Metalworking World 3/2013
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Metalworking World 3/2013
N° 3/2013 Le magazine des affaires et des technologies de Sandvik Coromant Énergie : Pour la fusion Puissance de la passion Comment Manoir Industries a pu offrir des solutions finies au lieu d'ébauches de pièces. Terminator sauve le climat tech Fraisage de poches profondes brésil La fin des pannes tech Plus de productivité inspiration Toy story Taillage d'engrenages À grande vitesse tech Précision aéronautique profil Éditorial Metalworking World est le magazine des affaires et des technologies d'AB Sandvik Coromant, 811 81 Sandviken, Suède. Téléphone : +46 (26) 26 60 00. Metalworking World est publié trois fois par an en allemand, anglais, américain, chinois, coréen, danois, espagnol, finnois, français, hongrois, italien, japonais, néerlandais, polonais, portugais, russe, tchèque, thaï et suédois, et est envoyé gratuitement aux clients de Sandvik Coromant dans le monde entier. Publié par Spoon Publishing à Stockholm, Suède. ISSN 1652-5825. klas forsström président de sandvik coromant Chef de file de la compétence La recherche de l'excellence en matière de savoir-faire a placé Sandvik Coromant en tête de file de l'industrie transformatrice des métaux. Nous nous concentrons sur trois domaines : l'innovation, la formation et la compétence. Nos clients sont dans le monde entier et les connaissances que nous acquérons à travers l'analyse de leurs process nous mettent en position de recommander de nouvelles manières de travailler pour augmenter l'efficacité et la rentabilité dans le cadre de relations de collaboration. Découvrez par exemple le travail effectué avec Cummins au Brésil (article page 12). Ce fabricant de moteurs décrit le partenariat comme « un travail main dans la main ». Pour nous, il s'agit d'un de nos Programmes d'Amélioration de la Productivité (P.I.P.). Quel que soit le nom qu'on emploie, cette démarche a permis à Cummins de réaliser d'importantes économies. Et elle nous a aussi permis d'élargir un peu plus nos compétences. Les P.I.P. font partie de notre offre de services. Les services illustrent nos compétences au delà des solutions d'outillage. Notre offre couvre divers domaines : l'ingénierie, avec, notamment, le soutien que nous apportons aux investissements ; la formation, à travers laquelle nous touchons 3000 personnes chaque année ; et enfin le développement durable, grâce à nos solutions de réaffûtage et de recyclage des plaquettes carbure. Les services incluent aussi des solutions logistiques pour des programmes 2 metalworking world d'analyse et de réduction des stocks en vue de libérer des fonds de roulement nets. Vous verrez, page 31, la mise en œuvre d'un tel programme de soutien chez Manoir Industries en France. Le responsable des méthodes industrielles, Gilles Beaujour, décrit cette expérience comme ceci : « Sandvik Coromant ne s'est pas contenté de me vendre des produits ; j'ai eu tout le soutien nécessaire pour développer un process efficace. » C'est cette manière de travailler qui fait de nous les leaders de la compétence. J'aimerais remercier tous nos lecteurs qui partagent leurs challenges avec nous. Les connaissances et l'expérience que nous y gagnons nous amènent à créer les meilleurs services et les meilleurs outils. Je vous souhaite une agréable lecture ! klas forsström PrÉsident de Sandvik Coromant Directrice de la publication devant la loi suédoise relative à l'édition : Jessica Alm. Rédacteur en chef : Mats Söderström. Responsable budget : Christina Hoffmann. Rédacteur : Henrik Emilson. Directrice artistique : Emily Ranneby. Assistante à la directrice artistique : Anna Boman. Rédacteurs techniques : Börje Ahnlén, Martin Brunnander. Révision : Valerie Mindel. Coordinatrice : Lianne Mills. Coordinateur linguistique : Sergio Tenconi. Traduction : Olivier Laurens. Mise en page versions étrangères : Louise Holpp. Prépresse : Markus Dahlstedt. Photo de couverture : Audrey Bardou. Les articles non commandés ne sont pas acceptés. Les articles de cette publication ne peuvent être reproduits sans autorisation. Toute demande d'autorisation doit être envoyée au responsable éditorial de Metalworking World. Les opinions exprimées dans Metalworking World ne reflètent pas nécessairement celles de Sandvik Coromant ou de l'éditeur. Toute correspondance ou demande concernant ce magazine peut être adressée à : Metalworking World, Spoon Publishing AB, Rosenlundsgatan 40, 118 53 Stockholm, Suède. Téléphone : +46 (8) 442 96 20. Email : [email protected]. Renseignements sur la distribution : Catarina Andersson, Sandvik Coromant. Téléphone : +46 (26) 26 62 63. Email : [email protected]. Imprimé en Suède par Sandvikens Tryckeri sur papiers MultiArt mat 115g/m² et MultiArt brillant 200 g/m² de Papyrus AB, certifié ISO 14001 et enregistré éco-audit. Coromant Capto, CoroMill, CoroCut, CoroPlex, CoroTurn, CoroThread, CoroDrill, CoroBore, CoroGrip, AutoTAS, GC, Silent Tools et iLock sont des marques déposées de Sandvik Coromant. Pour vous abonner gratuitement à Metalworking World, envoyez votre adresse postale à mww.coromant@ sandvik.com. Metalworking World est conçu à des fins d'information. L'information publiée est d'ordre général et ne doit pas être considérée comme des conseils, servir de base à des décisions ou être utilisée dans un but spécifique. L'utilisateur exploite l'information publiée à ses seuls risques. Sandvik Coromant ne peut en aucun cas être tenu pour responsable de quelque dommages directs, accidentels, consécutifs ou indirects découlant de l'utilisation de l'information publiée dans Metalworking World. 31 Sommaire France Des ébauches aux pièces finies. 6 Profil Les motos custom recyclées de Deus 12 10 Brésil Des process améliorés et de grandes économies. A patented new technique puts Voith Turbo on the map. 4 En bref : 8 6 Profil : 18 Pierre après pierre 7 Profil : 24 Quatrième vitesse Nouvelles du monde Arnold Schwarzenegger Dame Ellen MacArthur Énergie : Éoliennes intelligentes Comment Lego a maîtrisé l'innovation Le vice-président de Sandvik Coromant parle de la technologie du taillage d'engrenages 28 Innovation Les défis de la fusion nucléaire. Technologie Des arêtes d'airain À la pointe de l'arête Optimisation du tronçonnage Les promesses d'une nouvelle super nuance de plaquette. La nouvelle nuance P25 apporte un nouveau potentiel de vitesses de coupe plus élevées et offre une durée de vie plus longue, plus prévisible et plus fiable. La meilleure manière d'améliorer le tronçonnage : plus d'économies de matière et une sécurité de process accrue. 9 10 22 Grandes longueurs de porte-à-faux Flexibilité et sécurité de fonctionnement, et possibilités de standardisation avec l'outillage modulaire. 26 Les héros de l'ingénierie Comment l'industrie aéronautique satisfait les besoins en matière d'usinage de trous dans un environnement complexe. 38 metalworking world 3 EN BREF texte : Henrik emilson photo : getty images Les lumières de la baie. C’est la plus grande sculpture lumineuse du monde. Elle s’étend sur presque trois kilomètres à travers la baie de San Francisco et fait 152 mètres de haut. Le pont suspendu est décoré de 25 000 LED blanches clignotantes. Que la lumière soit Contrôle du climat. Arnold Schwarzenegger a réussi dans de nombreux domaines, de la musculation à la politique, sans oublier le cinéma. M. Univers alias Terminator et ex gouverneur de Californie s’attaque à un nouveau défi, peut-être le plus grand qui soit : le climat. Il a fondé en 2010, avec d’autres leaders internationaux, l’organisation à but non lucratif « R20 Regions of Climate Action » avec la collaboration des Nations Unies. R20 est dirigée par des gouvernements régionaux travaillant à la promotion et à la mise en place de projets en faveur de l’économie et de l’environnement au niveau local à travers la réduction de la consommation énergétique et des émissions de gaz à effet de serre. La dernière action de R20 est une joint-venture avec Philips pour promouvoir l’éclairage public avec des LED afin de réduire l’empreinte environnementale. Pour Schwarzenegger, « les villes, les états et les provinces sont le niveau où la véritable action a lieu en matière de projets de gestion énergétique. Nous sommes heureux que Philips se joigne à notre campagne d’amélioration du rendement énergétique des bâtiments et de l’éclairage publics et nous aide à faire de tout un chacun un héros en action pour construire des communautés durables et combattre le changement climatique. » n 4 metalworking world EN BREF Un vélo en carton Surnommé « l’Alfa », ce prototype de 12,7 kg est une bicyclette dont le cadre, les jantes et les rayons sont faits en carton. Elle supporte sans problèmes des cyclistes de presque vingt fois son poids. Nouveaux matériaux. Imaginez que le carton que vous recyclez se retrouve dans les rues, la semaine suivante, sous la forme d’un vélo, d’un fauteuil roulant ou d’une poussette. C’est ce à quoi travaille la société israélienne Cardboard Technologies. Elle produit des moyens de locomotion en carton recyclé renforcé avec du caoutchouc provenant