(ARTICLE 4 - Interview Patrick Hayoz)

Comment remplacer la fonte par une structure mécano soudée?

La mécano-soudure favorise grandement la remise en cause des grands acteurs industriels pour relever de nouveaux défis techniques. La diversité des marchés, la multitude des nouveaux besoins, nouvelles exigences, les impératifs financiers de limitation des coûts, obligent à sans cesse s’enquérir de nouveaux moyens et des meilleures compétences.

Les enjeux économiques sont de taille tant au niveau européen que mondial. Les principaux défis restent ergonomie, sécurité, productivité

L’avancée des techniques modernes en tôlerie industrielle et mécanique repose sur 3 principes : moins de matière, moins de poids, moins de coûts.

Au début de l’ère industrielle, la matière des pièces était coulée dans un moule puis chauffée à haute température. Les pièces étaient produites par des techniques de fonderie. Les romains utilisaient déjà ces techniques pour produire les pièces de fonderie en étain, en acier, en bronze, coulées dans des moules.  

Les premières locomotives à vapeur impressionnent encore aujourd’hui par leur lourdeur et leur solidité. Le principal challenge de l’industrie à cette époque était de retirer de la matière pour parvenir à sortir une pièce utilisable en mécanique, via des techniques de perçage, de fraisage ou de tournage.

L’avancée des technologies modernes, dans les années 1950/1960, a joué principalement sur l’allègement du poids des pièces en utilisant des matières de plus en plus légères. On simplifie également les process de fabrication des pièces à cette époque en assemblant des tubes par soudure.

Grâce aux progrès dans le domaine de la résistance des matériaux on arrive à des pièces beaucoup plus légères que des pièces de fonderie mais tout aussi résistantes.

C’est de cette façon que sont apparus les premiers ensembles mécano-soudés.

En assemblant les pièces par soudage on arrive à des progrès considérables en terme de poids et de possibilités techniques.

Les principaux défis des industriels concernés par la tôlerie et la mécanique comme les fabricants de machines ou le secteur de la construction sont l’ergonomie, la sécurité et la productivité.

Le principal souci d’une société industrielle est précisément de trouver la meilleure formule pour relever ces trois challenges simultanément.

Un moule de fonderie coûte extrêmement cher. Ce coût n’existe pas quand on utilise le mécano-soudé.

Le modèle étant un dessin conçu par un bureau d’étude on obtient de gros avantages :

  • délais de réalisation très court de 4 à 5 fois inférieur par rapport à la fonderie. Il n’y a pas de moule à créer. Tout part des plans.

  • réduction des coûts car moins de matière, moins de poids, moins d’heures de travail pour construire les assemblages

  • flexibilité pour effectuer des modifications pour enlever, ajouter de la matière alors que ceci est très compliqué quand on utilise un moule de fonderie.

La fonderie reste très adaptée pour la production bon marché de pièces de très grandes séries où le prix du moule s’avère largement amorti. Dans les autres cas de figure, il s’agit de conserver les pièces coulées de fonte pour des appareillages qui exigent une lourde masse de stabilité, une sécurité accentuée pour cause de vibrations à absorber, comme pour les machines d’usinage d’enlèvement de copeaux par exemple, les machines outils, de précisions, etc.

Une masse homogène compacte absorbe également mieux la chaleur comme pour un bloc moteur, autre exemple.

En revanche, les structures mécano soudées se retrouvent très largement désormais dans toutes les pièces périphériques les plus couramment utilisées et peuvent dans de nombreux cas remplacer les pièces de fonderie.

Les idées ne manquent plus désormais pour porter les idées et projets des industriels vers des solutions mécano soudées bien moins coûteuses, plus rapides tout aussi solides.

 

 

(ARTICLE 1 - Interview André Coelho)

Comment les fabricants industrielles suisses définissent le design de leurs produits en tôlerie ?

Aujourd’hui les fabricants, concepteurs industriels suisses, sont à la recherche de “beaux” produits en tôlerie, toujours plus design les uns que les autres. Tous les secteurs sont concernés par ces tendances, aussi bien les machines outils, que les semi conducteurs ou le secteur des pompes à chaleur.

