L'unité de cintrage de tubes entièrement automatique combine les processus en amont et en aval, alliant un traitement rapide et sans erreur, la répétabilité et la sécurité. Bien que cette intégration puisse profiter à n'importe quel fabricant, elle est particulièrement intéressante pour ceux du domaine naissant mais concurrentiel de la production de véhicules électriques.
Les véhicules électriques (VE) ne sont pas une nouveauté. Au début des années 1900, avec l'avènement des véhicules électriques, à vapeur et à essence, la technologie des véhicules électriques était plus qu'un marché de niche. Alors que les moteurs à essence ont remporté cette manche, la technologie des batteries est de retour et est là pour rester. Alors que de nombreuses villes à travers le monde annoncent de futures interdictions sur les véhicules à combustibles fossiles et que de nombreux pays annoncent leur intention d'interdire la vente de ces véhicules, les groupes motopropulseurs alternatifs domineront l'industrie automobile. Ce n'est qu'une question de temps.
Français Les chiffres de vente montrent que les véhicules basés sur des carburants alternatifs gagnent du terrain depuis des années. Selon l'Agence de protection de l'environnement, le marché américain des véhicules électriques, des véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV), des véhicules à pile à combustible et des hybrides autres que les PHEV représentait 7 % du total en 2020. Ce marché existait à peine il y a 20 ans. Les chiffres de l'Autorité fédérale allemande des transports motorisés parlent d'eux-mêmes : la part des véhicules équipés de groupes motopropulseurs alternatifs de tous les véhicules nouvellement immatriculés en Allemagne entre janvier 2021 et novembre 2021 est proche de 35 %. Au cours de cette période, la part des BEV nouvellement immatriculés était d'environ 11 %. Du point de vue des voitures particulières, la croissance des nouveaux véhicules électriques en Allemagne est particulièrement prononcée. Dans ce segment, la part des VE de tous les véhicules particuliers nouvellement immatriculés pour l'ensemble de l'année 2020 était de 6,7 %. De janvier à novembre 2021, cette part a fortement augmenté pour atteindre plus de 25 %.
Français Ce changement entraîne des changements radicaux pour les constructeurs automobiles et l'ensemble de leur chaîne d'approvisionnement. La construction légère est un thème : plus le véhicule est léger, moins il nécessite d'énergie. Cela augmente également l'autonomie, ce qui est crucial pour les véhicules électriques. Cette tendance a également entraîné des changements dans les exigences de cintrage des tuyaux, avec une demande croissante de composants compacts et performants, en particulier de tuyaux à parois minces fabriqués à partir de matériaux à haute résistance. Cependant, les matériaux légers tels que l'aluminium et les plastiques renforcés de fibres de carbone sont souvent plus chers et plus difficiles à traiter que l'acier traditionnel. Cette tendance est liée à l'augmentation spectaculaire de l'utilisation de formes autres que rondes. Les structures légères nécessitent de plus en plus de formes complexes et asymétriques avec des sections transversales différentes.
Une pratique courante de fabrication automobile consiste à plier des tubes ronds et à les hydroformer dans leur forme finale. Cela fonctionne pour les alliages d'acier, mais peut être problématique lors de l'utilisation d'autres matériaux. Par exemple, le plastique renforcé de fibres de carbone ne peut pas se plier lorsqu'il est froid. La tendance de l'aluminium à durcir avec le temps complique les choses. Cela signifie que les tubes ou profilés en aluminium sont difficiles, voire impossibles à plier quelques mois seulement après leur fabrication. De plus, si la section transversale souhaitée n'est pas circulaire, il est beaucoup plus difficile de respecter les tolérances prédéfinies, en particulier lors de l'utilisation d'aluminium. Enfin, le remplacement des câbles en cuivre traditionnels par des profilés et des tiges en aluminium pour transporter le courant est une tendance croissante et un nouveau défi de pliage, car les pièces ont une isolation qui ne sera pas endommagée pendant le pliage.
Le passage aux véhicules électriques entraîne des changements dans la conception des cintreuses de tubes. Les cintreuses de tubes standard traditionnelles avec des paramètres de performance prédéfinis cèdent la place à des machines spécifiques aux produits qui peuvent être adaptées aux besoins des fabricants. Les performances de pliage, les mesures géométriques (telles que le rayon de courbure et la longueur du tube), l'espace d'outillage et le logiciel sont tous ajustés pour mieux correspondre au processus spécifique du fabricant et aux exigences du produit.
Cette évolution est déjà en cours et ne fera que s'intensifier. Pour que ces projets se concrétisent, le fournisseur de systèmes a besoin de l'expertise nécessaire en matière de technologie de pliage ainsi que des connaissances et de l'expérience nécessaires en matière de conception d'outils et de processus, qui doivent être intégrées dès le début de la phase de conception de la machine. Par exemple, des formes d'outils complexes sont nécessaires pour produire des profilés en aluminium de différentes sections. Par conséquent, le développement et la conception optimisée de ces outils deviennent de plus en plus importants. De plus, le pliage du PRFC nécessite un mécanisme qui applique une petite quantité de chaleur.
Les pressions croissantes sur les coûts qui balayent l'industrie automobile se font également sentir dans toute la chaîne d'approvisionnement. Des cycles courts et une précision extrême sont désormais plus importants que jamais. Les entreprises qui souhaitent rester compétitives doivent utiliser leurs ressources de manière efficace. Cela comprend non seulement les ressources en temps et en matériaux, mais également les ressources humaines, en particulier les employés de base dans la fabrication. Dans ce domaine, des processus conviviaux et fiables sont un facteur clé pour améliorer la rentabilité.
