Les technologies de coupe de tubes suivent la dynamique du marché

L'avancée incessante de la technologie continue d'introduire des matériaux plus difficiles à couper sur le marché des tubes et tuyaux, les exigences de qualité continuent d'augmenter et les pressions concurrentielles ne cessent jamais. Photo gracieuseté de BLM GROUP USA, Novi, Michigan.

Former, encocher, poinçonner, percer, percer, tarauder, biseauter, meuler, souder, peu importe ce que vous faites sur un tube ou un tuyau pour le préparer à l'expédition à votre client, la première opération sera probablement un processus de coupe. Bien que de nombreux choix de processus de coupe soient disponibles depuis des décennies, de nombreuses machines utilisées aujourd'hui sont bien plus avancées que leurs prédécesseurs d'il y a quelques années à peine. À mesure que les matériaux de tubes et de tuyaux deviennent plus variés et que les pressions concurrentielles deviennent plus difficiles, les logiciels, les capteurs et les systèmes de contrôle deviennent plus performants. Le résultat? Les fournisseurs d'équipements ont plus de choix en matière de matériel et de logiciels, ce qui leur permet de développer des machines plus rapides, plus précises, plus polyvalentes et plus automatisées que jamais pour aider les fabricants de tubes et de tuyaux à faire face à des applications de coupe de plus en plus difficiles.

Le rythme incessant de la technologie apporte des produits améliorés ou entièrement nouveaux sur le marché, et dans de nombreux cas, ces produits sont fabriqués à partir de matériaux améliorés. Dans l'industrie des métaux, l'un des principaux moteurs du développement des alliages est le secteur automobile, qui s'efforce d'atteindre des objectifs d'émissions toujours plus bas et des objectifs d'efficacité énergétique toujours plus élevés en mettant en œuvre des matériaux plus résistants et plus légers que les métaux conventionnels. Bien que les constructeurs automobiles utilisent une variété de matériaux, tels que l'aluminium et le magnésium, une grande partie de chaque automobile est encore fabriquée en acier. Un autre moteur est l'industrie pétrolière, qui s'appuie sur des chimies d'acier capables de résister aux conditions sévères de l'environnement offshore alors que le forage est plus profond que jamais.

Avancées de l'acier. En réponse à ces demandes, l'industrie sidérurgique continue de fournir de nouveaux matériaux sur le marché. Selon la World Steel Association, l'acier est disponible en 3 500 nuances.

Les alliages d'acier avancés à haute résistance, les matériaux à haute résistance / faiblement alliés, les aciers à double phase et les aciers à plasticité induite par la transformation ont contribué à un bouleversement mineur de la science des matériaux. Les derniers matériaux ont des améliorations substantielles de résistance par rapport à l'acier doux commun, tel que SAE 1010, qui a une résistance à la traction ultime d'environ 42 000 livres par pouce carré (PSI).

« Il y a dix ans, la résistance à la traction moyenne pour l'industrie du forgeage automobile était de 750 newtons par millimètre carré (109 000 PSI) et la vitesse maximale de la lame pour de nombreuses scies était d'environ 130 à 140 mètres par minute (MPM) [445 pieds par minute (FPM)] », a déclaré Daniel Johns, directeur du développement commercial chez Kinkelder USA.

Les exigences imposées à une lame de scie à l'époque étaient considérables, mais beaucoup de choses ont changé en quelques années seulement. Certains des matériaux les plus récents sont 30 % plus résistants, 980 N/mm2 (142 000 PSI), et les scies fonctionnent plus rapidement, souvent à plus de 200 MPM (656 FPM).

"Il y a quinze ans, nous vendions plus de lames à usage général", a déclaré Johns. "De nos jours, le marché a un plus grand besoin de lames conçues pour des applications spécifiques." Par exemple, les lames en céramique-métal (cermet) répondaient aux exigences d'environ 80 % des applications de stock de barres il y a à peine cinq ans, alors qu'aujourd'hui, environ 80 % des applications nécessitent du carbure revêtu, a-t-il déclaré.

