INDUSTRIE 4.0 DANS DIFFÉRENTES OPÉRATIONS

La découpe laser, la transformation, poinçonnage & soudage

La tendance de l'Industrie 4.0 va bon train, et ceci, dans quasiment toutes les disciplines présentes dans l'industrie manufacturière. Une usine 24/7 virtuelle sans papier n'est plus du tout un rêve éloigne. De toutes les techniques dans l'usinage de la tôle, la découpe laser est la plus avancée, bien qu'on remarque aussi toutes sortes de développements en ce qui concerne Industrie 4.0.

LA DECOUPE LASER, LA PLUS PROCHE D'UNE SMART FACTORY SANS PAPIER

Tôles plus épaisses

En matière de traitement laser 2D/3D universel, les fabricants ont de plus en plus axé leur technologie sur l'augmentation des puissances et la qualité de faisceau ces dernières années, afin de pouvoir couper plus vite des platines plus épaisses et avec justement beaucoup moins de bavures. La technologie de la fibre était notamment en retard sur le CO2, mais avec des sources allant jusqu'à 8 kW, celui-ci est entre-temps quasi rattrapé.

Le CO2 est de plus en plus concurrencé par la fibre plus rapide qui gagne aussi en puissance

Logiciel intelligent

Au niveau organisationnel, l'évolution du logiciel est ultra rapide. Des versions sans cesse plus intelligentes de logiciels disponibles quasi 100% hors ligne souvent aussi sur mesure se succèdent à un rythme effréné et permettent au tôlier de découper n'importe quelle forme aléatoire de façon entièrement maîtrisée et rapide en gardant une flexibilité maximale. Un tel logiciel perfectionné peut assurer une importation rapide et sans erreur (au moyen de formats standard comme DXF) et le traitement du flux continu de données d'entreprise numériques. La rédaction d'offres, le calcul a posteriori, la préparation du travail et la manipulation des matériaux... le logiciel mène tout à bien et assume en outre l'automatisation croissante.

Au moyen de puces RFID-chips, cassettes pour le changement autonome de lentilles et d'embouts (y compris robotisation), jusqu'au calcul du plan de coupe idéal compte tenu des paramètres de coupe actuels, une usine 24/7 virtuelle sans papier n'est plus un rêve éloigné. De toutes les techniques d'usinage de la tôle, la découpe laser est la plus avancée en la matière, sur certains aspects indéniablement plus avancée que l'usinage par enlèvement de matière. Un exemple pour illustrer ce point. Récemment a été lancé le ByOptimizer, un service en ligne qui élabore et optimise des plans de coupe efficaces établis en interne sans programme ou technologie supplémentaire, grâce à un super ordinateur externe. On vise à augmenter la vitesse de coupe et à minimiser les bavures sur les arêtes. A terme, ce service évoluera en plate-forme 'cloud' bien protégée.

LA TRANSFORMATION A SES DEBUTS

La seconde technologie qui a suscité une grande attention était le pliage. Toutefois, contrairement à la découpe laser, la route est encore longue pour le pliage en tant que processus 3D quand il s'agit d'intégration complète de la chaîne dans la future 'Smart Factory'.

Les connaissances analogiques, cruciales

L'apport des connaissances et de la compétence des professionnels formés pour ce travail spécifique
en voie d'extinction sans formation actualisée sur la presse plieuse ou la cintreuse reste crucial. Il est difficile d'associer à cette expertise de grande valeur et spécifique à l'entreprise des valeurs numériques incontestables. Dès lors, ce savoir-faire 'analogique' n'est pas toujours utilisé efficacement hors ligne.

Le résultat du pliage à savoir l'angle de pliage et les dimensions est influencé par un nombre énorme de paramètres, pas toujours définis de façon univoque, comme la qualité, épaisseur et tolérance du matériau, la séquence de pliage, l'exécution de l'outil, la configuration de machine et la solidité de la simulation. Pour maîtriser l'ensemble, y compris le réglage automatique de l'outil et la bibliothèque sur la plieuse, on doit notamment mesurer davantage sur la machine selon Radan. Après le tri et l'analyse sélectifs, des données numériques pertinentes et utilisables doivent être rapidement renvoyées aussi bien au logiciel de gestion machine qu'au logiciel de processus universel. Cette amélioration dans la phase d'ingénierie permet en collaboration avec la technologie désormais disponible de réaliser un meilleur résultat final après quelques approximations de produit et de processus successives, avec un temps de passage écourté.

