Il est temps de récolter les fruits de l'efficacité

11.02.2020 - 11:07

La gestion durable dans le secteur des machines-outils et dans la métallurgie / Les exposants du salon AMB à propos de la réduction de l'empreinte carbone de leurs machines

Face à la sensibilisation croissante aux questions de la gestion durable et aux exigences accrues en matière de protection du climat, de plus en plus d'entreprises spécialisées dans le domaine des constructions mécaniques et de la métallurgie misent sur l'efficacité et la gestion durable tout en cherchant à identifier des potentiels d'optimisation complémentaires. De même, de nombreux exposants du salon AMB 2020 se penchent sur la question de savoir comment contribuer encore plus largement à une gestion durable. D'autant qu'un nombre croissant des visiteurs, et par conséquent de nombreux utilisateurs et clients, de l'AMB devraient s'intéresser à ce thème au mois de septembre de cette année.

Garantir la longévité des produits

En tant que fabricant d'éléments de serrage, Hainbuch mise principalement sur la longévité dans le cadre de la préservation des ressources : « Une fois usés, de nombreux produits présents sur le marché finissent directement à la poubelle », explique Stefan Nitsche, directeur de la gestion produit chez Hainbuch. C'est pourquoi la priorité de l'entreprise est de garantir une durée d'utilisation extrêmement longue des produits qui dépasse le cadre de l'usure naturelle des différents composants. Pour ce faire, Hainbuch propose à ses clients des opérations de maintenance et d'inspection régulières. Dans le cadre d'un processus exemplaire, les éléments de serrage en contact avec la pièce à usiner font l'objet d'une vulcanisation complémentaire, les irrégularités formées sont nivelées et les points d'usure sont pourvus d'un nouveau revêtement. Les coûts de remise en état constituent une fraction du prix d'achat d'un produit neuf. Il s'agit donc là d'une solution gagnant-gagnant pour l'environnement et l'industrie.

D'après S. Nitsche, les utilisateurs pourraient eux aussi contribuer à accroître la longévité de leurs éléments de serrage en procédant à des opérations de maintenance préventive : « Dans l'idéal, les machines devraient être arrêtées brièvement une fois par jour afin d'éliminer les copeaux et la poussière qui s'y sont accumulés. Or, de nombreux clients ne peuvent pas se le permettre parce qu'ils doivent produire un nombre élevé de pièces, ce qui pose problème. »

Un système modulaire combinant efficacité et gestion durable

La visite au salon AMB s'explique essentiellement par la volonté de rendre son entreprise ou son département économiquement viable en se procurant la technique optimale fournie par le fabricant approprié. Pour de nombreux utilisateurs, la rentabilité de leur entreprise reste la priorité absolue, confirme également S. Nitsche. Cela découle surtout de la pression toujours plus forte de la concurrence, explique-t-il en se basant sur ses expériences. La tâche de l'industrie de l'outillage consisterait donc à combiner gestion durable et efficacité pour les clients. Hainbuch propose aux utilisateurs un système modulaire permettant d'adapter les machines-outils aux différentes commandes de fabrication sans efforts supplémentaires : ainsi, il n'est plus nécessaire de changer l'élément de serrage complet en fonction des différentes géométries de pièces, il suffit en effet d'insérer le dispositif d'adaptation correspondant dans l'élément de serrage. C'est surtout pour les sous-traitants que cela représente une grande différence. En effet, les entreprises de fabrication changent souvent les éléments de serrage plusieurs fois par jour afin d'usiner différents composants. Le processus de changement d'un élément de serrage complet dure 20 à 30 minutes, tandis qu'avec le système modulaire, cela ne dure qu'une à deux minutes. « Grâce à nos interfaces de changement rapide et au temps gagné lors de la préparation, nos clients peuvent changer d'équipement rapidement et ainsi économiser des machines complètes », explique S. Nitsche. Cela s'inscrit également dans une perspective de gestion durable.