"Les lames en carbure revêtu ont une résistance de pointe et une résistance à la température plus élevées, de sorte qu'elles peuvent supporter la coupe de matériaux plus durs à des vitesses plus élevées", a-t-il déclaré.

En plus des revêtements qui peuvent aider à résister à la chaleur jusqu'à 900 degrés C (1 600 degrés F), une autre stratégie consiste à optimiser la géométrie des dents, à modifier les angles de coupe pour correspondre à la nuance d'acier et à modifier l'espacement pour faire face à la vitesse plus rapide de la lame.

Cela ne veut pas dire que le cermet est passé au bord du chemin. "Ils ont une durée de vie exceptionnelle de la lame, donc c'est toujours un bon produit lorsque le matériau n'est pas aussi dur et que la scie ne tourne pas aussi vite", a-t-il déclaré.

La coupe n'est pas nécessairement un processus unique, a déclaré Johns. Dans certains cas, l'échauffement provoqué par le frottement ajoute une composante déformante au processus de coupe. Le matériau chauffe, se ramollit et se déforme un peu avant que la dent n'arrache un éclat. Certaines applications, telles que le sciage du duplex et des nuances de nickel, nécessitent une géométrie positive où la coupe est principalement une action de cisaillement. Comprendre cette différence et une myriade d'autres facteurs est la clé du choix de la lame. Le personnel de Kinkelder a constaté que le changement de lame peut avoir un impact significatif sur la durée de vie de la lame.

"L'un de nos clients coupait de l'acier inoxydable 17-4 et obtenait environ 7 400 coupes par lame", a déclaré Johns. "Nous avons recommandé de passer à une géométrie différente pour répondre à une tolérance de bavure très serrée, et ce client bénéficie désormais d'une durée de vie environ cinq fois supérieure, à environ 37 000 coupes par lame."

C'est un cas extrême. Si une lame n'est pas optimale pour l'application, une amélioration de 20 % est plus probable. Indépendamment de la quantité réelle d'améliorations, l'entreprise de Johns se considère d'abord comme un consultant en coupe et ensuite comme un fabricant de lames. Cela semble contre-intuitif : les revenus de l'entreprise sont basés sur la vente de plus de lames, et non de moins de lames. Cependant, ce n'est pas la fin. Comme tous les autres fournisseurs de tous les autres produits, l'entreprise a un intérêt dans le succès de ses clients, elle déploie donc ses connaissances en matière de sciage au profit de ses clients.

La société effectue également des recherches en collaboration avec un constructeur de scies, Rattunde Corp. Les deux sociétés ont coopéré pour améliorer les capacités des systèmes de coupe, telles que l'équerrage de la coupe. Un avantage pour Kinkelder est son utilisation d'une scie Rattunde qui suit la rotation de la lame. Le système de Rattunde suit l'emplacement de chaque dent de si près que, lors d'une multitude de coupes pour tester la durabilité d'une lame, il garantit que le contact initial avec la pièce est réparti uniformément entre toutes les dents de la scie.

Avancées de la qualité. "La qualité de la finition de coupe a toujours été une demande, mais ces dernières années, elle a vraiment décollé", a déclaré Jon Hisey, directeur du développement commercial de Rattunde Corp. "Il y a vingt ou trente ans, une fossette à la fin serait acceptable", a-t-il déclaré. "De nos jours, de plus en plus d'utilisateurs exigent une coupe nette à 90 degrés et sans bavure." Hisey soupçonne que cela est lié à l'automatisation en aval.

"Les fabricants utilisent davantage la robotique et les robots soudeurs ne sont pas aptes à gérer les incohérences", a-t-il déclaré. "Si un écart est trop large ou varie, le robot n'a pas la capacité de le gérer. Il fait simplement la même chose encore et encore selon la façon dont il est programmé."