de vieux pneus et avec des matières premières organiques. Elle n’emploie pas de métaux. Le matériau résiste à l’eau et au feu et il est plus léger et résistant que les alliages de métaux et la fibre de carbone. En plus, le coût des matières premières est très faible. n press images Métal accueillant Travail du métal. Le métal peut-il être confortable ? Oui, si vous suivez le designer Peter Novague qui fabrique des chaises en pliant des feuilles d’aluminium à la manière d’un origami. La chaise Edge n’est pas seulement esthétique avec sa peinture de couleur vive, elle peut aussi s’empiler facilement et s’utiliser à l’intérieur comme à l’extérieur. Pour plus de confort, des coussins sont disponibles. n Le saviez-vous ? Production d’électricité Une fourchette pour les nouilles Dans la cuisine occidentale, les nouilles sont généralement courtes et on les mange avec une fourchette. En Asie, elles sont longues et on les mange avec des baguettes. La fourchette à nouilles est une invention qui permet de manger tous les types de nouilles facilement et avec style. Elle a reçu le prix du « point rouge » du concours de design international du même nom à Singapour. Les éoliennes construites en 2012 dans le monde représentent un potentiel total de 45 gigawatts. La capacité mondiale est de 282 GW, soit trois pour cent des besoins en électricité, selon la WWEA (Association pour l’énergie éolienne globale) de Bonn, en Allemagne. Le mot : aéronautique Des concepteurs brillants travaillent sur les problèmes d’espace en classe économique dans les avions. L’étudiant en design Alireza Yaghoubi a présenté son concept AirGo au concours de design de la fondation James Dyson. Ce concept réduit l’épaisseur des fauteuils et des tablettes pour gagner de la place ; chaque siège possède son propre écran vidéo escamotable attaché au plafond, indépendant du dossier du siège de devant. Germanane Les chercheurs de l’université de l’Ohio aux États-Unis travaillent sur le germanium, un matériau qui comporte des couches d’atomes de carbone. Comme le graphène, le germanium a pu être disposé en une couche d’un seul atome d’épaisseur, le germanane, qui conduit l’électricité 10 fois plus vite que le silicium et cinq fois plus vite que le germanium conventionnel. Le chiffre 19 pour cent L’augmentation de la capacité globale d’énergie éolienne a été menée par la Chine et les États-Unis en 2012. metalworking world 5 EN BREF texte : Marcus joons photo : daniel månsson Tonnerre de métal Marque, recyclage et concept Fondée en Australie en 2006, Deus Ex Machina doit sa réussite à ses motos « custom » montées à la main qui associent la simplicité à la performance avec des pièces modernes. 6 metalworking world Entreprise. « C’est exactement ce que nous voulions, un lieu de rassemblement pour les motards de nouvelle génération », affirme Stefan Wigan, le responsable de la marque Deus Ex Machina et des projets spéciaux. D’un geste large, il désigne la troupe de motards en jeans taille basse assemblés dans le magasin à la mode de Venice Boulevard, à Venice Beach, dans la banlieue de Los Angeles. Deus Ex Machina est une entreprise australienne qui mélange joyeusement les surfs, les vêtements, le café et des motos custom très prisées. L’entreprise est née à Sydney et possède maintenant des magasins à Bali, en Italie (Milan) et aux États-Unis. Derrière le magasin de Venice Beach se trouve un garage où le mécanicien de Deus, Michael Woolaway, officie au milieu des pièces de motos, démontant parfois des motos entières, pour construire des motos Deus. « Ce sont des concepts Deus d’un bout à l’autre. Ils s’inspirent des modèles du passé mais sont orientés vers la vie moderne et l’aspect pratique », explique le mécanicien. Le montage d’une moto Deus peut prendre deux mois. Les motos s’inspirent de la mode des « café racers » britanniques des années 1950, mais elles incorporent les dernières technologies, du moteur à la direction. De taille réduite, ce sont néanmoins de petits monstres de puissance. n EN BREF texte : HENRIK EMILSON photo : philippe Caron/CORBIS IMAGES En circuit fermé Dame Ellen MacArthur Développement durable. Après avoir pulvérisé les records à la voile en professionnelle, plusieurs tours du monde inclus, la Britannique Dame Ellen MacArthur a lancé en 2010 la Fondation qui porte son nom, une organisation à but non lucratif qui agit dans le monde des affaires en faveur d’une transition vers une économie circulaire (terme générique désignant une organisation industrielle de nature réparatrice). La Fondation a entrepris dernièrement de constituer un réseau de 100 grandes entreprises dans le monde pour faciliter la promotion et le développement de l’économie circulaire. Selon E. MacArthur, « l’économie circulaire représente pour les affaires une opportunité claire et sûre partout dans le monde. Notre initiative apporte la cohésion et une direction à cette opportunité. Elle favorise le partage des expériences entre les entreprises, la mise en commun des meilleures pratiques et le travail collaboratif pour obtenir de vrais succès commerciaux. Nous estimons la valeur de cette approche à plus de 10 milliards de dollars [US]. Elle encourage l’innovation, les investissements et la création d’emplois. » Le but de l’économie circulaire est de reconstruire le capital, qu’il soit financier, manufacturé, humain, social ou naturel, afin d’assurer une meilleure circulation des biens et des services. n La détentrice de records Dame Ellen MacArthur hisse les voiles pour l’amélioration du système industriel. metalworking world 7 EN BREF texte : henrik emilson ILLUSTRATION : khuan + ktron 15 Production d’énergie accrue de 15 pour cent 120 Diamètre du rotor: 120 mètres 106 Niveau sonore standard de 106 dB(A) 110 Un mât d’acier de 110 ou 139 mètres Autant en emporte le vent La nouvelle éolienne de General Electric est non seulement énorme (son rotor est aussi grand que la grande roue Eye Ferris de Londres) mais elle est aussi la première à utiliser un réseau informatique pour gérer les fluctuations du vent et fournir une énergie continue et prévisible au réseau. Avec ce système, les éoliennes d’un même parc fonctionnent de concert et non plus comme des unités indépendantes. Si l’une des éoliennes s’arrête, les autres compensent la perte de manière à ce que la production d’électricité reste constante. 8 metalworking world Un nouveau type de batterie au sodium stocke l’énergie produite en trop et la restitue en fonction des besoins. n technologie texte : christer richt photo : Adrian burt Une nouvelle arête de coupe imbattable Pourquoi la nouvelle nuance de coupe GC4325 ? Qu'est-ce que cette nuance de nouvelle génération apporte au vaste secteur du tournage des aciers ? Christer Richt a posé ces questions pour Metalworking World à Mia Pålsson, responsable produits senior chez Sandvik Coromant. Dans le domaine du tournage des aciers, les nuances P25 servent pour la plupart des tâches. Elles sont polyvalentes et sûres et peuvent même aider à résoudre les problèmes. La nuance P25 GC4225 introduite il y a quelques années est une des meilleures, alors pourquoi en sortir une nouvelle ? Qu'apportera-t-elle ? L'objectif était d'améliorer encore la sécurité du tournage ISO P25 et d'offrir des conditions de coupe plus élevées. Le domaine du tournage des aciers connaît d'importantes variations en termes de caractéristiques des matières, de pièces, d'opérations, de conditions et de limites. Les problèmes rencontrés sont très difficiles à résoudre avec une seule plaquette. L'introduction de la nuance GC4325 marque la septième génération de nuances P25 revêtues. Elle apporte de nouvelles possibilités d'optimisation. Elle est à des années-lumière de la première génération et elle affiche les meilleurs résultats que nous ayons jamais obtenus lors des tests depuis plus de 10 ans. Cela va avoir des répercussions importantes pour les ateliers qui usinent des aciers. En tant que leader du marché des outils de coupe, nous tenons à apporter à nos clients des améliorations continues. Nous savons que le domaine du tournage P25 connaît sans cesse de nouveaux besoins. Dans le développement de notre nouvelle nuance, nous avons amélioré l'adhérence du revêtement pour contrer toute brèche par laquelle l'usure pourrait démarrer. Le substrat des plaquettes doit supporter des températures élevées sans modification de sa structure. Le revêtement et le substrat ont été intégrés à un point qui n'avait jamais été atteint auparavant. Les conditions de coupe recommandées sont plus élevées que tout ce qui était possible dans ce domaine jusqu'à présent, mais la sécurité des process et la prévisibilité de la durée de vie sont les avantages majeurs de la nouvelle nuance. De telles performances représentent plus qu'une simple amélioration du revêtement et du substrat. L'avancée semble proportionnelle à l'apparition de la toute première nuance revêtue. Quelles autres innovations le développement du GC4325 apporte-t-il ? Les résultats que nous avons obtenus ne sont pas arrivés par hasard. Nous avons tenu compte de tous les facteurs et étudié de nombreux