La mode passe aux formes arrondies avec des couples plus tranchées, plus vives et assez marquées, un peu à l’image des tendances design qui ont marqué le secteur automobile ces 3 dernières années. L’arrondi va désormais se marier avec des surfaces plus lisses, plates et linéaires. Les nouveaux design en tôlerie marquent les esprits, impriment de nouvelles images de marque, affichent les sociétés dans leurs particularismes et spécificités

Le budget, un critère conséquent dans les choix esthétiques des produits en tôlerie

La stratégie d’un client, en phase de conception d’un nouveau produit en tôlerie, passe par l’appréciation du budget alloué à la réalisation de ces objets :

  • s'il s’agit d’un produit “haut de gamme”, le budget devient conséquent pour l’esthétisme

  • pour un produit “moyenne gamme” le budget va s’adapter

  • enfin pour un produit plus “bas de gamme”, les choix esthétiques vont s’orienter vers des formes plus simples, plus carrées

Selon les secteurs d’activité, l’investissement peut-être lourd quant à la recherche d’esthétisme afin d’obtenir un produit agréable à regarder. Le design prend alors le dessus sur la technologie. C’est souvent le cas chez les grands comptes du secteur des machines outils.

Comment le bureau d’études du sous traitant en tôlerie industrielle accompagne le client dans ces choix esthétiques ?

Le rôle d’un bureau d’étude du sous-traitant en tôlerie s’avère primordial dans la conduite des choix esthétiques de ses clients. C’est lui qui va orienter le client vers un produit “beau”, qui lui correspond et lui plaît, mais à un prix raisonnable. Les ingénieurs des deux sociétés interviennent en amont, en collaboration étroite avec le service marketing du client afin d’aiguiller le client vers les meilleures possibilités offertes en tôlerie.

En tôlerie, il est facile d’imaginer toute sorte de designs, mais aujourd’hui les clients ne sont pas prêts à investir des sommes conséquentes dans la création des ces objets. Le bureau d’études est là pour conseiller le client afin qu’il puisse rester dans le même esprit design qu’il avait imaginé, tout en industrialisant au maximum la machine ou l’objet en tôle de façon à rester dans un cadre financier viable.

Des tendances design en tôlerie industrielle qui influencent le marché suisse

Beaucoup d’entreprises suisses travaillent avec des designers italiens, allemands et français qui ont leur propre codes de design et influencent beaucoup le marché suisse. La tôlerie industrielle est ainsi influencée par des tendances design diverses :

  • Les designers suisses sont dans l’arrondis, dans les formes rondes et ovalides. Ils proposent en général un design plus traditionnel, qui va rester sur du métal, de l’aluminium et ne va pas ajouter d’autres matériaux.

  • Les italiens, sont eux dans des tendances plus vives mais avec des décorations sur les produits, ils vont travailler des matériaux non standard (ex: marrier de la tôle avec du plastique et du métal).

  • Les designers allemands travaillent beaucoup des formes légèrement arrondies, des angles légèrement cassés et des arêtes vives. Les décorations vont être ici sous forme d’autocollants ou de lumière (ex : des leds).

  • Les designers français proposent une approche plus artistique et technologique.

Le bureau d’étude technique du sous traitant en tôlerie suisse intervient ici pour cadrer ces différentes orientations en terme de design. Il évalue le contexte global d’un marché pour orienter au mieux le client vers un choix final de design qui respectera son cahier des charges et sera le moins coûteux possible.

Certains tôliers industriels suisses, comme Cantin, sont capables de proposer un design à un client qui n’a pas encore clairement défini le côté esthétique de son produit. Notre équipe d’ingénieurs proposent des solutions esthétiques industrielles, réalisables et dans le budget prévu.

 

 

(ARTICLE 2 - Interview André Coehlo)

Convertir un châssis tubulaire en tôle : un meilleur ajustement des pièces et une réduction des coûts

Produire des produits toujours plus solides et plus légers à la fois, tout en réduisant considérablement les coûts est un véritable challenge à relever pour les sociétés industrielles, notamment pour les fabricants de machines en Suisse, qui sont en quête permanente de compétitivité.

La question de la structure des châssis est notamment l’un des axes de compétitivité intéressant sur lequel la tôlerie industrielle peut avoir un rôle primordial.

Châssis tubulaire ou châssis en tôle ?