Changeur d'outil automatique ToolCell avec magasin sur la presse-plieuse

Connectivity

En ce qui concerne la tendance 'connectivity' entièrement transparente, typique pour Industrie 4.0, des progrès concrets sont réalisés, de sorte que le processus industriel est géré plus en souplesse. L'énorme paquet de données de transfert numériques permet l'optimisation et la simulation de différentes solutions dans la préparation de travail (le département CAM-Engineering à l'avenir). Entre-temps, la plupart des fabricants fournissent déjà en standard des écrans multitouch pratiques, tablettes et applis pour le pilotage et la surveillance sur site et à distance. Dans la pratique, ceci semble délivrer des solutions inconnues, rien qu'en réfléchissant à ces possibilités et à la rétroaction des résultats. De plus, ceci montre que la presse-plieuse peut faire bien plus que ce qu'indiquent les spécifications.

Le matériau accroît la complexité de l'ébavurage

Comment traiter les nouveaux matériaux de haute résistance et de composition hybride?Cette problématique a été évoquée, mais pas explicitée. Entre-temps, une tôle standard aux tolérances plus étroites et aux propriétés plus homogènes dans l'acier, l'aluminium et l'inox est déjà commercialisée. Cependant, les toutes dernières tôles se présentent surtout sous forme de variétés à haute résistance et hybrides, avec à chaque fois des caractéristiques très spécifiques. Ces nouveaux matériaux accroissent encore la complexité de l'ébavurage. Et pourtant, l'automatisation du pliage croisé prend également forme. Des capteurs intégrés jouent un rôle central. Des systèmes de mesure ACB pour un contrôle autonome et un ajustement autonome dans le processus de l'angle de pliage à partir de l'étape 1 sont entre-temps usuels chez la plupart des marques. Dans un exposé et lors d'une démo live, Fontys a relevé la possibilité d'une approche alternative, à savoir l'utilisation de nouvelles sortes de robots, spécialement conçus pour PME, tels que le Baxter à deux bras. Ce type de robot flexible et respectueux de l'homme se programme aisément en étapes simples. Un autre aspect non conventionnel est le fait qu'ils peuvent être loués pour une courte durée tout en pouvant s'appuyer sur les connaissances et l'expérience disponibles dans l'institut de Eindhoven.

POINÇONNAGE ET SOUDAGE INVISIBLES

Le poinçonnage-grignotage (estimé superflu en raison de la découpe laser) et les techniques d'assemblage mécaniques et thermiques n'ont reçu de l'attention que sur les stands et dans les allées de promenade. Et ce, alors que celles-ci doivent être calculées dans la construction dès le départ, dans l'optique de l'optimisation de la faisabilité et de la fonctionnalité. Au sein d'Industrie 4.0 comme environnement de réseau axé sur l'efficacité, le but est, en effet, d'accoupler de façon numérique et parfaitement rationalisée toutes les activités industrielles internes et externes. L'avantage est de ne pas devoir réinventer la roue à chaque fois, de supprimer les doublons et les mur existants dans l'organisation, tandis que l'état actuel est à tout moment accessible directement sur les écrans dans le cockpit.

Le poinçonnage et l'emboutissage sont encore souvent utilisés dans l'industrie pour découper mécaniquement ou perforer (localement) des séries de formes standard d'une épaisseur de tôle maximale de 8 mm. Eventuellement, une machine de poinçonnage laser permet de façon limitée la combinaison avec la transformation et le roulage d'éléments fonctionnels comme le filetage, les bords de renfort et les marquages. L'emboutissage est aussi une option pour appliquer rainures, boutons et lèvres pour l'aération et les positionnements, et même des parties de charnière complexes. De plus, les deux processus très utilisés peuvent être parfaitement automatisés d'un point de vue technique. Pour cela, l'imbrication pour grouper des parties de tôle de façon optimale dans une certaine dimension de tôle se déroule sans erreurs.

On ajuste de mieux en mieux dans la tôlerie. D'une part via un logiciel d'imbrication pour économiser le matériau, d'autre part dans le design des pièces pour réaliser une pièce d'un seul tenant, et non pas à partir de quatre parties