Les fabricants de tubes et les OEM qui gèrent la fabrication de tubes en interne peuvent répondre aux pressions incessantes sur les coûts et à d'autres pressions en recherchant des machines hautes performances qui répondent précisément à leurs besoins. Les presses plieuses modernes doivent utiliser une stratégie technologique à plusieurs étapes qui comprend des fonctionnalités telles que des outils de pliage multi-rayons personnalisables qui facilitent des pliages faciles et précis avec des tubes très courts entre les pliages. Ce développement de la technologie de pliage brille dans la fabrication de composants tubulaires à rayons multiples, dans la fabrication de systèmes de pliage dans le pliage ou dans la fabrication d'autres systèmes de tubes complexes. Les machines pour gérer les pliages complexes peuvent réduire les temps de cycle ; pour les fabricants à grand volume, même quelques secondes gagnées par composant peuvent avoir un impact positif énorme sur l'efficacité de la production.
Un autre élément clé est l'interaction entre l'opérateur et la machine. La technologie doit soutenir les utilisateurs autant que possible. Par exemple, l'intégration de la rétraction de la matrice de cintrage - une situation dans laquelle la matrice de cintrage et le bras pivotant fonctionnent séparément - permet à la machine d'ajuster et de positionner différentes géométries de tube pendant le processus de cintrage. Un autre concept de programmation et de contrôle commence à préparer l'arbre pour le cintrage suivant, pendant que le cintrage en cours est toujours en cours. Bien que cela nécessite un contrôleur pour surveiller en continu et automatiquement l'interaction des axes pour coordonner leurs mouvements, l'effort de programmation apporte d'énormes avantages, réduisant les temps de cycle de 20 à 40 pour cent selon les composants et la géométrie de tube souhaitée.
Compte tenu de l'évolution vers des groupes motopropulseurs alternatifs, l'automatisation est plus importante que jamais. Les fabricants de cintreuses de tubes doivent se concentrer sur une automatisation poussée et sur la capacité d'intégrer des flux de travail au-delà du cintrage. Cela s'applique non seulement aux coudes de tubes dans la production en série à grande échelle, mais aussi de plus en plus à la production en très petite série.
Les presses plieuses modernes pour les fabricants à gros volumes, telles que la CNC 80 E TB MR de Schwarze-Robitec, sont idéales pour les exigences des fabricants de la chaîne d'approvisionnement automobile. Des attributs tels que des temps de cycle courts et une efficacité élevée des ressources sont essentiels, et de nombreux fabricants s'appuient sur des options telles que l'inspection des soudures, la découpe intégrée et les interfaces robotisées.
Dans le traitement entièrement automatique des tubes, les différentes étapes du processus doivent être fiables, sans erreur, répétables et rapides pour garantir une qualité constante des résultats de cintrage. Les étapes de traitement en amont et en aval doivent être intégrées dans une telle unité de cintrage, y compris le nettoyage, le cintrage, l'assemblage, le formage des extrémités et la mesure.
Les équipements de manutention tels que les robots et les composants supplémentaires tels que les manipulateurs de tubes doivent également être intégrés. La tâche principale est de déterminer quels processus sont les plus adaptés à l'application concernée. Par exemple, selon les exigences du fabricant, un magasin de chargement à bande, un magasin à chaîne, un convoyeur élévateur ou un convoyeur de matériaux en vrac peut être le bon système pour un alimentateur tubulaire. Certains fabricants de presses plieuses rendent l'intégration aussi simple que possible en proposant des systèmes de contrôle propriétaires qui fonctionnent en conjonction avec le système de planification des ressources d'entreprise du fabricant d'équipement d'origine.
Bien que chaque étape supplémentaire allonge la chaîne de processus, l'utilisateur ne subit aucun retard car le temps de cycle reste généralement le même. La plus grande différence dans la complexité de ce système d'automatisation réside dans les exigences de contrôle strictes requises pour intégrer l'unité de cintrage dans la chaîne de production existante et le réseau de l'entreprise. Pour cette raison, les cintreuses de tubes doivent être prêtes pour l'Industrie 4.0.
Dans l’ensemble, l’intégration est l’élément le plus important. Il est essentiel que les OEM travaillent avec des constructeurs de machines qui ont une vaste expérience dans le développement de machines compatibles avec les différents sous-systèmes dans un processus de fabrication entièrement automatisé.
Tube & Pipe Journal est devenu le premier magazine dédié au service de l'industrie des tuyaux métalliques en 1990. Aujourd'hui, il reste la seule publication en Amérique du Nord dédiée à l'industrie et est devenu la source d'information la plus fiable pour les professionnels des tuyaux.
Désormais avec un accès complet à l'édition numérique de The FABRICATOR, un accès facile à de précieuses ressources industrielles.
L'édition numérique du Tube & Pipe Journal est désormais entièrement accessible, offrant un accès facile à des ressources industrielles précieuses.
Bénéficiez d'un accès complet à l'édition numérique du STAMPING Journal, qui fournit les dernières avancées technologiques, les meilleures pratiques et les actualités de l'industrie pour le marché de l'emboutissage des métaux.
Désormais avec un accès complet à l'édition numérique de The Fabricator en Español, un accès facile à de précieuses ressources industrielles.