Typiquement, la fabrication d’un châssis en tube impose des contraintes de fabrication :

  • chauffe de la matière, déformation

  • perçage de différents trous sur toute la structure d’une pièce

  • des coupes sont nécessaires dans la longueur

  • la précision est moyenne,

Pour obtenir les formes voulues, l’usinage de ces pièces sur des machines CNR peut donc se réveler onéreuse.

La conversion de ces structures tubulaires en structures mécano soudées permet d’obtenir des bénéfices importants :

  • un allègement du poids des pièces

  • une compensation de la rigidité par d’autres moyens techniques

  • ajustement et positionnement des pièces comme pour un puzzle grâce à des entailles (ergos), des bossages, des trous d’ajustement

  • une augmentation de la précision lors du soudage

  • un gain très conséquent au niveau des coûts

Le principal inconvénient de cette technique est que la déformation due au soudage conduit à des tolérances médiocres. On résoud ce problème grâce aux techniques et aux machines utilisées en tôlerie industrielle. En prévoyant des sur-épaisseurs, par exemple en soudant des platines, et en usinant ces sur-épaisseurs (enlèvement de matière) sur des fraiseuses de grande capacité, on obtient des tolérances beaucoup plus faibles, typiquement inférieures à 0,1 mm.

La tôlerie adaptée à la majorité des machines outils

Concrètement, un châssis tubulaire ne permet pas une coupe, un perçage de trous au millimètre près. En revanche en tôlerie, tous les avantages sont réunis pour obtenir les formes voulues sans distorsion de la matière et surtout, avec des emboîtements parfaits. L’ajustement des pièces entre elles se réalise comme un jeu légo. La manipulation des pièces s’en trouve facilitée et la précision absolue. Cela permet d’optimiser la préparation de la phase essentielle de soudure pour parvenir à des assemblages parfaits et robustes.

Le châssis tubulaire peut encore être indispensable pour la conception de certaines machines outils comme par exemple les robots de polissage. Ces machines nécessitent en effet une stabilité statique au sol. Durant l’opération de polissage, la machine doit pouvoir encaisser, pour la sécurité de l’ouvrier qualifié, les vibrations et assurer une stabilité maximale. Les accélérations, décélérations importantes sont mieux supportées par les châssis tubulaires.

En revanche, pour une grande majorité de machines outils, la tôlerie est parfaitement adaptée. Ses avantages de souplesse, de précision, de solidité, de faible coût rendent son choix très intéressant pour les fabricants de machines en Suisse, en recherche permanente de compétitivité.

Conclusion : 3 bonnes raisons de privilégier la tôlerie industrielle pour la fabrication de châssis de machines outils.

Raison n°1 : le coût

Le prix en tôlerie est de 30% inférieur à celui d’une fabrication en tubulaire. Le temps passé dans la fabrication globale de l’objet dans sa phase de préparation jusqu’à la précision de la soudure explique en grand epartie cette différence.

Raison n°2 : la précision

Un tube est particulièrement difficile à manipuler du fait de la déformation de la matière, de la coupe dans sa longueur, du perçage de trous, du manque de précision lors du positionnement des pièces avant soudage.

Raison n°3 : le gain de temps

Les étapes de fabrication d’un châssis mécano soudé en tôlerie sont en grande partie automatisées et l’humain intervient bien moins sur les pièces que lors d’une fabrication tubulaire.

Le résultat est un gain de temps important et donc des délais de fabrication raccourcis.

En résumé, les problématiques techniques des fabricants de machines suisses,  et de leurs nouveaux projets peuvent  parfaitement être résolus par la tôlerie industrielle. Les sous-traitant en tôlerie industrielle en Suisse savent parfaitement aborder les contraintes techniques et budgétaires de façon simple, efficace, rapide avec une très grande exigence de qualité.

 

 

(ARTICLE 3 - Interview Patrick Hayoz)

L’automatisation en tôlerie industrielle suisse : la traçabilité des pièces au coeur de l’amélioration continue des process

Le système de code-barres a fait place au code Datamatrix pour permettre la traçabilité d’une pièce de tôlerie industrielle.

La technologie de marquage Data Matrix, quelques fois confondue avec le QR code, est un code simple, compact qui permet une traçabilité des pièces sans risque d’erreur. La plupart des secteurs industriels ont fait le choix du code Data Matrix  : Aéronautique, automobile, électronique et semiconducteur, industrie pharmaceutique, etc.

