Un fabricant investit dans une capacité de laminage CNC pour honorer un contrat militaire

Bien qu'Alert Tubing Fabricators, Loves Park, Illinois, roule des tubes depuis des années, sa technologie a considérablement progressé lorsqu'elle a investi dans une machine CNC pour augmenter sa capacité manuelle. Images : fabricants de tubes d'alerte

C'est un article de foi que les soldats, marins et aviateurs américains ne devraient jamais être envoyés pour s'engager dans un combat loyal. Le maintien d'avantages distincts et clairs dans les capacités de combat et la préparation des troupes est crucial pour maintenir les engagements aussi déséquilibrés que possible.

Que le matériel le plus récent soit quelque chose de simple, comme un fusil amélioré, ou quelque chose de stratégique, comme une nouvelle classe de sous-marins ou un bombardier nouvellement conçu, le dernier équipement est toujours plus sophistiqué, plus performant ou plus connecté que son prédécesseur, reflétant le progrès de la technologie. Et que le dernier exercice soit aussi rigoureux que le précédent, ou même pire, les soldats se plaignent toujours même s'ils savent que s'ils voient un combat, ils seront contents d'avoir été préparés.

Ces capacités améliorées et un état de préparation respectable dépendent des dépenses militaires. Le budget militaire fédéral était en moyenne d'environ 300 milliards de dollars par an tout au long des années 1990, soit environ le double de celui des années 1970. La croissance du budget militaire a considérablement changé après le 11 septembre 2001, et elle a culminé 10 ans plus tard à 752 milliards de dollars. Bien qu'une partie de l'augmentation concerne l'équipement supplémentaire, il ne fait guère de doute qu'une grande partie des dépenses supplémentaires couvre l'amélioration de l'équipement.

Alert Tubing Fabricators, Loves Park, Illinois, n'est pas étranger à soumissionner sur des contrats militaires et à fournir des composants qui entrent dans de tels programmes. L'entreprise est sous-traitante de nombreux entrepreneurs gouvernementaux depuis plusieurs années et est certifiée en aérospatiale. De plus, le propriétaire et estimateur en chef, Kevin Coffey, est un ancien pilote de l'USAF, il a donc des idées de l'autre côté de la clôture, connaît le jargon et connaît le fonctionnement des processus d'appel d'offres et d'approvisionnement.

La société a récemment eu la chance de soumissionner pour un contrat pour le ministère de la Défense. Le composant était un support structurel quelque peu difficile fabriqué à partir de tubes carrés, 4 x 4 x 0,375 po, à plier selon un long rayon de balayage. La mise en garde était que le personnel d'Alert savait qu'il aurait besoin d'une nouvelle machine.

Le problème était la précision. Presque tout ce qui entre dans un programme militaire doit répondre à des critères stricts concernant les tolérances dimensionnelles, la résistance et la durabilité, et les rebuts ne sont pas pris à la légère. Bien que le composant sur lequel Alert n'était pas destiné à une utilisation critique - dans une arme offensive ou défensive ou un système de propulsion, par exemple - il devait répondre à des critères dimensionnels stricts afin que l'aménagement ne soit pas un problème.

Sur ce composant, la tolérance de longueur était serrée, spécifiée à la longueur indiquée plus 0,030 à 0,060 po. Bien sûr, une coupe finale pourrait s'en occuper, mais bien plus préoccupante était la tolérance de pliage, qui était spécifiée à l'angle de pliage ± 0,5 degré. Alert possède une longue expérience dans le cintrage et le laminage de tubes et possède trois rouleuses manuelles, mais l'entreprise savait qu'elle aurait besoin de quelque chose de plus avancé pour fabriquer le composant.

"Sans une machine CNC, il n'y aurait aucun moyen de fabriquer cette pièce", a déclaré Coffey.

Alert Tubing Fabricators a constaté que la précision et la répétabilité de sa machine PBT 35 de Boschert, équipée d'une CNC PC400, sont exceptionnelles. Sur un programme récent pour l'armée américaine, utilisant une nouvelle machine avec un outillage sur mesure, la ferraille s'élevait à moins de 1 % de la quantité contractée.

Tout le monde sait que suivre les tendances en matière de cintrage de tubes signifie suivre les tendances en matière de cintreuses rotatives. Lorsqu'elles sont entièrement équipées de tous les types d'outils et de toutes les caractéristiques des machines disponibles de nos jours, ces cintreuses, dont beaucoup ont une certaine capacité de roulement, sont éblouissantes par leur polyvalence : le cintrage peut être dans la direction gauche ou droite ; la machine peut être équipée d'un mandrin, d'une matrice de pression, d'une matrice d'essuyage et de plusieurs ensembles d'outils ; et la programmation peut être par CNC. Cette polyvalence permet à la machine de prendre en charge des applications de pliage de plus en plus sévères et de fabriquer des pièces lisses (pas de plis) et dimensionnellement précises (pas de glissement) avec une section transversale correctement formée (pas d'aplatissement ni d'écrasement).

De plus, pendant de nombreuses années, les cintreuses de tubes rotatives ont fourni une correction de courbure. Après cintrage, le tube est acheminé vers une station de mesure. Si le tube est hors tolérance sur l'un des coudes, les mesures sont transmises au contrôleur de la cintreuse de tubes afin qu'il puisse apporter de légers ajustements au programme de cintrage. Dans de nombreux cas, le prochain pli répond aux exigences dimensionnelles. Cette dernière capacité est essentielle dans la réduction des rebuts.

