partie des fonctions CFAO proposées par WorkNC pour la gestion des données de conception et l'usinage des trous ainsi que des éléments complexes de nos projets. Je n'ai jamais vu un logiciel aussi facile à utiliser et capable de créer aussi rapidement, des parcours sûrs et sans collision, que WorkNC ».

WorkNC a été utilisé par Knierim pour fabriquer les moules de la coque et du pont du catamaran PlanetSolar, fonctionnant exclusivement grâce à l'énergie produite par ses 536 m² de panneaux solaires. L'équipage du PlanetSolar veut être le premier à faire le tour du monde avec un bateau à énergie solaire et ainsi démontrer le potentiel des énergies renouvelables. PlanetSolar a quitté Monaco fin septembre 2010 et sa progression peut être suivie en direct sur www.planetsolar.org. Steffen Müller est fier que Knierim contribue à ce projet. Il indique : « Nous avons été impliqués dans le développement afin de répondre au besoin de l'équipage d'obtenir un bateau léger et efficace tout en tenant compte de l'espace nécessaire à l'installation des panneaux photovoltaïques et du poids du bloc-piles ».