aspects. Tous les procédés employés dans la production intègrent des innovations. S'il fallait n'en retenir qu'un seul, ce serait la nouvelle structure cristalline du revêtement qui est l'élément majeur de l'incroyable résistance à l'usure du GC4325. n Pour en savoir plus : www.sandvik.coromant.com/ gc4325. metalworking world 9 technologie texte : christer richt image : borgs Problème : Comment augmenter la production et la sécurité dans le tournage des aciers P25 avec une seule nuance de plaquette alors que la matière, les conditions et les opérations varient énormément ? solution : En utilisant une nuance carbure cémenté revêtu de nouvelle génération. Ce matériau de coupe novateur offre un nouveau potentiel en termes de vitesses de coupe, une durée de vie plus longue et prévisible et une très grande fiabilité sur un champ d'applications étendu. À la pointe Les plaquettes ne sont efficaces et ne produisent de bons états de surface que tant que leurs arêtes restent intactes. Lorsqu'elles s'abîment, parfois prématurément, c'est parce qu'un mauvais type d'usure se développe. La rupture qui s'ensuit est rapide. La pièce usinée doit être mise au rebut et la sécurité du process est compromise. Il ne reste plus qu'à indexer la plaquette. La prévisibilité est devenue un facteur important dans l'usinage moderne avec une surveillance limitée. Il s'agit de savoir si les arêtes de coupe resteront intactes suffisamment longtemps pendant le tournage. Dans le domaine ISO P25, les matières sont très variables, des aciers bas-carbone ductiles aux aciers fortement alliés durs, en passant par la matière en barre et les aciers forgés, coulés ou pré-usinés. À cause de cette disparité, les vitesses de coupe appliquées dans le tournage des aciers dans l'industrie ne sont en moyenne que de 70 pour cent des valeurs recommandées. Ceci est dû à des facteurs tels que les capacités des machines, le diamètre des pièces ou les compétences des opérateurs, tout autant qu'à la nécessité d'assurer la sécurité des process. Les innovations de la 10 metalworking world nouvelle nuance P25 GC4325 vont changer la donne. Cette nuance a, en effet, une résistance d'arête supérieure qui bénéficiera à la sécurité des process. Les capacités de la nouvelle nuance s'illustrent bien dans le tournage de pièces en acier à roulements, un acier allié particulièrement exigeant. Les améliorations obtenues se sont avérées supérieures aux attentes. Cette sorte d'acier comporte des inclusions de carbures durs qui produisent une usure en cratère rapide et d'autres types d'usures peu souhaitables pour les arêtes de coupe. Le substrat de la nuance GC4325 supporte des températures élevées, ce qui contribue à réduire l'usure. Elle peut conserver des arêtes de coupe Débit copeaux Booster la productivité Vitesse de coupe Pièces usinées à l'heure Dans le domaine du tournage des aciers ISO P25, qui est très varié, la productivité dépend de nombreux facteurs en fonction du type de production. Elle repose toutefois toujours sur le rendement des machines, mesuré en débit-copeaux, et sur l'exploitation, c'est-à-dire le nombre de pièces usinées à l'heure. Du point de vue des arêtes de coupe, la productivité se résume aux conditions de coupe et à la durée de vie. Avec GC4325, des vitesses de coupe de 400 m/min sont normales, en fonction de l'application. de l'arête intactes dans une plage de températures idéales pour la production des copeaux. Il est ainsi possible d'augmenter la vitesse de coupe sans compromettre la prévisibilité ni la durée de vie. Cet avantage est appréciable pour les productions sans surveillance dans tout le champ d'applications P25. n Le contrôle de l'usure est essentiel dans le domaine du tournage des aciers ISO P25. Elle doit être continue et suivre un schéma correct. Les usures irrégulières et non controlées doivent être éliminées. La vue ci-dessus montre le meilleur type d'usure obtenu avec les nuances existantes. Dans ce cas, l'usure est excessive et prématurée. La vue ci-dessous montre l'état d'une arête GC4325 dans la même opération, au même point de l'usinage. L'arête est encore bonne et peut encore servir. Résumé Un gain de productivité moyen de 30 pour cent est aujourd'hui possible avec la nouvelle nuance de tournage des aciers P25, GC4325. Cette nuance autorise des conditions de coupe plus élevées, elle a une durée de vie plus longue et présente une sécurité accrue. Elle représente une nouvelle génération de plaquettes carbure cémenté revêtues et offre un nouveau potentiel dans le vaste champ d'applications ISO P25. metalworking world 11 texte : Vincent Bevins photo : Lalo de Almeida Travail main dans la main São Paulo, Brésil. À São Paulo, un partenariat – les brésiliens disent « un travail à quatre mains » – a apporté des améliorations à un process et d'importantes économies au fabricant de blocs moteurs Cummins. Usine de moteurs Cummins, Guarulhos, Brésil. L'équipe constituée par Cummins et Sandvik Coromant a développé un process optimisé. [1] [2] 14 metalworking world [1] Marcos Morine, spécialiste outils monoblocs cylindriques chez Sandvik Coromant, ici sur la ligne de production chez Cummins. [2] Luiz Adam Vavallo, Réglage outils, Sandvik Coromant nnn Chez Cummins, à São Paulo au Brésil, l'Opération 120 - un process d'alésage - posait problème sur la ligne du Bloc C, et cela empirait. Les pannes de la vieille machine qui alésait les cylindres des moteurs de camions coûtaient chaque année 80 000 réals (plus de 30 000 euros) en temps non productif et le budget prévu pour les réparations était de 30 000 réals (12 000 euros) en 2011. En outre, et cela n'était pas le moindre problème, les travailleurs étaient exposés à de sérieux risques de blessures. L'usine de Cummins à São Paulo possède sa propre équipe de spécialistes et de fournisseurs en interne. Mais la direction pensait que ces compétences ne suffiraient pas à résoudre le problème. Elle a fait appel à Sandvik Coromant pour trouver une solution temporaire à travers l'achat d'une pièce de rechange pour la vieille machine. Mais Sandvik Coromant a eu une autre idée : éliminer l'Opération 120 en exploitant de nouveaux outils, moyennant une réorganisation pour déplacer les opérations de la vieille machine sur d'autres, plus modernes et flexibles. Les responsables de Cummins ont été convaincus par la présentation d'Antonio Granzoto, le technico-commercial de Sandvik Coromant. « D'autres s'étaient déjà essayé à résoudre ce problème auparavant, mais ça n'avait rien donné », explique Emerson Carlos dos Santos, technicien production chez Cummins. « Mais quand nous avons vu la présentation, nous nous sommes dit qu'il fallait essayer, ça pouvait marcher. » La suite s'est montrée digne du partenariat entre Cummins et Sandvik Coromant, qui est présent sur le site depuis 2005. Les deux sociétés ont formé une équipe de 11 personnes, huit de Cummins et trois de Sandvik Coromant, pour réorganiser toute la ligne de production. "L'équipe était moins importante au début mais elle s'est agrandie en raison des problèmes de programmation", indique Thiago Vasques, ingénieur production de Cummins. « C'était un gros projet, avec beaucoup de monde. L'idée était d'impliquer autant de monde que possible. On travaillait avec huit machines flexibles et il fallait que les principaux opérateurs participent. » La réorganisation de la ligne posait deux grands problèmes. Tout d'abord, pour remplacer l'Opération 120, il fallait une nouvelle technologie, Silent Tools. Ensuite, toutes les autres opérations effectuées sur la vieille machine devaient être redistribuées sur d'autres machines sans que cela ne rallonge les délais de production. Toute ligne de production est obligée de suivre la cadence de la machine la plus lente. Le plan originellement développé par Granzoto imposait une limite de 12 minutes à tous les montages de machines. Cela impliquait une réorganisation physique complète de la ligne. Mais en cas de réussite, le gain serait de 700 000 réals (270 000 euros) par an, soit bien plus que le coût du projet. Et ça a marché. Dès ses premiers jours, le nouveau système a permis d'économiser 180 000 réals (presque 70 000 euros) sur les seules dépenses de fonctionnement. Dans le partenariat de Cummins et Sandvik Coromant, ce type de travail main dans la main a lieu tout le temps. « Il ne fait aucun doute que le projet du Bloc C a eu un impact important, et pas seulement en termes de coût, mais aussi sur l'ergonomie », affirme Geraldo Sumitomo, responsable en chef de la production chez Cummins. « Le partenariat avec Sandvik Coromant nous satisfait. Nous obtenons le meilleur de la technologie pour les outils et les process. Rien que cette année, nous testons huit nouveaux outils. » « Ce type de projet est très courant », poursuit Sumitomo. « Que cela vienne de nous ou d'autrui, toutes les améliorations et tout le travail de développement se fait en partenariat. » Emerson Carlos dos Santos soutient que les meilleures idées apparaissent à la machine à café. « On a toujours besoin de réduire les coûts », dit-il. « Thiago [Vasques] pense aux outils et nous parlons avec les