Le site de production de Gimo, en Suède, de Sandvik Coromant, leader dans la conception et la fabrication d'outils d'usinage et de technologies d'usinage haut de gamme, tire parti des avantages considérables de VERICUT Force™ de CGTech.

Une usine à la pointe de la technologie.

L'entreprise utilise ce logiciel basé sur la physique des matières, qui analyse et optimise les conditions de coupe pendant l'usinage des composants, pour réaliser des économies significatives à la fois en termes de temps de cycle et de consommation d'énergie. Les résultats sont tout simplement impressionnants.

L'usine de Sandvik Coromant à Gimo fabrique des corps d'outils (porte-outils) pour les outils à plaquettes indexables utilisées dans les opérations de fraisage, de perçage et de tournage. L'usine produit un catalogue d'environ 15 000 produits standard, ainsi que des outils spéciaux. Cependant, Gimo n'est pas une usine ordinaire. En 2019, le Forum économique mondial a reconnu l'usine comme étant l’un des exemples au niveau mondial pour représenter l’industrie 4.0.

Le site de Gimo fonctionne 8 760 heures par an et se caractérise par une automatisation poussée. En fait, toute l'équipe de nuit est sans personnel et fonctionne grâce à des centaines de robots industriels et de véhicules à guidage automatique (AGV). En outre, un "fil" numérique traverse l'usine et automatise tout, de la commande du client à l'expédition, les données transmises par la production aux systèmes de l'entreprise facilitant l'analyse des processus et l'amélioration continue.

"Lorsqu'un client passe une commande, il déclenche un processus de conception automatisé basé sur des paramètres", explique Björn Ljunggren, ingénieur de production chez Sandvik Coromant. "L'étape suivante est la préparation de la production, à savoir la génération automatique de programmes pour les robots, les systèmes de mesure et les machines-outils. La programmation des machines comprend une vérification et une simulation complètes à l'aide de VERICUT.

Une stabilité à toutes épreuves pour augmenter les possibilités

VERICUT garantit des processus stables, ce qui est essentiel pour les opérations sans personnel. Le site utilise VERICUT depuis plus de 10 ans et n'a enregistré aucune panne de machine au cours de cette période. Aujourd'hui, l'usine de Gimo utilise VERICUT Force pour l'optimisation des programmes dans cette partie de son processus automatisé.

Chez Gimo, l'ensemble de la configuration fonctionne simplement de manière autonome dans l'environnement en mode batch automatisé spécialement créé par l'usine. Il n'y a pas d'ingénieurs concepteurs ou d'ingénieurs de production assis devant des stations de CAOFAO. Au lieu de cela, le système détermine tout automatiquement, y compris le matériau de la pièce et les exigences en matière de délai.

Si l'optimisation de l'usinage à l'aide de VERICUT Force permet de réduire le temps de cycle, le site de Gimo souhaite tirer parti des avantages de ce logiciel de plus en plus populaire pour atteindre une ambition plus grande : devenir neutre en carbone d'ici 2035.

"Notre objectif est de fabriquer en maitrisant la production, il faut réduire la consommation d'énergie et améliorer la durabilité", explique M. Ljunggren. "C'est pourquoi nous allons au-delà de la simulation et de la vérification pour passer à l'optimisation avec VERICUT Force. La réduction du temps de production et la fabrication économe en énergie vont de pair.

Le temps nous le dira

La réduction du temps de programmation grâce à VERICUT Force se traduit par moins de temps de broche, moins de moteurs en marche, moins de pompes de refroidissement en service, etc. En tant qu'usine, Gimo surveille de très près sa consommation d'énergie. Ce site très actif consomme actuellement 56 à 58 MWh d'électricité par jour. À titre de comparaison, l'organisme britannique de régulation de l'énergie Ofgem estime qu'un ménage type en Angleterre, en Écosse et au Pays de Galles consomme 2,7 MWh par an.

Pour évaluer VERICUT Force, Sandvik Coromant a demandé un essai portant sur l'usinage d'un produit de fraisage courant, CoroDrill® DS20. Le matériau utilisé pour ce composant est un acier dur de première qualité avec une valeur de dureté élevée. L'usinage a eu lieu sur un nouveau centre d'usinage vertical CN STAMA équipé d'un certain nombre de capteurs qui aident à surveiller la consommation d'électricité, non seulement de la machine, mais aussi du système d'air comprimé, des pompes de refroidissement à haute pression, etc.

Démonstration de force

L'essai a consisté à utiliser VERICUT Force pour les opérations d'ébauche, principalement le fraisage adaptatif et le fraisage de rainures, tout en exécutant le module VERICUT Optimisation des passes dans le vide pour les autres opérations compatibles. Un logiciel avancé de gestion des données sur le site de Gimo a enregistré toutes les données de la machine à des fins de comparaison.

"En exécutant l'optimisation VERICUT Force, nous avons constaté une réduction de 15 % de la consommation d'énergie : c'était notre résultat final pour l'ensemble du processus d'usinage ", déclare M. Ljunggren. "Bien sûr, cela dépend des composants que nous utilisons, de nos heures de fonctionnement et du prix du kWh.

Pour plus de transparence, le calcul a été effectué sur la base de l'usinage de trois porte-outils par heure, la machine fonctionnant 16 heures par jour. La comparaison des données avant et après l'optimisation de VERICUT Force a révélé une économie de 0,59 kWh par pièce, soit une réduction de 15,3 %. Cela équivaut à une économie de 1,77 kWh par jour et de plus de 10 000 par an. À un prix de l'électricité de 28 cents par kWh, l'économie financière se traduirait par 3 000 euros par machine et par an.

Ce résultat montre qu'un atelier d'usinage typique utilisant 10, 20 ou 30 machines peut réaliser des économies allant jusqu'à 30 000 euros pour 10 machines, 60 000 euros pour 20 machines ou 90 000 euros pour 30 machines par an, en se basant uniquement sur les réductions de la consommation d'énergie. D'autres économies résulteront de l'accélération des temps de cycle, de l'allongement de la durée de vie des outils et de l'augmentation de la capacité.

Un potentiel énorme

Bien que l'essai n'ait porté que sur une seule machine, l'effet net potentiel pour l'usine Sandvik Coromant de Gimo est énorme, à la fois en termes d'économies financières et de développement durable. L'usine compte environ 400 machines.

"Bien entendu, la réduction du temps de cycle permet de réaliser des économies supplémentaires", explique M. Ljunggren. "Grâce à l'optimisation de la puissance, notre essai a montré une réduction totale du temps de cycle de 12 % pour les corps d’outil. L'usine de Gimo est en train d'étendre l'utilisation de l'optimisation de VERICUT Force à d'autres familles de produits. Deux cellules abritant six machines utilisent déjà le logiciel ; ce nombre passera à 11 machines d'ici l'été 2024.

"L'apprentissage de Force n'est pas long : il suffit de sélectionner le matériau, de spécifier quelques paramètres d'optimisation et de l'exécuter. Nous avons bénéficié d'un soutien important de la part de CGTech tout au long du processus d'adoption, tant au niveau mondial qu'ici en Suède, ce qui a vraiment contribué à la réussite de ce projet."