Bien que de nombreux fabricants semblent encore se méfier de l'automatisation, pour beaucoup, cela devient inévitable, a déclaré Hisey.

"De nombreux fabricants comptent encore sur le travail manuel pour empiler les tubes lorsqu'ils sortent d'une machine de découpe", a-t-il expliqué. "Si vous avez trois gars qui font ça et qu'un seul se fait porter malade, vous venez de perdre un tiers de votre travail dans ce domaine." L'automatisation de plusieurs étapes qui ont souvent lieu après la découpe - par exemple, la mesure, la gravure et l'emballage - permet à un fabricant de sortir d'un tel pétrin, pas seulement aujourd'hui, mais tous les jours.

L'économie d'espace est toujours une préoccupation, et Rattunde a répondu à ces préoccupations en introduisant une machine à faible encombrement sur le marché en 2019.

"Jusqu'à récemment, notre plus petite machine était une machine de 2 m", a déclaré Hisey, faisant référence à la longueur la plus longue qu'elle pouvait couper. « Certains clients utilisaient cette machine pour fabriquer une pièce de 2 pouces. Notre dernière en date est une machine de 1 m, qui est beaucoup plus pratique pour les petites pièces, réalisant des temps de cycle beaucoup plus rapides et utilisant moins d'espace au sol que notre machine de 2 m.

Avancées en plomberie. La soudure est depuis longtemps un processus d'assemblage de base dans l'industrie de la plomberie, mais elle a cédé la place au sertissage. Le sertissage ne nécessite aucun adhésif, aucune soudure et aucune chaleur. La fabrication d'un joint serti peut coûter plus cher que la fabrication d'un joint soudé - un raccord à sertir coûte plus cher qu'un peu de soudure et un peu de flux - mais c'est un processus plus rapide, donc il offre un gain en coût de main-d'œuvre. La principale mise en garde est que le sertissage nécessite des extrémités de tuyau extrêmement droites et sans bavures. Le fabricant d'équipements Reika GmbH fabrique des lignes de traitement pour dérouler et redresser les tuyaux en cuivre et effectuer des coupes droites et sans bavures, que le matériau soit en cuivre à paroi mince ou épaisse.

"Pour le cuivre à paroi mince, le système utilise un processus sans copeaux", a déclaré Joseph Kemple, président de Heiko Machine, le représentant américain de Reika. Pour les applications à parois épaisses, une ligne de traitement utilise la scie annulaire brevetée de l'entreprise. La lame de la scie annulaire est de forme circulaire, mais contrairement à la plupart des lames de scie circulaire, elle est entraînée le long de son diamètre extérieur et les dents sont sur le diamètre intérieur. Les dents sont des inserts en carbure prêts à l'emploi qui ont quatre faces de coupe et sont montés sur des sièges usinés avec des vis de réglage. Lorsqu'une surface devient terne, l'opérateur enlève les dents, les fait pivoter de 90 degrés et les réinstalle.

La caractéristique unique de la scie est le mouvement de la lame. En plus de tourner, la lame se déplace de manière excentrique. Cela permet à la lame de s'approcher progressivement de la pièce à usiner tout en oscillant autour de la pièce à usiner. La combinaison de la forme de la dent de coupe et du mouvement de la lame est destinée à ne laisser aucune bavure sur le diamètre extérieur et une bavure négligeable sur le diamètre intérieur.

"Il ne laisse pas de longues chaînes de déchets, peu de bavures et de très petits copeaux", a déclaré Kemple. "Ces petits copeaux tombent sans danger de la machine, n'interfèrent pas avec le fonctionnement et sont très faciles à gérer", a-t-il ajouté.

Les cisailles, appréciées pour leur vitesse et leur coupe sans copeaux, ont longtemps été préférées pour les applications à volume élevé/faible mélange, mais de nos jours, elles conviennent également à de nombreuses applications à faible volume/haut mélange. Les machines n'ont pas changé ; la différence réside dans l'ajout d'un système de contrôle moderne et du logiciel nécessaire.