gens de Cummins tous les jours. » L'usinage pour le secteur automobile tient une place de choix au Brésil, l'un des marchés du monde dont la croissance est la plus rapide. Mais dans un climat économique difficile, la réduction des coûts est critique. L'usine Cummins effectue le perçage et l'alésage de précision des blocs cylindres et culasses de moteurs diesel de camions pour des clients comme Ford et MAN. Elle réalise un chiffre annuel d'environ 12 millions d'euros. Cummins exporte 15 à 20 pour cent de sa production, principalement aux États-Unis. La société projette la construction d'une autre grande usine au Brésil. metalworking world 15 Côté technique CUMMINS : SÃO PAULO, BRésIL L'Opération 120 était un process d'alésage d'un bloc moteur qui traitait 1200 unités par mois chez Cummins. Les arrêts machine étaient fréquents et la sécurité était mauvaise. Au lieu de se contenter de fournir un nouvel outil d'alésage, Sandvik Coromant a créé une nouvelle solution grâce à un Programme d'Amélioration de la Productivité incluant plusieurs machines. La clé de l'amélioration était un nouvel outil Silent Tools suffisamment robuste pour effectuer l'alésage 120 sur une machine polyvalente plutôt que sur une machine réservée à cette opération. Le process d'alésage antivibratoire Silent Tools offre plus de stabilité et nécessite moins de support de la part de la machine. L'outil a été monté sur une machine CNC. De plus, le temps nécessaire pour l'ébauche des paliers de vilebrequins a pu être réduit de six minutes à deux. Toute la ligne de production a été réorganisée et sept autres process ont été déplacés sur des machines GROB et Heller. Les nouveaux process et les nouveaux outils ont permis de réduire les coûts, d'augmenter l'efficacité et de dégager du temps productif. 16 metalworking world Le service qualité vérifie les blocs moteurs usinés avant de les envoyer au montage. [1] Depuis l'usine Cummins, la vue porte sur la Via Dutra, un grand axe qui relie São Paulo à Rio de Janeiro. [2] Leidson Nunes, Réglage outils chez Sandvik Coromant, prépare une barre Silent Tools. [3] Outils cylindriques monoblocs, préparés et regroupés. [1] [2] Ils se réunissent aussi tous les vendredis pour échanger sur les façons d'améliorer le relationnel avec l'idée de lancer de nouveaux projets tous les six mois. « Les occasions d'améliorer ceci ou cela ne manquent pas », dit Granzoto. Ces dernières années, la réduction des coûts a été une obsession, plutôt que la croissance et la réorganisation de la production, ce qui reflète les tendances de l'industrie transformatrice des métaux au Brésil. Le pays possède un marché interne énorme et a accès aux marchés voisins comme l'Argentine, mais la réussite de l'économie brésilienne a entraîné une perte relative de compétitivité dans l'industrie manufacturière en raison de l'augmentation de la valeur de la monnaie nationale depuis la crise financière aux États-Unis et en Europe. La production du Bloc C a baissé de 20 pour cent en 2013 par rapport à l'année précédente. La réduction des coûts est essentielle, tout comme la participation de personnes compétentes dans le domaine de l'usinage. « Sandvik Coromant est présent si nous avons besoin d'un nouvel outil ou d'une nouvelle stratégie », souligne dos Santos. « Les technico-commerciaux nous connaissent ainsi que notre usine. » n [3] metalworking world 17 18 metalworking world texte : risto pakarinen Graphisme : Anton Thorsson photo : Magnus Cramer Pierre par pierre Inspiration. Trop d'innovation peut nuire. Parlez-en à LEGO dont l'excès de créativité, trop difficile à gérer, a failli la conduire à la faillite en 2003. Heureusement, la société a réussi à redresser la barre et à se reconstruire pierre par pierre. nnn « Je pense que la créativité est surfaite », affirme David Robertson, professeur à la prestigieuse école Wharton de l'université de Pennsylvanie où il enseigne l'innovation et le développement de produits. Robertson fait référence à la récente réussite de LEGO qui s'est relevé après une période de difficultés importantes. Fondée en 1932, LEGO, l'entreprise qui fabrique les fameuses petites briques, fait encore partie du monde numérique actuel. Les constructions de LEGO sont légion sur Internet, et des enfants de tous âges fabriquent tous les jours des assemblages de LEGO sur toutes sortes de sols, au mépris du danger des aspirateurs prêts à avaler les petites briques. Et pourtant, en 2003, LEGO s'est retrouvée au bord de la faillite, explique Robertson, l'auteur de Pierre par pierre : Comment LEGO a réécrit les règles de l'innovation pour conquérir l'industrie mondiale du jouet. en 2003, l'entreprise a enregistré un déficit de 150 millions d'euros ; Jørgen Vig Knudstorp, le directeur commercial, était très pessimiste sur l'avenir de LEGO. Jesper Ovesen, directeur financier expérimenté appelé à la rescousse, s'est montré encore plus pessimiste. Un millier de personnes ont été licenciées, les bâtiments du siège social ont été vendus, un emprunt a été contracté d'urgence et, pour finir, la société a dû vendre la majorité de ses actions sur ses parcs à thème. « Il leur fallait trouver des liquidités pour rester à flot » indique Robertson. Pourtant, l'entreprise n'avait commis aucune erreur de gestion. À la fin des années 1990, elle s'était rendu compte que les enfant abandonnaient leurs LEGO de plus en plus jeunes au profit des jeux vidéo. Les filières de distribution changeaient et les nouveaux distributeurs s'avéraient plus durs sur la marge de LEGO. Des jouets concurrents étaient fabriqués dans des pays low-cost et la couronne danoise était devenue plus forte. En outre, les brevets de LEGO étaient arrivés en fin de vie. L'entreprise a alors créé plusieurs innovations, dont des films, des jouets électroniques, des jeux vidéos et des centres d'éducation. Elle a recruté des créatifs dans le monde entier et s'est dotée de franchises Star Wars et Harry Potter. Il y a plus de 915 millions de façons de combiner six blocs LEGO. Chaque année, plus de 400 millions de personnes passent 5 milliards d'heures à jouer avec des LEGO. Les LEGO sont vendus dans plus de 130 pays. En moyenne, il se vend sept boîtes de LEGO à chaque seconde. Il existe 62 blocs LEGO par habitant de la Terre. La précision des machines qui fabriquent les LEGO est de l'ordre de deux millièmes de millimètre. metalworking world 19 « Les LEGO Star Wars et Harry Potter ont eu un énorme succès, mais seulement lors de la sortie des nouveaux films », explique Robertson. « En l'absence de nouveaux films, en 2003 et au début 2004, les ventes chutaient. Presque toutes les innovations de 1999 à 2002 ont été des échecs. » « LEGO est un modèle d'affaires à coût fixe. Au dessus d'un certain niveau, les profits s'accumulent rapidement, mais en dessous, les pertes sont tout aussi rapides à s'additionner. » « Paradoxalement, une des raisons des difficultés de LEGO tenait à l'excès de créativité », poursuit Robertson. « La société regorgeait de nouveautés et LEGO encourageait cette tendance. Ça n'était pas rentable et cela manquait de maîtrise. Maintenant, il y a un nouveau système. La créativité est toujours là, mais les designers de LEGO ont des objectifs mieux ciblés et la rentabilité est au rendez-vous. » Pour renouer avec la rentabilité, LEGO est revenu à sa base, les briquettes. « LEGO a un vrai talent pour construire du sens à partir des briquettes et pour mettre en scène des constructions intéressantes », souligne Robertson. La crise a, en un sens, appris l'humilité à LEGO. Dans le passé, l'entreprise organisait de grandes foires aux idées et la direction décidait de celles qui seraient retenues. « Désormais, ils dressent des schémas narratifs, par exemple sur le thème des combats Ninja, et ils écoutent ce que les enfants en disent », poursuit Robertson. « Si les enfants construisent des scénarios, LEGO sait que le jouet possède un potentiel. Comme ils aiment le dire entre eux, il n'y a que deux sortes de gens honnêtes, les enfants et les ivrognes. Le rôle du directeur est de chercher ce que les enfants disent. Qu'est-ce que cela nous apprend ? C'est un processus totalement différent. » Le nouveau système de direction de l'innovation est David Robertson, professeur à l'école Wharton, Université de Pennsylvanie. beaucoup plus ciblé. Auparavant, les responsables de LEGO tiraient des ficelles qui n'étaient reliées à rien. « Il faut maîtriser ce que l'on fait », insiste Robertson. « C'est plus contraignant pour les designers, mais certains préfèrent cela parce qu'au lieu de produire des idées qui ne deviendront jamais des produits, ils sont sûrs de les voir sur le marché neuf fois sur dix. » Et d'ajouter que l'innovation se distingue de la créativité. « Au sein d'une société, l'innovation dépend de beaucoup d'acteurs. Vous n'êtes par forcément un artiste, mais vous avez peut-être un talent pour trouver des entreprises qui font des choses intéressantes et pour ramener leurs idées dans votre propre société ; vous pouvez être doué pour l'encadrement d'équipes de créatifs, ou pour la collaboration avec des partenaires extérieurs. Il est très intéressant de rassembler différents partenaires de manière systématique et c'est le secret de l'innovation rentable. » La créativité s'inscrit dans ce contexte, mais elle n'en est pas le rouage principal, selon Robertson. « Je pense que la créativité est surfaite », affirme-t-il. « Je pense que les idées créatives sont un sous-produit naturel des bons processus, et qu'elles arrivent souvent lorsque vous vous y prenez-bien. » Le nouveau système de LEGO est en place depuis dix ans, et il semble fonctionner. « Une croissance des ventes de 24 pour cent par an et une croissance des profits de 40 pour cent, c'est impressionnant », dit Robertson. « Tout le monde cite Apple comme le modèle de l'entreprise novatrice, mais LEGO fait partie de ce club aussi. Ses récents résultats dépassent ceux d'Apple. » n Qu'est-ce que les fabricants peuvent retenir de l'histoire de LEGO ? [1] L'innovation n'est pas toujours rentable. Il faut équilibrer la créativité et l'efficacité. [2] L'approche et l'offre doivent être réexaminées régulièrement. Tout ce qui ne marche pas doit être changé. [3] L'adaptation est la clé de la réussite à long terme. Il faut rester à l'affût des nouvelles possibilités de diversification. [4] Il faut continuer à jouer et à s'amuser ! 