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Choisissez le numérique, choisissez le bon foret

Publication: Novembre 2020

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Comment l’Industrie 4.0 peut-elle aider les fabricants à mieux exploiter leurs machines et à être plus rentables ?...
 

Moins de 30 % des fabricants de pièces ont adopté les technologies de l’Industrie 4.0, selon un nouveau rapport. Mais la résistance au numérique devra probablement cesser si l’on veut s’adapter à un avenir imprévisible. James Thorpe, responsable produits chez Sandvik Coromant, leader international dans l’industrie transformatrice des métaux, nous explique comment la combinaison des bons logiciels et des bonnes machines-outils permet de passer au numérique de manière rentable et fluide.

Le récent rapport Industry 4.0 & Smart Manufacturing Adoption publié par IoT Analytics indique que l’emprise du numérique reste assez faible dans l’industrie manufacturière. Pourtant, les avantages de l’Industrie 4.0 sont désormais bien compris. Pourquoi les fabricants tardent-ils à numériser leurs process ?

L’un des obstacles les plus courants est l’idée que la mise en œuvre de l’Industrie 4.0 dans une production existante est coûteuse. Mais cela n’est pas justifié. Par ailleurs, les fabricants de pièces ne voient pas la nécessité de moderniser leur outillage, leurs montages et leurs process. Tant que ça fonctionne, pourquoi changer ? Ces fabricants ne comprennent pas bien ce que les technologies de l’Industrie 4.0 pourraient apporter à leur manière de travailler bien rodée.

Mais la réalité désormais incontournable, c’est que ces technologies peuvent avoir un impact important sur la rentabilité. En l’occurrence, Sandvik Coromant a établi qu’une amélioration de 20 % de l’exploitation des machines peut augmenter la marge bénéficiaire de 10 % et que l’automatisation joue un rôle majeur dans une bonne exploitation des machines

L’automatisation favorise aussi une exploitation avec pas ou peu d’interventions humaines, ce qui est une tendance croissante, en particulier en raison de la pandémie. Un rapport récent de Pricewaterhouse Coopers (PwC), COVID-19 : What it means for industrial manufacturers (COVID-19 : conséquences pour l’industrie manufacturière), indique que « pour les entreprises dont le personnel est impacté par la pandémie, c’est une période critique pour étudier un déploiement proactif de technologies d’automatisation ».

Les technologies actuelles de l’Industrie 4.0, incluant notamment des capteurs et l’apprentissage machine, peuvent aussi apporter des avantages en matière de réduction des arrêts de production. Il s’agit, là encore, d’améliorer la rentabilité. Les arrêts de production incluent aussi le remplacement des outils usés, par exemple des forets.

Traditionnellement, l’usure des outils dans les machines-outils est surveillée et contrôlée par les opérateurs. Le rapport de PwC met l’internet industriel des objets (IIoT) en avant comme alternative à cette approche. La plate-forme CoroPlus ® Machining Insights de Sandvik Coromant en est une bonne illustration. Elle est construite sur l’ensemble de logiciels de connectivité CoroPlus.

Avec Machining Insights, les machines CNC sont connectées à un réseau Ethernet et peuvent transmettre des informations à haut débit. Grâce à ces données, il devient possible d’améliorer l’efficacité dans l’atelier et l’efficacité globale des équipements (EGE). De plus, ces fonctionnalités ne sont pas réservées aux machines neuves.

La plupart des machines peuvent être raccordés à un réseau et il existe des adaptateurs de compatibilité pour les anciennes machines. En d’autres termes, les technologies de l’Industrie 4.0 peuvent être mises en œuvre facilement, même dans des installations anciennes.

Prévisibilité de l’usure

Machining Insights est conçu pour donner une plus grande visibilité des process d’usinage et recueillir des informations dans le but d’éliminer les temps morts et les inefficacités. Cela fonctionne aussi avec les process partiellement ou totalement automatisés.

Un des plus grands problèmes dans toute production est l’imprévisibilité de la durée de vie des outils. Pour mieux contrôler l’usure des outils, il est essentiel d’éliminer toute forme d’usure discontinue, non contrôlable, et de limiter l’usure continue.

Les spécialistes de Sandvik Coromant se sont attachés à cela dans le développement de CoroDrill ® 860 dans la géométrie -GM, un nouveau foret carbure monobloc optimisé pour une grande variété de matières et applications dans différents secteurs industriels.