Pour un atelier de fabrication qui utilise une scie ou deux, une cisaille n'est peut-être pas une alternative viable. Cependant, un fabricant poussant plusieurs scies durement toute la journée pourrait être en mesure d'économiser un peu d'espace au sol et de matériel en passant à une seule cisaille.

"Une cisaille à grande vitesse peut atteindre un rendement équivalent à trois à six scies", a déclaré Steve Thiry, président de Haven Manufacturing Corp. Un autre avantage est que la cisaille n'a pas de trait de scie, de sorte qu'elle ne gaspille pas une petite quantité de matériau à chaque coupe.

Comme toute autre décision, le choix d'une machine de découpe optimale consiste à peser une poignée de facteurs, dont l'un est le volume de la pièce. Pour un atelier de fabrication de tubes qui doit effectuer moins de 50 000 coupes droites par an, une scie est certainement plus susceptible d'atteindre les objectifs de production et de retour sur investissement qu'une cisaille. Si le volume dépasse 50 000, une cisaille devient de plus en plus attrayante.

"Si un fabricant doit faire 60 000 à 70 000 coupes par an dans une variété de longueurs et de diamètres, une cisaille peut avoir du sens", a déclaré Thiry.

Haven est connu pour concevoir et construire deux types distincts de cisailles : la cisaille supportée, qui utilise un mandrin pour empêcher la déformation lorsque la lame de cisaille coupe et sépare le tube, et la double cisaille, qui utilise un couteau latéral pour pénétrer la paroi du tube et une cisaille pour effectuer la coupe. La coupe initiale compromet l'intégrité de la paroi du tube, de sorte que l'action de cisaillement peut être effectuée sans creux dans le tube.

Cisaillement de pièces longues et courtes. Les machines de l'entreprise traitent des diamètres de 0,25 à 5 pouces. La plupart des machines qu'elle fabrique coupent de 0,5 à 2,5 pouces de diamètre extérieur. Alors que les longueurs de 12 à 18 pouces sont parmi les plus courantes - longueurs pour la fabrication d'amortisseurs, une application principale - les machines de l'entreprise sont fréquemment utilisées pour couper des longueurs de 0,5 pouce à 10 pieds de long. Ils peuvent atteindre une précision de longueur de ± 0,002 po.

Une machine Haven utilisée coupe des tubes à paroi mince en longueurs de seulement 3/8 po pour fabriquer des colliers de serrage. La machine effectue 7 000 coupes par heure sans déformation ni perte de matière. Une scie pourrait fabriquer la pièce, mais pas à cette vitesse, et le trait de scie gaspillerait pas mal de matière en pourcentage de chaque coupe. Un laser peut également effectuer une coupe sans perte, et bien que le temps de cycle soit court, effectuer des milliers de coupes droites par heure ne profite pas du plus grand avantage de la machine laser : sa polyvalence.

Dédié au Lean Manufacturing. Une cisaille est également un bon candidat pour les applications à faible volume/haute diversité, car la façon dont elle est utilisée a changé au fil des décennies. Reconnues pour fournir une production éblouissante - dans certains cas, jusqu'à 40 millions de pièces par an - qui aidaient à la production par lots il y a des décennies, les cisailles sont toujours éblouissantes aujourd'hui, mais lorsqu'elles sont équipées de systèmes de contrôle modernes, les mêmes machines aident à la fabrication allégée et aident avec les objectifs de flux monobloc.