20 metalworking world Connaissez-vous l'APPLI ? Si vous aimez le magazine Metal-working World, vous allez adorer la version numérique ! Téléch ar l'appl gez gratu i ite ! MW W ipa d est so 3/13 rti ! Histoires vraies : Des images du monde entier articles techniques : Plus d'articles techniques approfondis Contenu interactif : Films Animations Liens L'appli Metalworking World est gratuite. Elle peut être téléchargée sur iPad depuis iTunes app store. metalworking world 21 technologie texte : Elaine Mcclarence image : borgs Problème : Comment améliorer les process de tronçonnage ? solution : Avec un outillage optimisé qui économise la matière et augmente la sécurité des process. Concepts optimisés pour le tronçonnage Pour les productions en grandes séries à partir de barres, les fabricants sont toujours à la recherche de solutions pour économiser la matière, pour mieux contrôler les coûts et pour augmenter la capacité des embarreurs. Il est aussi important de garantir la sécurité des process, notamment grâce à la prévisibilité des outils et à la fiabilité de leur durée de vie, afin d'obtenir une qualité de pièces régulière. Ceci s'applique, bien entendu, au tronçonnage. Sandvik Coromant a introduit plusieurs solutions avec des lames de tronçonnage SL, des adaptateurs, des outils à manche et des outils de décolletage ainsi qu'une nouvelle génération de plaquettes pour le tronçonnage. CoroCut QD est basé sur les gammes éprouvées Q-Cut et CoroCut. Ce système offre plus de possibilités pour les process en question avec plus de flexibilité, une facilité d'utilisation accrue et un éventail de choix clair. L'accent a été mis sur l'amélioration d'aspects clés tels que la fabrication des outils dans un nouveau matériau et une conception calculée par la méthode des éléments finis pour plus de stabilité des process. L'attachement des outils est assuré par un mécanisme astucieux et simple. Le logement de plaquette est incliné de 20 degrés et comporte une butée afin de supporter les forces de coupe élevées. Pour les largeurs de plaquettes de 2 millimètres ou plus, l'interface du logement comporte un rail qui augmente la stabilité. 22 metalworking world CoroCut QD possède de nouvelles géométries de tronçonnage. Pour le tronçonnage, il est important d'avoir des forces de coupe aussi faibles que possible et un débit copeaux efficace. La plaquette doit être la plus étroite possible et avoir une géométrie qui produit des copeaux plus étroits que la gorge afin de faciliter leur évacuation et de produire de bons états de surface. CoroCut QD offre cinq géométries de tronçonnage et une géométrie de tournage. Des ébauches à rectifier sont aussi disponibles ainsi que des options Tailor Made pour une grande variété de matières. Le revêtement de plaquette PVD offre une meilleure adhérence, une qualité d'arête supérieure et des tolérances ER serrées. Pour tirer avantage des capacités d'arrosage à haute pression des tours modernes, CoroCut QD permet l'arrosage par l'intérieur avec toutes les plaquettes d'une largeur de 2 millimètres ou plus. L'utilisation est aisée avec des raccords « plug-and-play » adaptés à l'arrosage haute pression. CoroCut QD répond à l'augmentation du coût des matières premières grâce à des largeurs de tronçonnage plus petites. Ce système offre aussi une solution pour les matières fortement alliées et pour les avances plus grandes permises par l'arrosage haute pression. n Étude de cas : Endress & Hauser, un grand fabricant d'équipements de mesure et d'automatisation industriels, produit des pièces à partir de barres faisant jusqu'à 60 millimètres de diamètre. Selon les pièces, les process durent de deux à 10 minutes ; le tronçonnage est une des dernières opérations. En raison du coût élevé des pièces, la société s'est tournée vers Sandvik Coromant pour améliorer la sécurité des process. Les matières usinées comprennent aussi bien l'Hastelloy que des aciers inoxydables. L'objectif était de pouvoir les tronçonner avec la même nuance et la même géométrie de plaquette. Les essais avec CoroCut QD ont montré une meilleure sécurité des process, une amélioration des états de surface et une durée de vie plus longue. Cette dernière s'est avérée six fois plus longue dans les aciers inoxydables et trois à cinq fois plus longue dans l'Hastelloy. Le nouvel outillage s'est aussi révélé plus économique. Grâce à la plus petite largeur des plaquettes, la matière en barre a pu être économisée et la possibilité d'effectuer toutes les opérations de tronçonnage avec une seule nuance et une seule géométrie de plaquette a permis de réduire les stocks d'outils, ce qui représente aussi une économie. Résumé La fabrication de pièces en grandes séries à partir de barres nécessite des process de tronçonnage qui économisent la matière et réduisent les coûts. CoroCut QD est la dernière solution proposée par Sandvik Coromant. Elle incorpore tout le savoir-faire de la société en matière d'usinage de barres. Le résultat est un système simple à utiliser et à sélectionner. Pour le tronçonnage, il est important d'avoir des forces de coupe aussi faibles que possible et un débit copeaux efficace. metalworking world 23 textE : Paul redstone Avancées en taillage d'engrenages Per Morten Abrahamsen Les nouvelles technologies de coupe vont transformer le monde du taillage d'engrenages. La précision sera plus grande et les temps de production seront réduits. Des gains de temps de 90 pour cent vont redéfinir la compétitivité. « Il est désormais possible de faire des choses qui étaient impossibles auparavant » affirme Lars Bursche, vice-président de Sandvik Coromant. nnn La qualité est le critère le plus important dans le taillage d'engrenages. C'est pour cela que l'industrie est lente à adopter de nouvelles technologies, préférant attendre qu'elles aient fait leurs preuves. Mais des innovations telles que les fraises-mères et fraises-disques à plaquettes indexables apportent des gains de productivité trop importants pour qu'on puisse les ignorer. Selon Lars Bursche, vice-président de Sandvik Coromant, le changement de technologie est une vraie révolution. Pour lui, l'industrie est à un important tournant et la réponse des fabricants à la nouvelle technologie déterminera l'évolution du paysage concurrentiel. Q : En quoi est-ce une révolution ? R : L'apparition d'outils et de méthodes qui réduisent les temps de cycle de 50 à 90 pour cent par rapport aux solutions existantes est rien moins que révolutionnaire. Pour certains fabricants, c'est même inquiétant. Mais il faut qu'ils se posent la question : pouvons-nous nous permettre d'ignorer cette technologie ? 