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Changement d'outil ambulant – Grâce aux outils modulaires, la technique d'assemblage progressif est plus flexible et plus rentable
La technique d'assemblage progressif est synonyme de nombres de pièces élevés. Lorsque des centaines de milliers ou des millions de pièces doivent être découpées sans aucune variation, la technique d'assemblage progressif est le choix idéal. La situation devient critique avec de très petites séries, des variantes de pièces et des passages fréquents sur d'autres pièces. Ici, les temps de montage et de rééquipement prolongés pèsent dans la balance et occasionnent des coûts importants. Les systèmes d'outils modulaires raccourcissent ces pauses forcées et augmentent ainsi le rendement.
Rapport

« L'urgence est le pire ennemi de la qualité », aurait dit un jour Henry Ford. Cela paraît étrange de la bouche du pionnier le plus célèbre du travail à la chaîne. Cependant, le fabricant de voitures a logiquement mis son constat en pratique : il a transmis l'urgence à la machine et confié son pilotage et le contrôle de qualité à l'humain. La technique d'assemblage progressif moderne lui correspondrait parfaitement : une chaîne de production sans humains, qui garantit des milliers de fois une précision identique malgré la répétition rapide de l'étape de découpe ou de déformation toujours semblable. Et ce à la vitesse de l'éclair.

Seules les longues pauses nécessaires au changement d'outil l'auraient perturbé. Comparé aux vitesses de passage des bandes de découpe, il se déroule terriblement lentement. Plus les exigences en matière de diversité de pièces sont élevées et plus les tailles de lots sont petites, plus les pauses de rééquipement sont fréquentes. Les temps de préparation engloutissent ensuite rapidement plus de temps que la fabrication elle-même. Impitoyable pour le rendement et menaçant pour la compétitivité. C'est là que le système d'outils modulaire de STEINEL rentre en jeu. Il accélère le changement d'outil qui n'est plus qu'une question de minutes. En outre, il raccourcit nettement le temps et les coûts de construction et de fabrication des outils.

Introduire et se mettre au travail

Le système d'outils modulaire est structuré sur trois niveaux : il se compose d'une structure de base spécifique à la machine, d'une plaque d'adaptation spécifique à l'outil et de modules d'outils à changement rapide standardisés montés dessus.

La structure de base se compose d'une plaque de tête, d'une plaque de base et de glissières avec une géométrie de positionnement standardisée. La plaque de tête comporte déjà les ressorts système pour la génération des forces de serre-flancs et les points de tirage pour la diminution de la force des ressorts sur une trame de 50 millimètres. Selon le besoin en force, plusieurs points de tirage peuvent être réduits. Des rails de guidage standardisés accueillent la plaque d'adaptation sur la plaque de base. La plaque de base comporte déjà l'évidement maximal pour les déchets, compatible avec tous les outils utilisés sur la machine. Avec de gros outils, des lève-outils hydrauliques ou pneumatiques peuvent être positionnés sur la plaque de base afin de faciliter le changement d'outil. La structure de base est intégrée une seule et unique fois dans la presse et peut ensuite être équipée avec les outils les plus divers.

La plaque d'adaptation spécifique à l'outil accueille les modules d'outils individuels, ainsi que différentes unités fonctionnelles, comme une entrée de bande, un contrôle d'avance et une station de découpe. Un changement d'outil complet ne revient donc plus qu'à remplacer une plaque d'adaptation équipée de modules d'outils. Cet échange est réalisé en quelques minutes et les positionnements et blocages standardisés minimisent les erreurs de préparation et les détériorations d'outils. La plaque d'adaptation peut être achetée par STEINEL ou être fabriquée dans un atelier d'outillage propre. Pour cela, STEINEL met à disposition les données CAO de la structure de base et des modules d'outils.