"Il y a des années, il s'agissait de machines dédiées, configurées pour fabriquer une seule pièce très rapidement pendant des heures. C'était l'époque des changements manuels", a déclaré Thiry. Aujourd'hui, l'un de ses clients utilise un système à double cisaillement pour la fabrication de niches pour chiens. Les composants tubulaires pour les chenils comprennent cinq pièces coupées à trois longueurs. Le matériel et les logiciels modernes permettent au fabricant de couper les différentes longueurs dans l'ordre dans lequel elles sont nécessaires. L'opération de coupe du tube produit un kit de cinq pièces qui est prêt pour l'opération suivante. C'est rapide, précis et léger.

Haven utilise également son expertise en matière de conception pour développer des systèmes de manutention de matériaux sur mesure pour le côté alimentation et peut créer des cellules de coupe entièrement intégrées.

Les lasers qui manipulent les tubes et les éléments structurels sont disponibles en plusieurs variétés. Parmi les plus courantes figurent les machines qui saisissent de longues longueurs de tube avec des mandrins et gèrent les tailles de tubes et de tuyaux les plus courantes, jusqu'à 4 pouces de diamètre extérieur environ. Les machines grand format comprennent le LT24 de BLM GROUP, qui coupe des diamètres allant jusqu'à 24 pouces ; La série M4 de Bystronic, comprenant les FL400 et FL600, qui coupe également des diamètres jusqu'à 24 pouces ; le Fabri Gear 400 II de Mazak, qui gère des diamètres allant jusqu'à 16 pouces ; et le TruLaser Tube 7000 de TRUMPF, qui coupe jusqu'à 10 po de diamètre.

D'autres machines encore sont conçues pour couper de courtes longueurs de tube, telles que des assemblages tubulaires cintrés, des composants tubulaires hydroformés et d'autres formes 3D. Deux de ces machines sont les machines de la série VCL-T100 de Mazak, LT-Free de BLM GROUP et TruLaser Cell de TRUMPF.

Hébergement pour le métro. Au début de la découpe au laser des tôles, les produits en tôle n'étaient souvent pas assez plats pour optimiser le processus. Lorsque la torche se déplaçait sur la surface d'une feuille de taille standard d'un bout à l'autre, la distance entre la torche et la surface de travail variait trop. L'industrie sidérurgique s'est adaptée et, avant trop longtemps, la norme commerciale de planéité des tôles s'est améliorée pour s'adapter à la découpe au laser.

Le tube est un produit différent, fabriqué d'une manière différente et utilisé dans un segment industriel différent. Les tolérances sont également différentes.

"Les normes de l'industrie pour les tubes sont moins strictes en matière d'écarts dimensionnels que pour les feuilles", a déclaré John Quigley, vice-président du marketing chez LVD Strippit. "Les fabricants de tubes ont besoin de systèmes laser capables de gérer des variations substantielles."

Les programmes de coupe sont basés sur des dimensions idéales, mais les produits de tubes et tuyaux sont rarement droits et les produits non ronds présentent souvent une certaine torsion. Pour une coupe précise et pour éviter les collisions entre la tête laser et la pièce, la machine doit déterminer la forme et la position réelles du tube par rapport à la tête de coupe, puis les comparer à la forme attendue pour compenser les variations dimensionnelles. Les machines LVD Strippit utilisent un système de mesure laser intégré pour mesurer l'arc, et elles comparent les positions du mandrin aux positions de repos stables pour déterminer la torsion. Pour optimiser l'orientation du tube par rapport au cordon de soudure, les machines laser de l'entreprise utilisent un système optique basé sur les entrées de deux caméras.

Pionnière de la polyvalence du système de chargement, les machines LVD Strippit ont été les premières à avoir deux chargeurs sur une machine, un pour les faisceaux et un avec un magasin à sept positions pour le chargement de tubes individuels. Le fait d'avoir un chargeur de paquets automatisé d'un côté de la machine et un seul chargeur de magasin de l'autre côté offre à l'opérateur le meilleur des deux mondes. Lorsqu'il utilise le chargeur de faisceaux pour un cycle de production, il peut interrompre ce travail et charger quelques tubes un par un pour effectuer un travail urgent, puis reprendre le premier travail.

