Un rouleau fixé au bras de levier est façonné près du diamètre extérieur de la pièce en rotation. Les éléments d'outillage de base nécessaires à la plupart des opérations de repoussage comprennent le mandrin, le suiveur qui maintient le métal, les rouleaux et les bras de levier qui forment la pièce, et l'outil de dressage. Image : Toledo Metal Spinning Company.
L'évolution de la gamme de produits de Toledo Metal Spinning Co. n'est peut-être pas typique, mais elle n'est pas unique dans le secteur de la transformation et de la fabrication des métaux. L'entreprise, basée à Toledo, dans l'Ohio, a commencé par fabriquer des pièces sur mesure et s'est fait connaître pour la production de certains types de produits. Face à la demande croissante, elle a introduit plusieurs produits standard basés sur des configurations populaires.
La combinaison de la production à la commande et de la production pour le stock contribue à équilibrer la charge des magasins. La duplication des tâches ouvre également la voie à la robotique et à d'autres formes d'automatisation. Les revenus et les bénéfices ont augmenté, et le monde semblait aller pour le mieux.
Mais l'entreprise se développe-t-elle à son plein potentiel ? Les responsables de ce magasin de 45 employés savaient que l'organisation avait un potentiel plus important, notamment en observant le travail quotidien des ingénieurs commerciaux. Bien que TMS propose plusieurs gammes de produits, nombre d'entre eux ne peuvent être simplement prélevés du stock de produits finis et expédiés. Ils sont configurés sur commande. Cela signifie que les ingénieurs commerciaux consacrent beaucoup de temps à la préparation des documents pour les commandes de trémies, en spécifiant ici les embouts et là les accessoires ou produits de polissage spécifiques.
TMS rencontre actuellement une contrainte d'ingénierie et, pour la surmonter, l'entreprise a lancé cette année un système de configuration de produits. Ce logiciel personnalisé, développé sur SolidWorks, permet aux clients de configurer leurs propres produits et d'obtenir des devis en ligne. Cette automatisation des processus internes devrait simplifier le traitement des commandes et, surtout, permettre aux ingénieurs commerciaux de se consacrer gratuitement à davantage de projets personnalisés. En bref, cet outil devrait contribuer à améliorer l'efficacité des devis et de l'ingénierie, ce qui est un atout majeur. En effet, plus l'ingénierie et les devis sont inefficaces, plus il est difficile pour un magasin de se développer.
L'histoire de TMS remonte aux années 1920 et à un immigrant allemand nommé Rudolph Bruehner. Il a dirigé l'entreprise de 1929 à 1964, employant des fileurs de métaux qualifiés qui possédaient des années d'expérience dans le travail au tour et aux leviers, perfectionnant ainsi le processus de filage. Le tour fait tourner l'ébauche, et le fileur utilise un levier pour presser les rouleaux contre la pièce, la faisant ainsi se former contre le mandrin.
TMS a fini par se diversifier dans l'emboutissage profond, produisant des pièces estampées ainsi que des préformes pour le repoussage. Une machine à étirer poinçonne une préforme et la monte sur un tour rotatif. Partir d'une préforme plutôt que d'une ébauche plate permet de repousser le matériau à des profondeurs plus importantes et à des diamètres plus petits.
Aujourd'hui, TMS est toujours une entreprise familiale, mais elle n'appartient plus à la famille Bruehner. La société a changé de mains en 1964, lorsque Bruehner l'a vendue à Ken et Bill Fankauser, non pas des tôliers de métier originaires du pays d'origine, mais un ingénieur et un comptable. Le fils de Ken, Eric Fankhauser, aujourd'hui vice-président de TMS, raconte cette histoire.
« Quand mon père était jeune comptable, il a obtenu le compte [TMS] d'un ami qui travaillait chez Ernst & Ernst. Mon père auditait des usines et des entreprises et faisait un excellent travail. Rudy lui a envoyé un chèque de 100 $. Cela a mis mon père dans une situation délicate. S'il encaissait ce chèque, il y aurait eu conflit d'intérêts. Il est donc allé voir les associés d'Ernst & Ernst pour leur demander conseil, et ils lui ont dit d'endosser le chèque à l'un d'eux. Il l'a fait, et quand le chèque a été encaissé, Rudy était furieux de voir qu'il était endossé à la société. Il a convoqué mon père à son bureau et lui a fait part de son mécontentement. Il n'a pas gardé l'argent. Mon père lui a expliqué qu'il y avait conflit d'intérêts. »
« Rudy y a réfléchi et a finalement dit : « Vous êtes le genre de personne à qui j'aimerais confier cette entreprise. Seriez-vous intéressé par son rachat ? »
Ken Fankhauser y réfléchit, puis appela son frère Bill, alors ingénieur aérospatial chez Boeing à Seattle. Comme Eric s'en souvient : « Mon oncle Bill a pris l'avion, a visité l'entreprise et ils ont décidé de la racheter. Le reste appartient à l'histoire. »
Cette année, un configurateur de produits en ligne permettant de configurer les produits à commander pour plusieurs systèmes de gestion de transactions (TMS) a contribué à rationaliser les flux de travail et à améliorer l'expérience client.