24 metalworking world Q : Quels sont les risques ? R : Il n'y en a pas vraiment. Les nouveaux outils sont un investissement sur trois à cinq ans. Normalement, la durée d'amortissement est de moins de trois mois. Les fabricants d'engrenages qui travaillent avec des fraises-mère acier rapide n'en achètent jamais qu'une à la fois. Il leur en faut environ 10 du même type à cause de la logistique liée au réaffûtage et à la rénovation du revêtement, afin que la production ne s'arrête pas. Q : Qu'est-ce que Sandvik Coromant apporte dans le domaine du taillage d'engrenages ? R : Nous repoussons les limites de ce qui est possible aujourd'hui en matière de technologie d'outils coupants. Il est désormais possible de faire des choses qui étaient impossibles auparavant et cela rend notre fraise-mère à profil complet CoroMill 176 unique. Quant à nos concepts de fraises-disques, ils apportent un important gain de productivité et ils ont une durée de vie beaucoup plus longue. Nous avons aussi fait de grands progrès avec les fraises de finition grâce à notre travail de conception poussé et à des logiciels de prototypes. Elle s'adresse aussi aux ateliers qui n'ont pas de machines de taillage d'engrenages. Elle combine le rainurage et le tournage-fraisage pour produire des profils de dentures en développante de cercle de tout module et de tout angle d'hélice en un seul montage sur une seule machine. Il existe aussi une nouvelle méthode d'usinage multi-axes pour les engrengages cylindriques et hélicoïdaux qui produit les dentures grâce à la trajectoire de l'outil plutôt qu'à son profil. La technologie uP-Gear est faite pour offrir productivité et flexibilité dans la production d'engrenages coniques. Elle fonctionne sur les machines multi-axes à l'aide d'un logiciel spécifique facile d'emploi et utilise des fraises sélectionnées en fonction de l'application. métrologie performants. Nous sommes en mesure de prévoir la qualité des fraises avant même de les produire. Pour les fraises-mères, nous fabriquons les plaquettes sur mesure en fonction des besoins du process et du résultat souhaité ; les protubérances sont possibles. Nos nouveaux concepts produisent souvent de meilleurs états de surface et des tolérances plus serrées que les fraises-mères acier rapide. Pour les engrenages pré-trempés, nos concepts dépassent largement l'acier rapide. Il est possible d'usiner des roues dentées d'une dureté 52 HCR, ce que seul le carbure cémenté autorise. Q : L'outillage moderne nécessite-t-il des machines récentes ? R : Non. Avec nos concepts de taillage à la fraise-mère, on obtient de bons résultats même sur des machines de 50 ans, avec un gain de temps de plus de 50 pour cent. Mais les nouveaux outils associés à des machines récentes, notamment avec attachement Coromant Capto intégré, produisent de vrais miracles ! Q : Cette technologie s'adresse-t-elle aussi aux petits fabricants ? R : Oui. Les nouveaux concepts de fraises-mères comme CoroMill 176 et 177 sont avantageux pour les grandes productions mais ils conviennent aussi aux productions en moyennes séries, de l'ordre de 1000 à 1500 unités par an. Pour les petites productions, le nouveau concept de fraise-disque CoroMill 172 est le meilleur choix. Nos nouvelles méthodes de taillage d'engrenages révolutionnaires, InvoMilling et uP-Gear, sont, elles aussi, bien adaptées aux productions en faibles volumes. Q : À quelles applications les méthodes InvoMilling et uP-Gear sont-elles destinées ? R : InvoMilling est une approche flexible qui permet de produire de petites séries ou des Q : La précision des outils à plaquettes indexables est-elle comparable à celle des outils acier rapide ? R : Les fraises-mères acier rapide perdent en qualité au fil des réaffûtages. Avec les plaquettes carbure indexables, votre fraisemère est comme neuve à chaque fois que vous changez les plaquettes, sans perte de qualité. Par ailleurs, avec un gain de temps de production de 50 à 90 pour cent, les engrenages reviennent beaucoup moins cher à produire. Q : Quelle est la durée de vie des outils avec des conditions de coupe basses ? R : Une durée de vie deux à trois fois plus longue est garantie. En pratique, elle peut souvent atteindre cinq fois. La vitesse de coupe peut descendre à 80 m/min. Pour une production plus rapide, la technologie autorise 250 m/min sans huile. La fraise-mère à plaquettes indexables CoroMill 176 est aussi disponible avec attachement Coromant Capto intégré pour les machines 4 ou 5 axes. Q : Quelles sortes de roues dentées peuvent être usinées avec la nouvelle technologie ? R : Actuellement, il est possible d'usiner des modules de M1,5 (InvoMilling) à M50. Nos solutions à profil complet sont, pour l'instant, limités à M10, mais cela va évoluer. Le développement ne s'arrête jamais ! n metalworking world 25 technologie textE : turkka kulmala image : borgs Problème : Comment réussir le fraisage en bout dans une poche de 125 millimètres de profondeur avec un rayon d'angle de 15 millimètres dans une pièce aéronautique complexe ? solution : Utiliser une fraise à tête interchangeable EH avec une queue en métal dense sous-dimensionnée. Compacts et flexibles Le concept de modularité dans l'outillage vise à réduire les choix au profit d'une plus grande flexibilité. Un accouplement standard permet de réduire les stocks d'outils et de profiter de la multifonctionnalité sans sacrifier la rigidité (voir MWW n° 2/2010, p. 7). Les systèmes d'attachement de Sandvik Coromant Capto et EH (pour les têtes de coupe interchangeables) représentent deux niveaux de modularité basés sur le même principe avec un cône précontraint et une collerette assurant un bon contact et offrant une rigidité et une résistance maximum. Le système EH est utilisé pour des têtes de fraisage en bout monobloc ou à plaquettes indexables et pour des outils d'alésage. Ces têtes, dans la plage de 10 à 32 millimètres, s'adaptent aux mêmes queues et forment une gamme intermédiaire entre les outils carbure monobloc et les outils à plaquettes indexables. La structure compacte des outils EH est avantageuse pour deux types d'applications : celles qui demandent de grandes longueurs de porte-à-faux, notamment dans les 26 metalworking world grands centres d'usinage, et celles qui posent des problèmes de débattement comme dans les centres d'usinage de petite ou moyenne taille ou comme avec les porte-outils entraînés dans les centres de tournage. Les interfaces d'outils courantes dans les tourelles des centres de tournage sont Coromant Capto en taille C3 à C5 ; dans les petits centres d'usinage, les interfaces communes sont BT30 et HSK40/50 pour plus de productivité. L'accessibilité demande des outils minces mais rigides. Le système EH offre ces caractéristiques ; il permet d'employer une queue sous-dimensionnée par rapport à la tête de coupe afin d'améliorer le débattement, par exemple pour les poches profondes. Le fraisage de poches profondes dans l'aéronautique est un bon exemple d'application où les fraises modulaires EH associées à des queues carbure monobloc ou métal dense offrent l'accessibilité requise sans compromettre la sécurité des process. L'alternative serait d'utiliser des outils spéciaux, mais le coût serait plus élevé et les Une petite longueur de projection est nécessaire dans les petits centres de tournage. délais de livraison seraient plus longs ; en outre, les ruptures d'outils seraient aussi très coûteuses. Le système EH est très compact. Les outils ne comportent que deux éléments, la queue et la tête de coupe. Pour les applications nécessitant une faible longueur de porte-à-faux, notamment avec les porteoutils entraînés dans les centres de tournage qui limitent le diamètre de débattement, cette configuration est optimale. Du point de vue de la productivité, les outils EH courts et rigides ont un impact significatif. La profondeur de coupe peut être augmentée jusqu'à 10 fois. n Résumé La modularité offre une grande flexibilité d'utilisation sans compromettre la sécurité, et les possibilités de standardisation sont étendues. Les outils modulaires à têtes de fraisage interchangeables autorisent aussi bien de grandes longueurs de porte-à-faux pour l'usinage de poches profondes que des longueurs réduites pour les tourelles encombrées. La rigidité autorise une bonne productivité dans tous les cas. metalworking world 27 texte : johan rapp illustration : khuan + Ktron Tout a commencé avec einstein Innovation. Le réacteur à fusion ITER destiné à la recherche est en construction. Son objectif est de produire dix fois plus d'énergie qu'il n'en consomme. Les espoirs sont grands, mais les défis sont nombreux. nnn À Saint-Paul-lez-Durance au nord-est de Marseille, le plus grand réacteur à fusion du monde pour la recherche, ITER, est en construction. Les chercheurs affirment qu'il pourrait résoudre les problèmes énergétiques de l'humanité à l'avenir. « Il s'agit de reproduire sur terre la réaction de fusion qui a lieu dans les étoiles », indique Francesco Romanelli, responsable de l'EFDA (Accord Européen pour le Développement de la Fusion). Les réacteurs actuels sont basés sur la fission, l'énergie libérée par les atomes lorqu'ils se divisent. La fusion libère de l'énergie lorsque les atomes fusionnent. Cette énergie est virtuellement illimitée car elle utilise des matières premières abondantes (le deutérium de l'eau et le lithium). La fusion ne produit pas de gaz à effet de serre ni de déchets radioactifs ; elle est considérée comme beaucoup plus sûre que la fission car elle ne produit pas de réaction en chaîne. Selon les officiels d'ITER, les accidents n'auraient que des conséquences limitées et localisées. Les quantités énormes d'énergie nécessaires pour entretenir le processus de fusion sont un défi. La matière est transformée en plasma à très haute température. Pour la première fois en 1991, un laboratoire européen (JET) a pu produire une quantité significative d'énergie (1,7 mégawatts) à partir 28 metalworking world d'une réaction de fusion nucléaire contrôlée. D'autres essais ont donné encore plus d'énergie, mais jusqu'à présent, ces réactions consomment plus d'énergie qu'elles n'en produisent. La tâche d'ITER sera d'y remédier. Le réacteur pourra atteindre une température de 150 millions de degrés Celsius sous haute pression et sera en mesure de produire 500 mégawatts avec une consommation de 