Aujourd'hui il est le code bidimensionnel – 2D – le plus utilisé pour l’identification permanente des pièces.

En conséquence, les fournisseurs et constructeurs ont souvent pour obligation de se conformer à cette exigence et doivent s'assurer que leurs marquages sont bien conformes aux normes qualité (normes ISO / TS 16949, AIAG, ISO 15459, EN1572, NF Z 63-100, AECMA EN9132, SAE AS9132 etc...).

Les avantages du marquage de code Data Matrix :

  • Symbologie unique marquée directement sur la pièce et lisible par caméra

  • Capacité de stockage très importante : un très grand nombre de caractères encodés dans un espace très réduit

  • Fiabilité : suppression de l’erreur humaine, le code est lisible par caméra, pour une identification et une traçabilité des produits

  • Robustesse : la redondance d’informations intégrée - ECC200 - rend possible la relecture d’un code même partiellement endommagé

Le code Datamatrix la norme traçabilité de référence en tôlerie industrielle

La simplicité du système du code Datamatrix est particulièrement intéressants pour des sous-traitants en tôlerie industrielle suisses soucieux d’assurer la traçabilité des pièces fabriquées pour leurs clients, comme les fabricants de machines outils.

En effet, les exigences des marchés imposent à ces derniers une automatisation avec traçabilité à grande échelle et haute fiabilité.

Ainsi, le code Datamatrix y répond en permettant d’enregistrer  sur une pièce de tôle de nombreuses informations clés telles que :

  • le nom du client

  • le numéro du dessin

  • le numéro de la pièce

  • le numéro de l’atelier

  • le numéro des machines utilisées

  • le numéro de programme de pliage

  • le numéro de code de la peinture utilisée, etc.

Une traçabilité absolue des étapes de fabrication des pièces de tôlerie qui répond parfaitement aux exigences  d’un management lean de la chaîne de production.

En tôlerie industrielle, lors de l’étape de coupe des pièces par laser, sur chacune des pièces produites, le Code Datamatrix sera appliqué par gravage selon les exigences imposées par le programmeur.

A ce stade,ce professionnel très expérimenté va planifier toutes les étapes de la gamme opératoire de fabrication. Ainsi, il va programmer successivement les phases du projet, du dessin réalisé par le bureau d’étude, en passant par le choix des matières premières, la découpe. Tout le cheminement des diverses étapes de fabrication est inscrit au millième de précisions dans le Code datamatrix.

Tout est donc  harmonieusement automatisé avec une sûreté absolue et une fiabilité sans faille. Désormais la traçabilité chez une sous-traitant en tôlerie industrielle suisse comme Cantin est totale, absolue, exhaustive, sécurisante et rassurante.

Pour le plus grand confort du client, la lecture par caméra du code Datamtrix révèle alors l’ensemble des  étapes du processus d’automatisation jusqu’au bulletin de livraison.

 

 

(Etude de cas client)

Affolter Technologie augmente la fonctionnalité de sa machine, en améliorant l’accessibilité pour le SAV, l’étanchéité, l’esthétique et le principe d’évacuation de copeaux.

Affolter Technologies SA, leader dans la fabrication de pignons

AFFOLTER TECHNOLOGIES SA s’impose mondialement dans son domaine d’expertise des machines outils depuis une quinzaine d’années. Elle fait partie de la structure centenaire Company of Affolter Group de 160 personnes. La Société de 40 collaborateurs se situe à Malleray, à 20 minutes de Bienne en Suisse romande. Le chiffre d’affaires réalisé dépasse les 10 millions de Francs Suisses par an.

Marc Vallon est le Responsable du Développement de cette Société. Son rôle consiste à mettre en adéquation les performances des produits dont il a la charge avec les besoins du marché.

Leader dans la fabrication de pignons, de roues dentées de 1,5 millimètres, de composants électriques de petite taille, la Société Affolter Technologie écoule quelques millions de pièces dans la branche horlogère chaque année.

La Société opère une diversification pour capter d’autres marchés porteurs. Les débouchés s’ouvrent sur des pays comme, outre la Suisse et l’Allemagne, la Corée du Sud, la Chine, les Etats-Unis et bien d’autres où la concurrence est forte.

