L’optimisation de l’usinage au quotidien, un potentiel à ne pas sous-estimer

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L’expertise appliquée à la pratique : grâce aux technologies numériques et à des plaquettes réversibles parfaitement adaptées, l’entreprise Schmauser Müller Metalltechnik a pu considérablement augmenter la sécurité des processus et l’efficience de ses alésages de précision.

Schmauser Müller Metalltechnik, une entreprise d’usinage CNC, située non loin d’Ingolstadt en Bavière, fabrique des pièces uniques ou en petites séries avec précision et flexibilité, dans tous types de matériaux. À son éventail de prestations s’ajoutent la construction d’appareils, la technologie des métaux et la CAO associée à celles-ci.

« Bien sûr, nos clients comptent aussi des constructeurs automobiles », explique le responsable de production Rainer Maurer. « Nous cherchons toutefois consciemment à garder un portefeuille de clients varié, afin de compenser les fluctuations liées à certains secteurs. Par exemple, pour une start-up nous produisons des systèmes d’alimentation innovants. Au lieu d’avoir un processus manuel répétitif avec des résultats imprévisibles, on simule dans l’entreprise des convoyeurs très complexes. Ainsi, nous proposons directement au client une solution sur mesure, que nous produisons ensuite pour lui avec précision et fiabilité. Cette approche a également fait ses preuves pour certains processus internes : avec BIG KAISER nous avons doublement optimisé notre secteur de l’alésage de précision. »

I Le Digital Twin : une technologie ultramoderne pour un processus parfait

« Notre premier projet était le « Digital Twin », autrement dit le « jumeau numérique », ajoute Maurer. « Grâce à lui, l’utilisateur peut être sûr de son succès avant même le début du processus. Cela est particulièrement intéressant pour les pièces uniques, car il n’y a pas encore de valeurs empiriques pour celles-ci. »

Pour SM Metalltechnik, le logiciel de FAO HSM Works d’Autodesk constitue le fondement de ce projet. Un jumeau numérique est créé pour tous les composants concernés. Il s’agit ici d’une part de la fraiseuse pour usinage 5 axes simultanés C42 de Hermle avec système d’automatisation HS-Flex, et d’autre part des mandrins de SMW Autoblok. Les outils sont également reproduits numériquement : en particulier les têtes d’alésage de précision avec longueur utile et diamètres réglables. Mais les détails, tels que le système de mesure laser Blum, sont importants aussi : une collision avec le système de mesure de l’outil reste une collision.

Quand tous les composants sont reproduits, on peut déjà simuler sur ordinateur le déroulement idéal du programme. Cela est particulièrement utile pour les opérations complexes d’usinage 5 axes simultanés car on ne peut pas toujours surveiller en détail tous les mouvements relatifs. Une erreur dans ce domaine, par exemple une collision, serait dommageable pour tout le processus commercial.

« Un processus professionnel doit être fiable dès la première fois. C’est un collègue qui m’a suggéré de mettre en place le Digital Twin chez nous. Dorénavant, une fois le programme créé, nous laissons le système d’automatisation s’occuper des pièces tout en étant confiants en ce qui concerne les résultats. C’est le complément idéal pour notre parc machines », explique Maurer. « Et le meilleur, c’est que nous avions déjà tout le nécessaire chez nous. La machine Hermle offre déjà cette possibilité. Auparavant, des détails, infimes certes, mais qui jouaient un rôle important, empêchaient la réussite de l’opération. Il nous manquait par exemple les données d’outil. Leur complexité rendait les résultats imprévisibles. En effet, chaque combinaison d’extension possède un jumeau numérique différent. BIG KAISER nous a fourni toutes les données nécessaires pour toutes les combinaisons de diamètres et longueurs pertinentes. »

 

II Sortir de la jungle des plaquettes réversibles

La numérisation n’est pas le seul facteur à avoir contribué au succès grandissant de SM Metalltechnik pour les processus d’alésage de précision. Alexander Hartl, technicien spécialiste applications chez BIG KAISER, est également à l’origine d’une amélioration décisive : la plaquette réversible adéquate. Un détail souvent négligé, qui rend toute opération plus simple et plus efficiente.

« Étant donné qu’auparavant nous utilisions beaucoup de matières de coupe différentes, il était difficile de savoir laquelle était la plus adaptée à un projet spécifique », se souvient Rainer Maurer. « Cela a entraîné des casses de plaquettes et les résultats n’étaient pas satisfaisants. Tout cela manquait cruellement d’efficacité. Par conséquent, les collaborateurs n’acceptaient qu’à contrecœur d’effectuer les opérations d’alésage de précision. Maintenant tout est différent. En tout, nous ne possédons pas plus de 11 références de plaquettes. Chacune de ces plaquettes réversibles a une finalité clairement définie. »

Alexander Hartl est lui aussi convaincu par cette nouvelle approche : « J’ai beaucoup discuté avec Rainer Maurer et analysé les besoins de SM Metalltechnik. En fin de compte j’ai pu identifier 11 plaquettes réversibles permettant de couvrir toutes les associations de matériaux et de diamètres. » Rainer Maurer ajoute : « L’attitude des collaborateurs vis-à-vis de l’alésage de précision s’est nettement améliorée, ils ont maintenant confiance dans le processus. Dorénavant, ils ne vérifient même plus les mesures avant le contrôle final. Notre usinage automatisé ultramoderne peut tourner en continu. Le respect des cotes est constant et les surfaces sont parfaites. Pour résumer : l’amélioration du processus nous permet maintenant d’exploiter tout le potentiel de nos machines. »

