DAVID LARCOMBE
Dans l'usine de Bolton, dans le Lancashire, en Angleterre, du fabricant de remorques Indespension, la productivité de la découpe de tôles a doublé après le remplacement en décembre 2016 d'une machine alimentée par laser CO2 par un centre de profilage laser à fibre Bystronic ByStar Fiber 6520 coûtant près de £800 000 (environ 1,3 million de dollars; FIGURE 1). Le laser à fibre de 4 kW a une puissance de 6.5 × Lit d'une capacité de 2 m, ce qui en fait la plus grande machine à fibres livrée à ce jour sur le marché britannique
FIGURE 1. Avec le système laser à fibre ByStar Fiber 6520, l'azote est utilisé comme gaz de coupe sur des matériaux jusqu'à 5 mm d'épaisseur, au-delà desquels de l'oxygène moins cher est utilisé ; il y a peu de différence dans la qualité du bord coupé
Steve Sadler, directeur des achats d'Indespension, a commenté : « Nous coupons principalement de l'acier doux 43A et pré-galvanisé, ainsi qu'un peu d'aluminium, de 1 mm à 12 mm d'épaisseur. Jusqu'à 3 mm, le laser à fibre coupe trois fois plus vite que le CO2. Il traverse l'acier de 1 mm, produisant 10 trous/s. L'avantage diminue à mesure que l'épaisseur augmente, mais dans l'ensemble, le ByStar est deux fois plus rapide sur toutes les jauges que nous traitons. D'un seul coup, cela a éliminé le goulot d'étranglement dans notre usine qui était causé par l'incapacité de la machine CO2 à suivre notre charge de travail de découpe laser en constante augmentation.
Le laser à fibre a été acheté en échange partiel d'un modèle Bystronic CO2 de capacité équivalente fourni à Indespension en 2009. Sadler a confirmé qu'un bon prix avait été réalisé pour l'ancienne machine, même si elle avait fonctionné jusqu'à 20 heures par jour, soulignant la conservation de la valeur comme un avantage de l'achat d'équipements de ce fabricant.
Au départ, la principale raison d'investir dans la découpe laser était d'obtenir un meilleur contrôle interne de la production de remorques et d'économiser les frais liés à la sous-traitance du travail de tôlerie. Une autre considération importante était de rationaliser le processus de prototypage et de conception et de mettre de nouveaux produits sur le marché plus rapidement.
« Avant 2009, lors du développement du produit, nous devions acheter un, deux ou trois ensembles de pièces prototypes en tôle », poursuit Sadler. « Les sous-traitants n'étaient pas désireux de produire de si petites quantités, donc le prix avait tendance à être élevé et il leur fallait quatre à six semaines pour livrer les prototypes. Si nous devions apporter une modification à la conception et retourner chez le sous-traitant pour d'autres prototypes, cela pourrait être quelque chose d'aussi simple qu'un nouvel ensemble de garde-boue, ce qui pourrait ajouter environ un mois de plus. Désormais, nous pouvons produire les pièces en interne en quelques jours, réduisant ainsi le délai de livraison d'une nouvelle remorque de six ou sept mois à moins de cinq, ou de trois ou quatre mois à moins de deux pour une remorque modifiée.
Sadler a souligné qu'il y a dix ans, peu de remorques incorporaient des éléments découpés au laser, alors qu'aujourd'hui, ils sont largement utilisés. En effet, les produits sont conçus autour des capacités considérables des machines de découpe laser modernes. L'un des avantages est que l'usinage est si précis que les composants s'assemblent précisément et rapidement lors de l'assemblage, sans nécessiter de montage fastidieux.
L’autre avantage est que l’usinage est si rapide, en particulier avec le laser à fibre, qu’il s’agit d’un moyen rentable de réduire le poids des composants en incorporant de nombreux trous et fentes. Cela demanderait trop de travail et serait donc peu rentable de le faire manuellement.
La cellule de découpe laser fonctionne de jour comme de nuit, sans lumière pendant les mois d'été, soit un total de 18 à 20 heures par jour, cinq jours par semaine. Le reste de l'année, le travail se déroule en journée et sans lumière pendant 10 à 12 heures par jour.
Indespension a décidé de ne pas installer d'équipement d'automatisation car elle traite une grande variété de formats de feuilles, ce qui rend le chargement automatisé problématique. La gamme de tailles de composants est également large, allant de plus de 5,8 m à plus de 5,8 m. La présence d'un opérateur est donc nécessaire pour gérer la diversité, c'est pourquoi un système de levage manuel à ventouses est utilisé pour la manutention des feuilles (FIGURE 2).
FIGURE 2. La manutention des feuilles sur et hors de la table de navette du ByStar Fiber 6520 est effectuée manuellement chez Indespension à l'aide d'un dispositif de levage à ventouse.
Cela pose toutefois un problème à l'entreprise si une série de production ne comporte qu'un ensemble de quelques pièces simples et qu'elles sont découpées dans une tôle de faible épaisseur. Le cycle de découpe est si rapide dans la machine laser à fibre que l'opérateur n'a pas le temps de finir de secouer les pièces du squelette précédent avant que la tôle usinée suivante ne soit prête, ou de charger la pièce brute suivante sur la table de la navette.
L'entreprise envisage donc d'inclure des micro-étiquettes dans certains programmes de découpe de tôle afin que les pièces profilées restent attachées au squelette, permettant ainsi de transférer l'ensemble de la tôle traitée vers une station hors ligne, où un autre membre du personnel peut aider à retirer les composants.
Parmi les pièces en tôle découpées au laser qui entrent dans la composition des remorques d'Indespension, 80 % nécessitent un pliage. Ainsi, lorsque la première machine laser a été installée, une presse plieuse tandem du même fournisseur a également été livrée (FIGURE 3)
FIGURE 3. L'une des remorques d'usine d'Indespension, appelée Digadoc, montrant le grand nombre de caractéristiques et de plis découpés au laser nécessaires à ses composants en tôle.
L'approvisionnement de la machine de découpe laser et des presses plieuses auprès du même fournisseur présente des avantages en termes de productivité, car tous utilisent le même logiciel BySoft 7. Lorsqu'un nouveau composant est conçu dans le système de CAO SolidWorks d'Indespension et exporté vers le logiciel de contrôle Bystronic, qui contient lui-même de puissantes fonctionnalités de CAO/FAO 3D, le modèle génère un programme de découpe laser et une séquence de pliage du composant, y compris la position de la butée arrière et le plan d'outillage, minimisant ainsi les retards et les temps d'arrêt.
Le même logiciel, doté de capacités de simulation complètes, est chargé d'imbriquer le nombre maximal de pièces d'une feuille, de créer des plans de coupe et de fournir une vue d'ensemble du processus de fabrication, y compris un accès immédiat aux données de production et de machine.
« Nous nous engageons à être les leaders du marché en termes d'innovation, de qualité et de respect de l'environnement », a conclu Sadler. « L'acquisition du laser à fibre Bystronic nous aide à atteindre ces objectifs et à augmenter la capacité de production, ce qui est indispensable. Cela marque également notre engagement envers la fabrication au Royaume-Uni, qui est un élément important de l'éthique de notre entreprise. »
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