Le défi à relever : permettre l’évacuation de copeaux importants

Les machines de son catalogue sont tournées sur la miniaturisation des produits finis. L’objectif assigné : adapter l’une de ses machines centre de taillage baptisée CNC GEAR AF110 PLUS. L’évacuation de copeaux importants sur les marchés auto pièces nécessite la redimension des canaux d’évacuation, la révision des éléments de filtration, la correction des portes d’accès à l’intérieur de la machine, le tout dans un design révélateur d’une image modifiée de la société.

Le prototype devait être livré sur le salon professionnel pour l’usinage des métaux de Stuttgart les 13 et 17 septembre 2016.

La solution apportée

L’intégration des contraintes techniques, alliée à nouveau design recherché dans un esthétisme de qualité agréable à regarder, d’une surdimension de la GEAR AF110 avec des solutions d’ingénierie de tôlerie permettent de résoudre les différents aspects élaborés dans le cahier des charges.

La mise en oeuvre du projet technique

Janvier 2015 : plusieurs propositions de design sont proposées. Le choix se porte sur le projet élaboré qui répond aux aspects esthétiques, aux contraintes d’accessibilité pour le service après vente et d’évacuation de grosses quantités de copeaux.

Février 2016 : en étroite collaboration avec le bureau de design et une société d’ingénierie de tôlerie industrielle, sont travaillés les délicats aspects liés aux contraintes dimensionnelles avec les pièces mécaniques dans la carrosserie, les détails novateurs à même de personnaliser une nouvelle image à Afflolter Technologie. A ce stade, la difficulté a résidé sur la faisabilité de toutes les étapes conceptuelles de ces modifications novatrices.

Fin avril 2016 : l’ensemble du design intérieur, de la conception de la nouvelle carrosserie sont fin prêts pour la réalisation du prototype de la carrosserie.

Août 2016 : livraison du prototype début de mois ; en pleine période de grandes vacances estivales, commencent le montage, le mariage des divers éléments mécaniques pour parvenir dans les temps au produit voulu, transférable et livrable pour figurer en bonne place sur le stand du salon de Stuttgart, but assigné par Affolter Technologie.

La solution obtenue répond aux objectifs assignés tout en maintenant un coût acceptable

La beauté esthétique de cette nouvelle machine devait s’apparenter avec une parfaite fonctionnalité, le tout dans un coût contenu. Si le coût n’a pu être diminué, en revanche les performances ont été accrues avec une amélioration notable du design de la nouvelle machine. L’ingénierie de tôlerie apporté par l’expertise de ce spécialiste leader dans son domaine a permis ce tour de force pour parvenir à un moyen de fabrication et d’usinage qui augmente la fonctionnalité de la machine. En particulier, l’accessibilité pour le SAV, l’étanchéité, l’esthétique et le principe d’évacuation de copeaux ont été très largement améliorés.

Résultats

Le nouveau design de la carrosserie, plus ergonomique, a abaissé le temps d’intervention technique sur la machine, dan le cadre du service après-vente, à 1h30 au lieu de 2 heures auparavant.

La machine a reçu un excellent accueil sur la Foire de Stuttgart. La recherche poussée de design, l’impression de qualité d’un excellent niveau, le tout a donné un réel coup de jeunesse et de dynamisme à la Société Affolter Technologie SA.

Un défi relevé est par exemple la fabrication des  arches situés sur le côté de la machine, très difficiles à concevoir en tôlerie, le tout imaginé dans une forme de carrosserie complexe à réaliser. Ce type de prestation est fortement recommandé pour tous type de machines-outils. Pour parvenir à un tel résultat, une parfaite collaboration s’avère indispensable, de la phase d’avant-projet à celle de la mise en production du prototype. En interne, une société comme Affolter Technologie SA ne détient pas spécialement de telles compétences. C’est pourquoi la qualité de collaboration revêt une importance capitale dans la mise à disposition du savoir-faire en tôlerie industrielle pour traduire les idées d’un design recherché en une réalisation économique et fonctionnelle.

Citation

“La Société suisse Cantin SA mérite largement d’être consultée sur bien d’autres projets stratégiques en amont de toute réflexion ou gestation”.

 

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