Lorsque Ken et Bill ont racheté TMS dans les années 1960, ils possédaient un atelier rempli de machines à courroie d'époque. Mais ils arrivent aussi à un moment où le repoussage des métaux (et les machines de fabrication en général) passe du fonctionnement manuel au contrôle programmable.
Dans les années 1960, le duo a acheté un tour rotatif Leifeld à pochoir, similaire à une ancienne presse à poinçonner à pochoir. L'opérateur manipule un joystick qui actionne le stylet sur un gabarit en forme de pièce rotative. « C'est le début de l'automatisation chez TMS », a déclaré Craig, le frère d'Eric, qui est aujourd'hui vice-président des ventes chez TMS.
La technologie de l'entreprise a progressé grâce à différents types de tours rotatifs à gabarit, aboutissant aux machines à commande numérique utilisées aujourd'hui dans les usines. Cependant, plusieurs aspects du repoussage des métaux le distinguent des autres procédés. Premièrement, même les systèmes les plus modernes ne peuvent être utilisés avec succès par une personne qui ne connaît pas les principes fondamentaux du repoussage.
« On ne peut pas simplement insérer une pièce brute et laisser la machine la faire pivoter automatiquement en fonction du dessin », a expliqué Eric, ajoutant que les opérateurs doivent créer de nouveaux programmes de pièces en manipulant un joystick qui ajuste la position du rouleau pendant la fabrication. L'opération se déroule généralement en plusieurs passes, mais elle peut être effectuée en une seule, comme lors d'un formage par cisaillement, où le matériau peut être aminci (ou « cisaillé ») jusqu'à la moitié de son épaisseur. Le métal lui-même « s'allonge » dans le sens de la rotation.
« Chaque type de métal est différent, et il existe même des différences au sein d'un même métal, notamment en termes de dureté et de résistance à la traction », a expliqué Craig. « De plus, le métal chauffe lors de sa rotation, et cette chaleur est ensuite transmise à l'outil. En chauffant, l'acier se dilate. Tous ces facteurs impliquent que les opérateurs qualifiés doivent surveiller attentivement le travail. »
Un employé de TMS a travaillé dans ce secteur pendant 67 ans. « Il s'appelait Al », a déclaré Eric, « et il n'a pris sa retraite qu'à 86 ans. » Al a commencé lorsque le tour de l'atelier fonctionnait grâce à une courroie reliée à un arbre supérieur. Il a pris sa retraite dans un atelier équipé des dernières machines à filer programmables.
Aujourd'hui, l'usine compte des employés qui travaillent dans l'entreprise depuis plus de 30 ans, d'autres depuis plus de 20 ans, et ceux qui sont formés au processus de filage travaillent aussi bien sur des procédés manuels qu'automatisés. Si l'atelier a besoin de produire des pièces de filage simples et uniques, il reste judicieux qu'un fileur utilise un tour manuel.
L'entreprise n'en demeure pas moins une fervente adepte de l'automatisation, comme en témoigne son utilisation de la robotique pour le meulage et le polissage. « Nous disposons de trois robots en interne pour le polissage », a déclaré Eric. « Deux d'entre eux sont conçus pour le polissage sur l'axe vertical et un sur l'axe horizontal. »
L'atelier emploie un ingénieur en robotique qui programme chaque robot pour qu'il réalise des meulages de formes spécifiques à l'aide d'outils à bande (de type Dynabrade), ainsi que de diverses autres ponceuses à bande. Programmer un robot est une opération délicate, notamment en raison des différentes granularités impliquées, du nombre de passes et des différentes pressions appliquées par le robot.
L'entreprise emploie toujours des personnes qui effectuent des polissages manuels, notamment sur mesure. Elle emploie également des soudeurs qui réalisent des soudures circonférentielles et à la molette, ainsi que des soudeurs qui utilisent des raboteuses, un procédé qui non seulement améliore la qualité de la soudure, mais facilite également la rotation. Les rouleaux du passeur de peau renforcent et aplanissent le cordon de soudure, ce qui contribue à maintenir la constance du processus lorsque des rotations successives sont nécessaires.