Le personnel d'Alert a trouvé une machine à rouler équipée d'une commande numérique par ordinateur et d'un système de correction de courbure lorsqu'il a découvert la gamme de machines PBT disponible auprès de Boschert USA. Destinées au laminage de tube, de barre, d'angle, de poutre, de profil en T, de profil en U et de formes sur mesure, les machines sont disponibles en cinq tailles avec quatre options de contrôle (manuel, apprentissage, CNC à tablette et CNC à socle haut de gamme). Alert a acheté une PBT 35 avec l'option de commande la plus avancée de la société, la CNC PC400. Il est programmé avec des modules pour créer des ellipses, des spirales, des bobines, des courbes en S et d'autres formes complexes.

La machine peut généralement effectuer des corrections de pliage sans rebut. Après avoir effectué le premier cintrage, mais avant de retirer le composant de la machine, l'opérateur mesure le rayon (ou les rayons) de cintrage du tube. Si l'un des plis s'écarte de l'impression, l'opérateur entre les dimensions mesurées dans le contrôleur. La machine replie ensuite la pièce afin qu'elle soit conforme aux dimensions spécifiées. Selon Boschert, la machine plie initialement les pièces de manière conservatrice ; il se plie légèrement avec l'intention de faire une correction plus tard, ce qui n'est pas possible si le tube est trop plié.

La machine surveille également en permanence les positions des axes X et Y et suit les valeurs de retour élastique pour créer une base de données pour les ajustements automatiques des futurs virages.

Et il génère une image pour représenter les élasticités afin que l'opérateur acquière une compréhension complète des données et de la façon dont elles sont manipulées pour plier des composants dimensionnellement acceptables.

Ces capacités permettent à un employé moins expérimenté ou même nouvellement embauché de devenir compétent rapidement, de gagner du temps et de conserver du matériel.

Parce qu'Alert est une entreprise détenue par des vétérans, Coffey a un avantage dans le processus d'appel d'offres, mais c'est tout. Au-delà de l'offre, Alert n'a aucun avantage sur toute autre entreprise. Les pièces doivent répondre à toutes les spécifications et les délais de livraison doivent respecter les exigences du FEO. Lorsque l'offre pour ce projet a été approuvée, l'équipe s'est mise au travail comme elle le fait toujours, en fabriquant des pièces précises et en les livrant à temps. En remplissant ce contrat, il a dû faire un peu de travail en interne dans le cadre de ses préparatifs.

"La machine est livrée avec des matrices universelles, mais pour cette application, nous avons dû fabriquer nos propres matrices", a déclaré Coffey. Alert a essayé les matrices universelles, mais les rayons d'angle du jeu de matrices et les rayons d'angle du tube ne correspondaient pas tout à fait. La machine est si puissante qu'elle a essentiellement remodelé le tube, forçant une partie du métal à s'écouler dans les coins de la matrice, ce qui a entraîné une certaine distorsion.

La fabrication, la vérification et l'expédition de pièces longues nécessitent une certaine ingéniosité. En plus de fabriquer des outils de vérification de rayon personnalisés, le personnel d'Alert Tubing Fabricators ajoute souvent des supports aux palettes courantes pour préparer le tube pour l'expédition.

Ce n'était pas un gros problème. Alert possède une grande expertise en usinage et fabrique souvent ses propres outillages. Avoir une capacité de fabrication d'outils en interne n'est plus aussi rare qu'autrefois, mais la disponibilité et l'abordabilité des machines-outils modernes sont d'une grande aide, et dans ce cas, il en va de même pour l'assistance à la conception d'outils offerte par Boschert. Étant donné que la plupart des applications pour ces types de machines impliquent des formes inhabituelles et des extrusions personnalisées, le personnel et les ingénieurs de Boschert au siège de PBT en Suisse ont l'habitude de fournir une assistance à la conception d'outillage. Au final, le responsable des opérations d'Alert a donc créé un ensemble de matrices personnalisées pour l'application.

La mesure des pièces pour un contrôle de qualité avant l'expédition a également nécessité une ingéniosité locale.

"Les pièces étaient trop grosses pour être vérifiées sur notre machine à mesurer tridimensionnelle", a déclaré Coffey.

Le personnel d'Alert s'est appuyé sur les empreintes de la pièce pour découper au laser plusieurs plaques d'acier aux contours du tube, créant ainsi un ensemble de gabarits de contrôle simples. Ils plient la pièce, maintiennent les plaques contre le tube et recherchent la lumière du jour. Pas de lumière du jour équivaut à un bon virage.

Coffey a trouvé que le résultat était très bon. Les virages initiaux n'étaient pas tout à fait parfaits et l'entreprise a dû mettre au rebut deux parties. Cependant, étant donné qu'il s'agissait d'une nouvelle pièce exécutée sur une nouvelle machine avec un outillage sur mesure, cette quantité de rebut était négligeable.

En plus de sa précision, la machine est également rapide. Un autre travail chez Alert met en évidence la rapidité de la nouvelle machine.

"Nous avons un tube rectangulaire de 1-1/2 pouce sur ½ que nous avions l'habitude d'utiliser sur l'une de nos machines manuelles. Une commande nous prendrait deux semaines. Maintenant, nous l'exécutons sur la nouvelle machine, et cela prend moins de deux jours", a déclaré Coffey. "Les tubes pliés sur cette machine ne glissent pas. Il est imbattable pour sa précision, sa répétabilité et sa vitesse."