Prévention du tourisme aux pièces

Un aspect important de la gestion durable concerne le fait que les produits et processus de fabrication propres sont continuellement passés en revue. L'un des grands avantages, en particulier dans le secteur des constructions mécaniques, réside également dans le fait de mettre l'utilisateur des machines et installations en situation de produire plus efficacement et de manière plus écologique. Les visiteurs de l'AMB utilisent le programme-cadre de manière intensive, mais défient aussi les exposants directement sur le stand dans le cadre d'entretiens personnels. « Nos clients tentent aujourd'hui déjà de fabriquer des composants tout en préservant les ressources au mieux. En tant que fabricant de machines-outils, nous les appuyons en concentrant autant d'étapes d'usinage que possible d'un point de vue technologique dans une seule machine », déclare le directeur général de Burkhardt+Weber, Olaf Furtmeier. Il n'est pas rare aujourd'hui encore qu'un composant soit produit, par exemple, avec neuf paramétrages de serrage dans quatre machines différentes : tournage, usinage cubique, engrènement et ponçage. « Si ces étapes s'effectuent via trois paramétrages de serrage et ce, dans une seule machine, l'ensemble du processus gagne en efficacité. De plus, nous empêchons ce que l'on appelle le tourisme aux pièces », souligne-t-il.

Si un composant est usiné avec un seul paramétrage de serrage, cela contribuera également à diminuer les délais de livraison et les risques. « L'empreinte écologique est améliorée car on économise des ressources, de l'énergie, du temps et de l'espace. Pour ce faire, notre défi, en tant que fabricant de machines, consiste à nous pencher sur des méthodes d'usinage qui nous étaient étrangères jusqu'ici, telles que le ponçage ou l'engrènement », explique O. Furtmeier décrivant les efforts nécessaires. Cela serait d'autant plus vrai que d'autres possibilités seraient largement exploitées. En ce qui concerne l'efficacité énergétique : « pour monter nos machines de manière optimale de ce point de vue, nous employons déjà des kits d'entraînement et de commande efficaces de notre fournisseur Siemens dans nos machines-outils. Le sujet est plutôt épuisé. »

Flexibilité contre spécialisation

Du point de vue des fabricants de machines-outils souhaitant connaître davantage les visiteurs du salon AMB, un autre aspect de la gestion durable concerne l'attention portée à la devise suivante : « nous construisons des machines pour l'usinage lourd. Nos clients sont en droit d'usiner de très grands composants de manière précise pendant très longtemps », explique O. Furtmeier. « Il n'est pas rare que des machines de 25 ans fabriquées par notre société fonctionnent encore aujourd'hui avec la même précision. Cela résulte du fait que nos ingénieurs n'acceptent aucun compromis lors de la création de machines pour l'usinage lourd », explique O. Furtmeier. D'autres fabricants appliqueraient plutôt l'approche d'une flexibilité élevée qui consiste à produire des machines qui permettent une utilisation très flexible, depuis l'usinage d'alliages légers avec des vitesses de broches très élevées et une grande rapidité jusqu'aux composants lourds. « Nous n'aspirons pas à suivre ces deux approches mais nous nous concentrons sur l'usinage lourd et créons des tailles décisives telles que le dimensionnement mécanique. C'est ce qui nous permet d'avoir des machines si durables, je trouve que c'est un aspect important de la gestion durable », explique O. Furtmeier.

« Nous observons également que la technologie des outils et de l'usinage est souvent bien plus avancée que les machines sur lesquelles elle est utilisée », précise O. Furtmeier. Par conséquent, il n'est pas possible d'utiliser les options de performance d'outils modernes dans de nombreux cas. « Chez nous, c'est exactement le contraire : nous tirons le maximum des outils. Par exemple, l'usinage du titane pour les composants aéronautiques : dans ce cas, nous pouvons accroître les performances de 30 % au maximum. Une machine supposée chère est vite rentabilisée et préserve l'environnement. En effet, elle offre une longévité supérieure ainsi qu'une plus grande densité de puissance et la précision est garantie pendant de nombreuses années », explique-t-il. La gestion durable, c'est aussi tirer le maximum de l'ensemble du processus. Cela permet d'économiser des ressources telles que les machines, le temps de travail, l'espace, l'énergie et les matières premières.