 

 

 Une appli pour optimiser facilement les valeurs de coupe

« La pratique a démontré que la plupart des entreprises s’en remettent à des données de coupe qui ont déjà été testées un jour par quelqu’un », explique Rainer Maurer. « Souvent, l’apprenti demande à son responsable  ce qu’il doit saisir et celui-ci se souvient de données qui ont déjà fonctionné. Ces valeurs peuvent alors tourner dans l’entreprise pendant des années. Cette manière de faire gaspille non seulement beaucoup de potentiel, mais elle a également des effets négatifs sur la vitesse d’usinage, la qualité des résultats et la durée de vie de la plaquette. On ne travaille plus comme ça chez nous. »

C’est le travail effectué par le service de recherche et développement de BIG KAISER qui a permis ce progrès. On y a déterminé les valeurs de coupe optimales grâce à un travail minutieux de test pour alléger la tâche du client. La durée de vie des plaquettes réversibles joue un rôle prépondérant dans ce domaine. En effet, si on travaille avec des valeurs incorrectes, on perd du potentiel ou on risque de produire des ajustements inexacts qui doivent ensuite être corrigés ou, dans les cas les plus défavorables, qui créent du rebut.

En raison des nombreux facteurs d’influence, ces essais pratiques sont très laborieux. Chaque diamètre, chaque matériau et chaque longueur utile a une influence sur le résultat. Ceci vaut aussi pour les différents types de broche. L’application BIG KAISER fournit les résultats de tous ces essais à l’utilisateur, qui peut alors porter toute son attention à son activité principale.

Rainer Maurer raconte : « Chez nous, le processus d’alésage de précision se déroule dorénavant en combinaison avec la programmation FAO de la manière suivante : nous saisissons dans l’appli les paramètres souhaités, par exemple le diamètre d’alésage, le matériau et la longueur utile. L’appli nous indique alors la référence de la plaquette la plus adaptée à l’application, quelles extensions sont éventuellement requises et quelles données de coupe sont à appliquer. Ensuite, nous sélectionnons le jumeau numérique correspondant à l’outil sur le poste de travail de FAO et nous programmons les valeurs de coupe. Et voilà. La valeur de coupe sélectionnée est toujours la meilleure. L’utilisateur n’a plus besoin de tester différentes valeurs, mais il peut compter sur les résultats fournis par l’appli, ce qui simplifie considérablement le processus. »

Maurer ajoute : « Nous ne savons pas exactement dans quelle mesure la durée de vie des outils s’est améliorée. Avant, nos processus n’étaient tout simplement pas assez constants pour nous permettre d’en tirer des informations. À présent, la durée de vie est constante et nous supposons qu’elle a triplé. Mais le plus important, c’est que nous remplaçons les plaquettes réversibles après une durée d’utilisation prédéfinie, au lieu d’attendre qu’elles ne fonctionnent plus et de les changer uniquement quand quelque chose n’a pas fonctionné. »

 

Plaquettes réversibles de BIG KAISER, comment fonctionne le concept ?

BIG KAISER investit tous les ans des centaines d’heures dans le développement et les essais de nouvelles plaquettes réversibles en se concentrant sur le domaine de l’alésage de précision. Grâce à l’optimisation en interne de ses propres têtes d’alésage de précision, on obtient des résultats encore meilleurs. BIG KAISER a déjà breveté des détails importants, tels que la rainure d’évacuation du copeau qui optimise l'élimination des copeaux et donc la qualité de surface de l'alésage fini - une caractéristique de qualité distinctive des solutions d’alésage de précision de l'entreprise

L’attention particulière prêtée à l’alésage de précision constitue un argument clé de vente de BIG KAISER. Chez les autres fabricants, une plaquette spéciale est produite pour un usage précis. Elle fonctionne bien pour cet usage prévu, la performance diminue toutefois sensiblement au moindre petit changement des conditions. Pour des sociétés comme SM Metalltechnik, cela serait un gros désavantage, car elles produisent des petites séries et des pièces uniques. Il en résulte une multitude d’alésages et de matériaux différents. La société devrait alors posséder plus de cent plaquettes réversibles différentes pour produire au mieux. Cette approche n’est pas envisageable et l’utilisateur risquerait d’être débordé, non seulement car il devrait avoir toutes ces plaquettes en stock mais aussi car il devrait les utiliser au bon moment et avec les bonnes données de coupe. On peut certes souvent utiliser d’autres plaquettes réversibles, mais elles fonctionnent beaucoup moins bien. Finalement, cette situation engendre des incertitudes puis des problèmes.

Le concept de BIG KAISER veut éviter ce scénario. Au lieu d’une spécialisation trop importante qui améliore juste un peu le résultat, on a créé une plaquette généraliste qui fournit des résultats excellents dans la pratique. Sécurité de processus, efficience et précision du travail sont ainsi possibles.

 

Bien armée pour l’avenir

Le potentiel créé par une telle optimisation, que ce soit à l’aide des technologies numériques ou des plaquettes réversibles adaptées, est énorme. SM Metalltechnik est complètement séduite par ces nouveaux processus d’alésage de précision. L’entreprise profite du savoir-faire développé et acquis par des centaines d’heures de travail. Et ce savoir-faire peut être facilement mis en pratique dans le travail quotidien. Ainsi, la société SM Metalltechnik est parfaitement armée pour l’avenir.