Jusqu'en 1988, TMS était un atelier d'usinage pur. Cette année-là, l'entreprise a développé une gamme standard de trémies coniques. « Nous avons constaté que, notamment dans l'industrie du plastique, les demandes de prix pour les trémies variaient souvent de façon infime : 20 cm par-ci, 6 mm par-là », explique Eric. « Nous avons donc commencé avec une trémie conique de 60 cm d'angle, développé le procédé d'étirage-filage (emboutissage profond de la préforme, puis filage) et construit la gamme de produits à partir de là. » Nous proposions plusieurs tailles de trémies, avec une production de 50 à 100 unités par lot. Ainsi, nous n'avions pas d'investissements importants à amortir et nos clients n'avaient pas à payer l'outillage. La trémie était en stock et nous pouvions l'expédier dès le lendemain. Nous pouvions également réaliser des travaux supplémentaires, comme la pose d'une virole, d'une collerette ou d'un indicateur de niveau, ce qui impliquait une manipulation plus poussée.
Une autre gamme de produits, appelée Cleaning Line, comprend une variété de conteneurs à déchets en acier inoxydable. Cette idée de produit provient de l'industrie du lavage automobile.
« Nous fabriquons beaucoup de dômes d'aspiration pour stations de lavage auto », explique Eric, « et nous voulions réutiliser ce dôme. Nous détenons un brevet de conception pour CleanLine et nous en vendons depuis 20 ans. » Le fond de ces cuves est embouti, le corps est roulé et soudé, le dôme supérieur est embouti, puis serti, un procédé rotatif qui crée un bord roulé sur la pièce, similaire aux nervures de renfort.
Les produits Hoppers et Clean Line sont disponibles en différents niveaux de standardisation. En interne, l'entreprise définit un « produit standard » comme un produit disponible immédiatement. Elle propose également des « produits standard personnalisés », composés en partie de pièces en stock puis configurés sur commande. C'est là que les configurateurs de produits logiciels jouent un rôle essentiel.
« Nous voulons vraiment que nos clients voient le produit et la configuration, les brides de montage et les finitions qu'ils demandent », a déclaré Maggie Shaffer, responsable marketing du programme de configurateur. « Nous voulons que les clients puissent comprendre le produit intuitivement. »
Au moment de la rédaction de ce document, le configurateur affiche la configuration du produit avec les options sélectionnées et indique un prix valable 24 heures. (Comme de nombreux fabricants, TMS pouvait maintenir ses prix plus longtemps par le passé, mais ne le peut plus actuellement en raison de la volatilité des prix et de la disponibilité des matières premières.) L'entreprise espère ajouter une capacité de traitement des paiements à l'avenir.
À l'heure actuelle, les clients appellent le magasin pour passer leurs commandes. Mais au lieu de passer des jours, voire des semaines, à créer, organiser et obtenir les approbations pour les dessins (avec souvent une attente interminable dans une boîte de réception saturée), les ingénieurs de TMS peuvent désormais générer des dessins en quelques clics seulement, puis envoyer immédiatement les informations à l'atelier.
Du point de vue du client, les améliorations apportées aux machines de repoussage des métaux, voire aux systèmes robotisés de meulage et de polissage, peuvent être totalement invisibles. En revanche, le configurateur de produits représente une amélioration perceptible pour le client. Il améliore son expérience d'achat et permet à TMS de gagner des jours, voire des semaines, sur le traitement des commandes. C'est une combinaison gagnante.
Tim Heston, rédacteur en chef de The FABRICATOR, couvre l'industrie de la fabrication métallique depuis 1998, après avoir débuté sa carrière au sein du magazine Welding de l'American Welding Society. Depuis, il a couvert tous les procédés de fabrication métallique, de l'emboutissage, du pliage et de la découpe au meulage et au polissage. Il a rejoint l'équipe de The FABRICATOR en octobre 2007.
FABRICATOR est le principal magazine nord-américain de l'industrie du formage et de la fabrication des métaux. Il propose des actualités, des articles techniques et des études de cas permettant aux fabricants d'optimiser leur production. FABRICATOR est au service de l'industrie depuis 1970.
Désormais, avec un accès complet à l'édition numérique de The FABRICATOR, accédez facilement à de précieuses ressources sectorielles.
L'édition numérique de The Tube & Pipe Journal est désormais entièrement accessible, offrant un accès facile à de précieuses ressources du secteur.
Bénéficiez d'un accès complet à l'édition numérique de STAMPING Journal, qui présente les dernières avancées technologiques, les meilleures pratiques et l'actualité du secteur de l'emboutissage des métaux.
Désormais, avec un accès complet à l'édition numérique de The Fabricator en Español, accédez facilement à de précieuses ressources de l'industrie.