Moins de déchets, plus de recyclage

En revanche, les économies de matières premières lors de l'usinage de pièces sont plutôt la norme dans le domaine technique. Ainsi, selon Gerhard Knienieder, directeur général du fabricant d'outils franconien Emuge, depuis plusieurs années déjà, la tendance est au « near net shape » (près de la cote désirée) dans le processus d'usinage : avant même de procéder à l'usinage, les pièces à usiner sont adaptées à la forme du composant fini afin de réduire autant que possible les mesures pour l'usinage. Plus l'ébauche est proche du composant fini, plus la tâche est effectuée rapidement. Un autre avantage est qu'il y a moins de copeaux produits durant la fabrication. En conséquence, l'ébauche est réduite lors du fraisage tandis que la finition prend de l'importance.

Le recyclage des déchets est aussi intégré depuis longtemps dans la métallurgie. Les copeaux métalliques et autres déchets de production sont collectés par les entreprises de fabrication ou par des entreprises de valorisation spécialisées, puis réintroduits dans la récupération de métal brut. D'après G. Knienieder, c'est un processus important et courant, surtout dans le cas des métaux nobles contenant du cobalt et du tungstène et dans la fabrication d'outils chez Emuge.

Préservation des ressources assurée par une lubrification minimale

Une autre tendance en matière de gestion durable dans l'industrie de traitement des métaux sur laquelle de nombreux visiteurs de l'AMB s'informent : au lieu d'utiliser d'importantes quantités de liquides de refroidissement et autres lubrifiants, on mise de plus en plus sur la lubrification minimale : « pour l'usinage, on applique seulement un soupçon d'huile, ce qui préserve considérablement les ressources », déclare G. Knienieder. Cette technique est surtout utilisée dans le cadre de la production en série dans l'industrie automobile. La tâche des fabricants d'outils consiste désormais à préparer de plus en plus d'outils à ce type d'utilisation. G. Knienieder voit le plus gros potentiel en matière d'économies d'énergie dans la fabrication : « nous devons veiller à utiliser moins d'énergie dans la production. Pas seulement pour éviter les émissions de CO2, mais aussi par intérêt propre pour économiser de l'argent. » De même, la numérisation contribue aussi à développer des processus en utilisant le moins d'énergie possible. Cependant, à long terme, il est indispensable pour les entreprises de vérifier la gestion durable de l'ensemble de la chaîne de production et de livraison. Dorénavant, son entreprise devra par exemple aussi s'adresser aux fournisseurs pour se faire une idée du bilan carbone de l'acier brut acheté : « dans quelques années, nous serons en mesure de prouver à quel niveau se situe l'empreinte carbone de nos propres produits.
Il est également important, non seulement de consigner la consommation d'énergie, mais aussi de l'affecter. Et naturellement de continuer à réduire les émissions à long terme. »

Un taux élevé de bonnes pièces préserve les ressources

Pour de nombreux observateurs, la numérisation du processus de production constitue une grande opportunité eu égard aux nombreux potentiels épuisés, et ce, pas uniquement pour des questions de transparence. Il sera judicieux, lors de la visite de l'AMB, de chercher les nouveautés : « c'est tout récemment que nous nous sommes réorganisés avec notre système Esprit CAM pour les machines CNC. Un aspect essentiel concernait le thème de la gestion durable », déclare le directeur des ventes et des réseaux commerciaux chez DP Technology, Kai Lehmann. Un logiciel de programmation de machine-outil doit d'abord être facile d'utilisation vu le manque croissant de main d’œuvre spécialisée. L'objectif doit consister à aboutir rapidement et simplement au produit fini sur la machine. « Nous avons intégré de nombreuses connaissances dans le logiciel afin de configurer la préparation de l'usinage de manière durable en termes de programmation. Nous avons atteint un taux de reproductibilité élevé, ce qui est un facteur crucial », déclare K. Lehmann. Si, parmi les bonnes pièces, il y a un nombre plus important de pièces usinées parce que la reproductibilité des processus est améliorée, cela a des répercussions directes sur la préservation des ressources.