50 mégawatts. La construction d'ITER a commencé en 2007. Une centaine de bulldozers ont préparé le terrain pendant plus d'un an. Le bâtiment de bureaux futuriste d'ITER a été inauguré cette année. Mais ITER est encore loin d'être prêt. La construction progresse étape par étape. Les chercheurs doivent résoudre de nombreux problèmes au fur et à mesure. L'évacuation de la chaleur est l'un de ces problèmes. Le plasma est maintenu dans une énorme structure annulaire, un tokamak, par un champ magnétique. Le fond, fait d'acier inoxydable et de tungstène, fait office d'échangeur thermique. La température est très élevée. Cela suffit pour la recherche car le réacteur ne fonctionne que pendant quelques minutes, mais c'est insuffisant pour une utilisation continue. Une autre inconnue est la matière qu'il faudrait utiliser pour les parties du tokamak en contact avec le plasma. La fusion libère des neutrons très chargés en énergie qui bombardent les matériaux et les affaiblissent. Un des objectifs de la recherche est de trouver des matières capables de résister à cet environnement. Le tokamak ITER ITER est financé par l'Union Européenne, l'Inde, le Japon, la Chine, la Russie, la Corée du Sud et les États-Unis. La température à l'intérieur du tokamak ITER atteindra 150 millions de degrés Celsius, soit dix fois la température à l'intérieur du soleil. La poids du tokamak ITER sera de 23 000 tonnes, soit trois fois la Tour Eiffel. Il faudra 80 000 kilomètres de brins supraconducteurs de niobium et d'étain pour les bobines de champ toroïdal d'ITER. Le bâtiment du tokamak s'élèvera à 60 mètres de hauteur et s'enfoncera à 13 mètres sous terre. Hélium Per Forssell Deutérium directeur du secteur des affaires, énergie, Sandvik Coromant L'innovation est la solution Neutron Sandvik Coromant investit énormément dans la R&D pour aider les entreprises du secteur de la production d'électricité à trouver de nouvelles solutions. Nous avons demandé à Per Forssell, directeur du secteur des affaires, quels étaient les besoins actuels et futurs. Q : La construction d'ITER est très exigeante pour les matières et la technologie. Quelle est la contribution de Sandvik Coromant ? Nous sommes à la pointe de la technologie de l'usinage dans le secteur de la production d'électricité. Nous proposons des solutions et des applications aux clients qui fournissent des pièces à ITER. Tritium Q : Qu'est-ce qui caractérise votre Et il reste de nombreuses autres questions à étudier. Les opposants à l'utilisation commerciale de la fusion soutiennent qu'elle restera un rêve impossible à atteindre. « Les difficultés sont innombrables, mais les avantages potentiels sont trop grands pour qu'on les ignore », dit Michel Claessens, responsable de la communication d'ITER. « Nous travaillons d'arrachepied pour donner tort aux critiques. » Les premiers essais du plasma sont prévus pour 2020. Les essais de fusion pour produire dix fois plus d'énergie que l'énergie consommée commenceront sept ans plus tard, selon le calendrier d'ITER. Les plans prévoient qu'un prototype commercial, DEMO, succède à ITER dans les années 2030. Les premiers mégawatts d'électricité produite par fusion nucléaire seront alors injectés dans le réseau. Les espoirs de l'EFDA sont que la fusion devienne viable commercialement d'ici 2050. Il se sera alors écoulé 150 ans depuis qu'Albert Einstein a formalisé l'énergie des étoiles dans sa célèbre équation E=mc² selon laquelle une petite masse (m) peut produire une grande énergie (E). La théorie de la fusion découle de cette équation. Si les mystères de la fusion vous intriguent, pensez au soleil. Son énergie est celle de la fusion des noyaux d'hydrogène en hélium. Au coeur de l'astre, 620 millions de tonnes d'hydrogène sont fusionnées à chaque seconde. n 30 metalworking world Fusion du deutérium et du tritium produisant de l'hélium 4 ; un neutron est libéré avec une énergie de 17,59 MeV. travail actuel avec les clients du secteur de la production d'électricité? Nous sommes un acteur majeur dans ce secteur à travers notre contribution à la fabrication de pièces pour des centrales à charbon et à gaz ainsi que pour des centrales hydrauliques, éoliennes et nucléaires. Les besoins varient en fonction des systèmes. Avec la complexité des centrales, les arrêts sont coûteux, aussi est-il essentiel que les pièces soient de la plus haute qualité. Nous pouvons apporter la qualité requise. Q : Quel est votre avis sur le futur de la production d'électricité ? La question du climat est cruciale. Il va s'écouler du temps avant que nous puissions compter sur des solutions comme ITER. Nous continuerons à dépendre du charbon pendant encore vingt ans au moins. Le charbon est polluant, aussi les efforts sont consacrés à réduire les émissions et à améliorer le rendement de ces centrales. Les turbines sont faites dans de nouvelles matières pour supporter des pressions et des températures plus élevées ; cela demande des efforts particuliers au niveau de l'usinage. Avec nos investissements importants en R&D, nous pouvons répondre aux besoins. texte : Anna McQueen photo : Audrey Bardou Des coudes très spéciaux Manoir Industries fabrique des pièces de très grande taille telles que des coudes et des tubes pour l'énergie nucléaire. Grâce à son partenariat avec Sandvik Coromant, l'entreprise peut désormais fournir des pièces finies au lieu d'ébauches. Pîtres, France. metalworking world 31 Semi-finition de petites pièces. Avec sa nouvelle machine, Manoir Industries peut désormais usiner des pièces pesant jusqu'à 16 tonnes. Les coudes tels que celui-ci peuvent peser huit tonnes. Ce sont des pièces critiques pour l'industrie nucléaire. nnn On oublie vite l'image de la Normandie avec ses vallons, ses pommeraies, ses vaches paissant dans de vertes prairies et son camembert crémeux en pénétrant chez Manoir Industries à Pîtres, près de Rouen. Les flamèches, le métal en fusion, l'industrie lourde et l'usinage high-tech de pièces pour l'industrie nucléaire sont une tout autre réalité. Manoir Industries est le leader mondial des boucles primaires coulées pour les centrales nucléaires. L'entreprise est spécialisée dans les pièces complexes faites dans des métaux spéciaux qui doivent avoir des qualités spécifiques pour leurs applications dans l'industrie pétrochimique et nucléaire. Avec ces pièces, il n'y a pas de marge d'erreur. En 2011, l'entreprise a investi dans un metalworking world 32 centre d'usinage horizontal, une machine TOS Varnsdorf WRD130 d'une valeur de 2,3 millions d'euros, afin de pouvoir usiner des corps de vannes et des pièces de pompes pouvant peser jusqu'à 16 tonnes. Cet investissement illustre le rôle essentiel de Manoir Industries dans la construction de centrales électriques dans le monde. Il s'inscrit aussi dans le cadre du partenariat avec Areva signé en 2012 en vue du remplacement des circuits primaires des centrales nucléaires françaises les plus anciennes. « Nous pouvons maintenant usiner l'intérieur des boucles primaires des installations nucléaires », indique Gilles Beaujour, responsable méthodes industrielles chez Manoir Industries. « Il s'agit de grands coudes et tubes que nous coulons depuis longtemps à Pîtres, mais jusqu'à présent nous les livrions bruts de coulée. Nous offrons désormais des solutions complètes à nos clients et nous espérons attirer de nouveaux clients cherchant des solutions de finition. Il existe une demande dans le domaine des tubes, de l'énergie, des vannes et pompes, et de la défense. » Le centre d'usinage a été commandé en octobre 2011 au fabricant Tchèque TOS Varnsdorf par l'intermédiaire du distributeur français REPMO. Il a été livré en mai 2012. L'installation de la machine a été un défi technique. Elle a nécessité 34 toupies de béton, 1400 parpaings, 11 tonnes de fer à béton et 900 tonnes de remblais pour la seule base. Après la commande de la machine, Manoir Industries a dû déterminer quel outillage serait nécessaire et, surtout, qui en serait le fournisseur. G. Beaujour a d'abord demandé l'avis des fournisseurs habituels de Manoir Industries et a commandé une étude au centre de R&D de l'École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM) de Cluny. « L'étude commandée visait à déterminer les méthodes et matériaux de coupe », indique-t-il. G. Beaujour est lui même un ancien élève de l'ENSAM. « Il fallait optimiser ce nouveau moyen de production et valider les outils coupants ainsi que les positions pour avoir le meilleur compromis entre la vitesse de coupe, le débit-copeaux et l'usure. » Ayant retenu le système Coromant Capto de Sandvik comme meilleur candidat, G. Beaujour a commencé à travailler avec Damien Benoist, spécialiste Tooling system chez Sandvik Coromant à Orléans. « Les coudes à 90 degrés des circuits primaires font 787.4 millimètres de diamètre et pèsent huit tonnes », souligne D. Benoist. « L'usinage de ces pièces implique l'enlèvement de 2,5 tonnes de copeaux, mais la plus grande difficulté technique est de concevoir un système suffisamment souple pour atteindre les différentes parties à l'intérieur où il faut enlever entre quatre et 20 millimètres de surépaisseur pour la finition. » La solution utilise un attachement Coromant Capto de taille C10 et une unité de coupe La machine WRD130 utilise des unités de serrage Coromant Capto en tailles C10, C8 et C6. Elles permettent le changement rapide des outils et sont résistantes, fiables et faciles à utiliser. Les porte-outils comprennent plusieurs unités Coromant Capto C10 spéciales qui peuvent recevoir des outils longs ou courts en versions à droite, à gauche ou neutre. La machine utilise des plaquettes indexables carbure. Lorsqu'elles sont usées, Manoir Industrie les confie à Sandvik Coromant pour le recyclage. metalworking world 33 L'erreur n'est pas permise. Gilles Beaujour et ses collègues de Manoir Industries sont des leaders de classe internationale dans les boucles primaires coulées pour les centrales nucléaires. metalworking world 35 La machine TOS à l'œuvre. Le premier coude a avoir été usiné a été livré en octobre 2012. 