Une approche unique de la conception

Pour les spécialistes de Sandvik Coromant, la durée de vie d’un foret ne tient pas seulement à l’utilisation qu’on en fait, elle dépend aussi de sa conception.

CoroDrill 860-GM possède des goujures polies de conception novatrice. Ces goujures facilitent l’évacuation des copeaux et permettent d’obtenir une meilleure qualité de trou tout en réduisant la chaleur et les forces de coupe pendant le perçage. Ce foret est aussi doté d’une âme renforcée, de chanfreins d’angles, d’une préparation d’arête visant à retirer les micro défauts et de listels doubles qui améliorent la stabilité du perçage. De plus, les angles de dépouille de la pointe sont affinés et la qualité des états de surface obtenus est améliorée.

CoroDrill 860 -GM convient à toutes les applications dans lesquelles la qualité des trous est critique. On trouve ce type d’application dans différents secteurs tels que la mécanique générale, l’aéronautique, le pétrole et le gaz, l’industrie nucléaire et les énergies renouvelables. La conception optimisée du foret en fait aussi un bon outil dans le secteur automobile, notamment pour le perçage des trous des blocs-moteurs, des carters, des collerettes et des collecteurs, entre autres.

La technologie à l’œuvre

Alors que l’automatisation se répand, l’imprévisibilité de la durée de vie des outils devient un problème plus sensible. Un fabricant du secteur automobile en Corée en a fait l’expérience et a fait appel à Sandvik Coromant pour essayer d’améliorer la situation.

Le foret CoroDrill 860-GM a été mis en place chez ce fabricant pour le perçage de trous débouchant dans des pièces de transmissions automobiles. Chaque pièce nécessitait le perçage de 8 trous débouchants de 8,2 mm de diamètre et d’une profondeur de 10 mm. Le foret concurrent utilisé auparavant permettait de produire 200 pièces, soit 1600 trous au total, avec une vitesse de coupe (Vc) de 80m/min (3102 tr/min) et une avance (Vf) de 381 mm/min. CoroDrill 860-GM s’est montré capable d’usiner 2300 pièces (18 400 trous) à une vitesse Vc de 100 m/min (3878 tr/min) avec une avance Vf de 814 mm/min.

Cela représente un gain de durée de vie de 1150% et une augmentation de la productivité qui se traduit par une réduction du coût à la pièce.

Outre les améliorations en termes de durée de vie, le nouveau foret permet aussi d’augmenter les conditions de coupe et, par conséquent, de réduire le temps de cycle. Dans un atelier de mécanique générale de Lancaster, Ohio, aux États-Unis, CoroDrill 860- GM a permis de réduire le temps de cycle de 57 % par rapport à un foret concurrent. L’application consistait à percer des logements de capteurs de 6,6 mm de diamètre dans des pièces en acier inoxydable 304, chaque pièce comportant 11 trous.

Des outils en ligne

Pour améliorer la durée de vie des outils, il est intéressant d’investir dans des technologies Industrie 4.0 comme Machining Insights qui permet de surveiller l’usure des outils en temps réel. Mais il est aussi important de se doter d’outils résistants, de qualité. Le logiciel CoroPlus ® Tool Guide de Sandvik Coromant facilite le choix des bons outils pour chaque application. Ce logiciel est accessible en ligne au moyen d’un navigateur Internet ; il permet de préciser la matière usinée et l’application et il recherche automatiquement le meilleur outil rotatif monobloc et les meilleures conditions de coupe.

Parmi les outils logiciels permettant d’intégrer le numérique dans les ateliers, outre Machining Insights, Sandvik Coromant propose aussi CoroPlus ® Process Control, une solution logicielle et matérielle de surveillance des process. Ce système permet de surveiller l’usinage en temps réel et de mettre en place des protocoles prédéfinis pour gérer les situations anormales, ce qui va bien au-delà de la simple émission d’alertes. Les actions programmables peuvent par exemple inclure l’arrêt de la machine en cas de collision ou le remplacement d’un outil usé.

Les solutions de productivité, de rentabilité et de maintenance sont nombreuses pour les ateliers prêts à surmonter leurs réticences vis-à-vis de l’Industrie 4.0. Avec le choix de technologies disponibles, les entreprises peuvent passer au numérique de la manière qui leur convient et faire partie des 30 % d’entreprises citées dans le rapport de IoT Analytics prêtes à faire face à un avenir incertain.

http://www.sandvik.coromant.com/

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