La flexibilité joue également un rôle décisif : « nous avons accru les capacités de l’entreprise via l'utilisation d'éléments de l'intelligence artificielle. Quand un nombre moins important de machines tourne au ralenti et que l'adaptation d'une commande nécessite peu de temps, cela a également un effet positif sur l'environnement », déclare K. Lehmann. Ce résultat a pu être obtenu parce que le logiciel réagit plus rapidement aux changements de situations. Ainsi, une tâche d'usinage qui a été initialement conçue pour une commande Siemens peut aussi être produite rapidement sur une Heidenhain ou un usinage qui était programmé sur une fraiseuse peut être réalisé en quelques étapes sur un tour/une fraiseuse.

Trajectoires automatisées des outils
Il est difficile de chiffrer l'influence concrète de la suppression de nombreux défis classiques dans la métallurgie sur l'aspect de la gestion durable. Il est clair que la préservation des outils et que les trajectoires d'outils effectuées en un minimum de temps avec un minimum d'énergie exercent une influence non négligeable sur le bilan global : « Prenons l'optimisation d'une passe d'outil.
Ici, le logiciel propose maintenant des procédés dont le calcul est si complexe que cette action ne peut plus être réalisée par des êtres humains utilisant une programmation manuelle de la commande. Cela permet notamment d'empêcher les coups ou les pics de tension sur l'outil et ainsi d'atteindre une formation de copeaux homogène à une vitesse d'usinage élevée », explique K. Lehmann.

Outre les aspects de la préparation du travail et de la machine en elle-même, d'après l'expérience de K. Lehmann, la prise en compte du parc complet de machines et de leur exploitation comporte également un certain potentiel d'optimisation. « Quand nous nous entretenons avec des utilisateurs, nous constatons que chacun d'entre eux se situe à un niveau technologique différent. Certes, un certain nombre d'entre eux ont déjà des améliorations à l'esprit, mais beaucoup ne tiennent pas la cadence d'une technologie évoluant rapidement et ne prennent pas toutes les options en considération », explique-t-il. On peut prendre pour exemple les réflexions sur l'amélioration de l'efficacité de l'installation globale. Même dans le cas d'analyses peu approfondies des types de machines, taux d'utilisation, régimes de roulement, temps d'équipement et temps de service, il existe des approches visant à réduire les arrêts. « Ce qui est bien pour le retour sur investissement l'est également pour la gestion durable dans ce cas », conclut-il.

Il est évident que les défis qu'implique le changement climatique nécessiteront des efforts accrus. Du point de vue d'un utilisateur de CAO/FAO, K. Lehmann considère que la voie est tracée : dorénavant pour accroître le potentiel en matière de gestion durable, il faut modifier fondamentalement le rapport entre le fournisseur de logiciel et l'utilisateur. « De nombreuses petites entreprises ne parviennent plus à suivre le niveau des avancées technologiques. Nous devons réussir à intervenir sur une base plus individuelle et plus efficacement dans l'analyse et l'optimisation dans les entreprises. À l'avenir, je nous vois plutôt comme partenaire technologique que comme fournisseur. Il sera alors aussi possible de traiter encore mieux certains aspects de la gestion durable », dit-il en portant un regard sur l'avenir et nommant ainsi une tendance qui s'étend à travers toute la branche.
Le Digital Way de l'AMB 2020 présente la manière dont la numérisation peut être mise en œuvre dans la production et les solutions qui existent à cet effet.

Textes complémentaires

Premier pas important vers la neutralité climatique

Au mois de décembre de l'année dernière, il était annoncé que le Conseil européen soutenait le pacte vert de la Commission européenne et exigeait un plan d'action concret visant à assurer la neutralité climatique d'ici à 2050. Matthias Zelinger, porte-parole des questions climatiques et énergétiques de la VDMA (fédération allemande de la construction mécanique), ajoute à cet effet : « la décision du Conseil montre que l'UE prend au sérieux les engagements qu'elle a pris dans le cadre de l'Accord de Paris. Le consensus des 28 États membres est un premier pas important vers la neutralité climatique. Cependant, l'engagement politique seul ne suffit pas. La transition vers une économie climatiquement neutre sera un défi pour tous les secteurs de la société, y compris l'industrie. La VDMA exige depuis longtemps un cadre qui définit les mesures d'incitation conformes à l'économie de marché pour le passage à des technologies alternatives, respectueuses de l'environnement. Le Conseil de l'Union européenne renforce non seulement les objectifs, mais exige également des conditions-cadres qui doivent faciliter la transition aux entreprises, ce qui est encourageant. »