36 metalworking world Gilles Beaujour de Manoir Industries voit un avenir brillant pour son entreprise. spécialement mise au point pour cette application. « Damien a réussi à transformer mes spécifications en un système industriel », poursuit G. Beaujour. « Sandvik Coromant ne s'est pas contenté de me vendre des produits ; j'ai eu tout le soutien nécessaire pour développer un process efficace. » D. Benoist a eu l'idée d'utiliser des outils doubles pour réduire les temps de changement d'outils. « Les outils doubles, ou outils turbo, sont très utilisés dans le secteur automobile, et ils semblaient prometteurs dans cette application aussi », dit-il. « À l'ACES (Centre d'étude de solutions sur mesure), nous cherchons des solutions pour les problèmes techniques qui ne peuvent pas être résolus avec des solutions standard ; nous mettons aussi au point des process optimisés à la pointe de la technologie et économiquement viables. » Manoir Industries souhaitait cependant que la solution de serrage et de coupe soit aussi standard que possible. « L'outillage à changement rapide, la modularité et la compatibilité sont très importants pour l'économie à long terme. Nous devons pouvoir ajouter d'autres outils standard pour satisfaire d'autres contrats d'usinage », explique G. Beaujour. La nouvelle machine est entrée en production en septembre 2012. Manoir Industries a alors réalisé que le problème des vibrations pendant l'usinage n'avait pas été pris en compte. G. Beaujour se remémore ces événements : « Nous avions supposé que le seul poids des pièces usinées neuf tonnes pour les coudes - suffirait à assurer la stabilité. Mais les forces en jeu pendant la n Sophie Maire (à gauche) et Damien Benoist (au milieu) de Sandvik Coromant avec Tierry Grille et Gilles Beaujour (tout à fait à droite) de Manoir Industries. « Nous avons trouvé une solution optimale ensemble », dit G. Beaujour. coupe sont très grandes et des vibrations sont apparues. J'ai immédiatement lancé une étude à l'ENSAM pour mettre au point un montage plus sûr des pièces ; mais pour les premières pièces, nous avons dû les arrimer avec des chaînes de gros calibre. » Un autre sujet d'inquiétude était la jonction entre les deux coupes au milieu. À cause de la taille des pièces, la coupe se fait en deux étapes, par chacune des extrémités, et la pièce est tournée de 180 degrés entre les deux. « Nous avons tous été impressionnés de constater qu'il n'y avait qu'un dixième de millimètre de différence entre les deux coupes », souligne G. Beaujour. Le premier coude usiné a pu être livré fin octobre. Chaque pièce nécessite 250 heures d'usinage et environ deux kilogrammes de plaquettes carbure ; celles-ci sont reprises et recyclées par Sandvik Coromant. Les différentes personnes impliquées tombent d'accord que l'une des raisons de cette réussite est une même passion partagée. « Nous avons travaillé ensemble pour atteindre un but commun et trouver la meilleure solution », affirme G. Beaujour. « Je suis persuadé que les seuls partenariats qui marchent sont ceux où l'accord se fait au niveau interpersonnel. » Les temps sont fastes pour Manoir Industrie. Un nouvel investisseur est arrivé pour financer un plan de croissance sur cinq ans. L'entreprise met en place une nouvelle stratégie de remplacement et de modernisation de ses équipements. Pour G. Beaujour, « l'avenir semble très prometteur. La production de pièces à forte valeur ajoutée sur la machine TOS est un grand pas de fait vers la création de l'industrie du futur. » n Fondée en Normandie en 1917, Manoir Industries est désormais présente à l'international. Le groupe est présent sur trois marchés clés : pétrochimie et nucléaire, énergie et industrie, rail et construction. Il emploie 1600 personnes et réalise un chiffre annuel de 220 millions d'euros environ. En 2013, Manoir Industries a été acheté par son partnaire historique, le géant de l'industrie transformatrice des métaux en Chine Yantai Taihai. L'entreprise se concentre sur la fabrication de pièces uniques conçues conjointement avec ses clients, aussi la qualité et le service sont des atout majeurs. Manoir Industries est forte de son savoir-faire dans le traitement des matières premières et travaille avec ses clients dès les premières étapes afin de développer des solutions sur mesure qui conduisent à des partenariats à long terme. metalworking world 37 technologie texte : Elaine McClarence illustration : kjell thorsson Héros de l'ingénierie Dans l'industrie aéronauti- que, les moteurs sont sans conteste les gagnants de l'ingénierie en termes de complexité et de précision. Selon les prévisions, l'industrie devrait doubler sa production au cours des 15 prochaines années, et des matières plus sophistiquées, résistantes et dures seront de plus en plus 38 metalworking world courantes. Si la production répond déjà à des exigences drastiques, la précision des tolérances est appelée à s'accroître encore. Sandvik Coromant propose de nouvelles solutions fiables pour l'usinage de trous dans les superalliages réfractaires afin de faire face aux spécifications sans compromis de cette opération clé pour l'aéronautique comme pour d'autres industries telles que celle du pétrole et du gaz. Les superalliages réfractaires sont difficiles à usiner en raison de l'important effort de coupe requis. En conséquence, la pression est élevée, tout comme la température, et les risques d'écrouissage en coupe ne sont pas négligeables. En outre, l'évacuation de la chaleur est mauvaise, les forets doivent supporter des températures importantes et la chaleur produite par le perçage s'accumule dans la matière. Elle peut se transmettre au foret et l'endommager, ce qui provoquerait de mauvais résultats. n PRÉCISION MAXIMUM CoroDrill 846 Les pièces à parois minces nécessitent un perçage de précision. Le nouveau foret CoroDrill 846 est sûr ; l'usure de ses arêtes est contrôlée et les forces de coupe axiales sont faibles. DES GÉOMÉTRIES DÉDIÉES CoroReamer 835 Les pièces complexes et sophistiquées soumises à des contraintes importantes demandent une grande qualité de trou. Les alésoirs carbure monobloc de la famille CoroReamer sont la solution. Ils ont des géométries spécifiques pour diverses applications et diverses matières. UN FILETAGE SÛR CoroTap S Le taraudage des matières ISO S et des superalliages réfractaires est une opération très abrasive qui nécessite que les forces de coupe soient maintenues au minimum. Les outils CoroTap ont des arêtes de conception spécifique et des nuances de coupe étudiées pour réduire tant les forces axiales que le couple. D'EXCELLENTS ÉTATS DE SURFACE CoroBore 824XS Conçus pour les trous de petit diamètre dans les carters et les arbres qui nécessitent d'excellents états de surface et des tolérances serrées, ces outils autorisent un réglage du diamètre avec une précision de l'ordre du micron. UN OUTILLAGE PERFORMANT ET FIABLE CoroChuck 970 et 930 Ces mandrins hydrauliques de précision offrent des performances sûres dans les opérations de taraudage et de perçage. Ils se serrent et se desserrent rapidement à l'aide d'une clé dynamométrique spéciale et permettent des changements d'outils rapides et aisés. metalworking world 39 Print n:o C-5000:571 FRE/01 © AB Sandvik Coromant 2013:3 Inveio™ Orientation unidirectionnelle des cristaux Nuance GC4325 pour le tournage des aciers Nouvelle structure atomique, nouvelles performances La première nuance de coupe avec Inveio™ Une innovation au niveau atomique change la donne de l’usinage. La structure atomique du revêtement garantit une durée de vie plus longue et un schéma d’usure plus fiable dans une variété d’applications de tournage des aciers plus étendue que jamais. Les performances dans le domaine ISO P25 ne se jaugent plus à la même aune. Tout ce dont vous avez besoin est désormais rassemblé dans une seule plaquette. Prévisibilité hors-pair Les plaquettes sont passées aux rayons X pour vérifier leur qualité Résistance supérieure Les machines peuvent donner le maximum de leurs capacités Redéfinition du tournage ISO P25 Le champ d’applications est le plus large jamais connu Découvrez le fin mot de l’histoire sur : www.sandvik.coromant.com/gc4325