Les modules d'outils standardisés se composent d'éléments normalisés et de produits semi-finis présentant la qualité haut de gamme de STEINEL. Ils sont disponibles dans des largeurs de 200 et 250 millimètres, et dans six longueurs entre 100 et 350  millimètres. Ils contiennent des plaques durcies totalement traitées pour le logement d'éléments de guidage, de ressorts de compression, de tubes entretoises et de vis. Selon la taille, ils disposent de deux ou quatre guidages à bille sans jeu. Des protections anti-torsion mécaniques et optiques empêchent des erreurs de montage. Les modules guidés par deux colonnes possèdent déjà quatre points d'évacuation pour les forces de serre-flancs, les modules à quatre colonnes en possèdent huit. Pour des points d'évacuation supplémentaires, chaque module est livré avec six boulons de pression. STEINEL fournit en outre une multitude d'éléments d'outils prêts à fonctionner. Parmi ceux-ci, des sous-modules tels que des détecteurs, des centreurs de bande, des dispositifs de levage ou des suspensions pour poinçons. Seule et unique chose qui doit encore être conçue et fabriquée individuellement pour un outil prêt à l'emploi : les éléments actifs générant la forme. Pour cela, STEINEL met à la disposition des constructeurs des données CAO ou prend également en charge sur demande la fabrication complète de modules adaptés à l'usage prévu et au procédé.

Un énorme potentiel de rendement

« Avec notre système d'outil modulaire, nous exploitons un énorme potentiel de rendement », explique Christian Pape, responsable de la distribution chez STEINEL. « En effet, des simplifications significatives de la construction des outils et de la conception s'ajoutent au gain de temps important lors du rééquipement des machines. » 

La pause forcée de plusieurs heures pour la machine ne dure plus que quelques minutes. « Le changement d'un module d'outil dure moins de 20 minutes », indique M. Pape. Le gain de temps lors de la conception de l'outil est également très important. Fabriquer systématiquement des outils individuellement de A à Z nécessite une durée bien plus longue et devient souvent un goulot d'étranglement insurmontable, tandis que le marché exige des possibilités de livraison à court terme.

Le passage à des outils modulaires est aisément envisageable et s'avère profitable à l'issue d'une courte période d'amortissement. Seule la structure de base spécifique à la machine requiert un investissement unique, qui est remboursée dès le deuxième outil dans la plupart des cas. Ce qui compose ensuite les futurs outils (une plaque d'adaptation et des modules d'outils) est la plupart du temps nettement plus avantageux qu'un outil d'assemblage progressif totalement neuf. Cela devient encore plus rentable dans le cas de variantes et de pièces découpées similaires, qui peuvent être réalisées grâce à l'échange rapide de modules individuels.

Concept avec un avantage concurrentiel intégré

À l'époque de la philosophie du « juste à temps », qui exige aussi bien rapidité et flexibilité que réduction des coûts, le « changement d'outil ambulant » peut devenir un avantage concurrentiel déterminant. Une meilleure charge de la machine et des tailles de lots plus petites avec un risque plus faible pour les stocks et le capital, aident à augmenter les rendements et à explorer de nouvelles niches d'activité. Mais la standardisation n'est-elle pas l'ennemi d'outils de qualité optimisés en fonction d'un produit individuel ? M. Pape réfute énergiquement cette thèse : « Nos outils modulaires ont été testés en long et en large et optimisés en plusieurs phases. Ils recèlent énormément d'expérience de la maison STEINEL, ainsi que les composants les plus haut de gamme que le marché ait à offrir », explique-t-il, tout en renvoyant à la longue expérience de l'entreprise de Villingen-Schwenningen fondée en 1925. La multitude d'éléments préfabriqués autorise quasiment toutes les géométries de découpe et de forme. « Notre objectif a toujours été de pouvoir offrir les avantages de la modularité, sans aucune perte de précision ni restriction des possibilités de traitement. Nous avons réussi. » Après avoir testé les premiers systèmes pilotes il y a déjà trois ans, de nombreux outils modulaires de STEINEL font aujourd'hui leurs preuves en production au quotidien. Henry Ford serait ravi.

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Philipp Rothweiler
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