Compatible pour la machine et le climat

Les fabricants de lubrifiants et réfrigérants recherchent et développent aussi leurs produits sous l'angle de la gestion durable, à l'exemple de l'exposant de l'AMB, Oelheld GmbH, qui indique optimiser ses produits « pour l'être humain, la nature et la machine ». Outre la fonctionnalité et la compatibilité avec les composants des machines, l'entreprise veille à utiliser des matières premières durables et se concentre sur le développement de produits écologiques et respectueux des ressources qui ne contiennent ni métaux lourds ni hydrocarbures aromatiques conformément aux dispositions et qui, de plus, sont inodores et hypoallergiques. Dans son propre modèle, Oelheld a inscrit une utilisation responsable des ressources et mise sur une ingénierie des systèmes et des installations de production peu gourmandes en énergie dans sa production. Des bâtiments plus récents tels que le centre technologique et un bâtiment d'entreprise aux États-Unis sont conçus pour économiser de l'énergie et disposent par ex. d'une technique climatique, d'un système de ventilation et d'un système d'éclairage modernes, comme l'explique l'entreprise.

À propos du salon AMB

Plus de 90 000 visiteurs professionnels internationaux et 1 500 exposants sont attendus au 20e salon AMB du 15 au 19 septembre 2020 au parc des expositions de Stuttgart.
Sur une surface brute de plus de 120 000 mètres carrés, l'accent est mis sur les innovations et les perfectionnements des machines-outils pour l’usinage par enlèvement de copeaux ou par ablation, des outils de précision, des techniques de métrologie et d'assurance qualité, des robots, des systèmes de manipulation des pièces et des outils, des logiciels industriels et d'ingénierie, des composants, des sous-ensembles et des accessoires. AMB 2020 est organisé sous l'égide de l'Association professionnelle des outils de précision au sein de la VDMA, de l'Association professionnelle Logiciels et numérisation au sein de la VDMA, et de l'Association allemande des constructeurs de machines-outils (VDW).

Plus d'informations sur www.amb-messe.de


Vous pouvez télécharger le fichier texte, les photos du dernier AMB et les logos du salon sur Internet à l'adresse : www.amb-messe.de/presse

Suivez-nous sur : www.twitter.com/amb_Stuttgart



Légende des images

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_Hainbuch-Baukasten-System :
Avec le système modulaire Hainbuch, le changement des éléments de serrage ne dure qu'une à deux minutes. Dans l'optique de la gestion durable, on économise ainsi le temps de préparation et ainsi des machines entières. (Source image : Hainbuch)

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_FRANKEN-Application-with-C ut-and-Form : avec la géométrie de découpe brevetée, les fraises Franken Cut&Form produisent, lors de la finition, des surfaces polies avec des indices de rugosité de N1 à N3. (Source image EMUGE-FRANKEN)

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_EMUGE-PunchTap_Anwendung : la technique de filetage Emuge Punch Tap préserve les ressources lors de la production en série. Elle permet de gagner jusqu'à 75 % de temps et est conçue pour une lubrification minimale. (Source image EMUGE-FRANKEN)

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_FRANKEN-Circle-Segment-Taper : avec leurs grands rayons dans la plage de coupe, les fraises en arc de cercle Franken offrent des avantages décisifs pour les finitions de coupe et la durée d'usinage. (Source image EMUGE-FRANKEN)

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_AMB-Aussteller-praesentieren -nachhaltige-Loesungen : Au salon AMB 2020, les exposants et les visiteurs discutent également de la préservation des ressources et de la gestion durable des produits. (Source image Messe Stuttgart)

AMB20_PM04_Zeit-Effizienz-Fruechte-zu-ernten_AMB-Richtungsweisend : AMB en tant qu'indicateur : au salon AMB 2020, les exposants internationaux présentent leurs solutions dans les domaines de la numérisation de la production, de la préservation des ressources ou de la gestion durable. (Source image Messe Stuttgart)

Alle Medien als .zip herunterladenzurück zur Übersicht