De même, Bystronic a conçu une stratégie de chargement et de déchargement qui accélère le traitement. Ses machines utilisent quatre mandrins, mais le traitement d'un tube ne nécessite pas les quatre mandrins en permanence.

"Alors que la tête laser traite les dernières caractéristiques d'un tube, en utilisant les deux premiers mandrins, un deuxième tube est chargé dans la machine à l'aide des deux derniers mandrins", a déclaré Brendon DiVincenzo, chef de produit des lasers et de l'automatisation pour Bystronic Inc. Elle utilise également des mandrins qui flottent, permettant à la machine de s'adapter à l'arc et à la torsion d'une pièce individuelle, tout en mettant moins de pression sur les mandrins et en augmentant la précision dans la zone de coupe.

La TruLaser Tube 7000 de TRUMPF offre également quelques fonctionnalités supplémentaires qui élargissent les possibilités de traitement des tubes. Des outils supplémentaires permettent le taraudage pour les trous dans les tubes à paroi épaisse et le perçage et le taraudage par friction pour les tubes à paroi mince. Il dispose également d'un mandrin en option qui se glisse dans la pièce pour protéger l'ID des éclaboussures générées par le processus de coupe.

Grands diamètres, parois épaisses. Mazak Optonics Inc. estime que l'utilisation de l'acier de construction devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 5,3 % sur une période de cinq ans allant de 2018 à 2023. Les moteurs cités sont le gouvernement fédéral et l'industrie de la construction. Le premier traite des infrastructures et le second concerne à la fois la construction résidentielle et non résidentielle. Deux facteurs qui favorisent les tubes en acier découpés au laser pour de telles applications sont la recyclabilité et la rapidité de construction. Environ 90 % des métaux sont recyclés et une découpe laser précise facilite un assemblage rapide.

La précision d'une machine laser dans la réalisation de trous fraisés pour les fixations, de coupes à onglet pour les connexions de joints et d'extrémités biseautées pour la préparation des soudures rend l'assemblage et le soudage sur le chantier plus rapides qu'avec les procédés conventionnels.

Pour de telles applications, les machines de Mazak fournissent six axes de contrôle et quatre mandrins à centrage automatique pour traiter les incohérences dimensionnelles du tube et du profil telles que la section structurelle creuse, la poutre en I, la poutre en H et l'angle. La technologie laser à diode directe de la société est 45 % plus économe en énergie que les lasers CO2 et a une densité de puissance 40 % supérieure à celle des lasers à fibre, selon Mazak.

Pour s'adapter aux différentes géométries de pièces, les machines TRUMPF utilisent une pince de serrage à centrage automatique pour éviter d'endommager les tubes. Le système de serrage est associé à un capteur qui assure une surveillance continue pour apporter les modifications nécessaires à la trajectoire de la tête laser afin d'éviter les collisions.

BLM GROUP USA a récemment présenté son LT8.20, qui a une capacité 3D et gère pratiquement toutes les formes. Il a été conçu pour gérer des modèles de coupe complexes, des endroits difficiles d'accès et des coupes de préparation de soudure sur des tubes à paroi épaisse. Il utilise trois fonctionnalités de la série Active de la société : Active Tilt pour un traitement rapide des petites fonctionnalités ; Active Weld, conçu pour optimiser le détachement des ferrailles avec de grands cordons de soudure ; et Active Focus, qui gère les changements de matériau et d'épaisseur.

La configuration du système avec le chargeur à chaîne sur la face avant réduit l'encombrement du système de 20 % et permet les opérations de chargement et de déchargement du même côté. Cela rend le système encore plus efficace pour la production de petites séries et de petites quantités.

CO2 ou Solid State ? Dans le domaine du laser, le laser CO2 cède la place aux technologies à l'état solide. Pour la plupart, cela signifie des lasers à fibre, mais TRUMPF a son propre TruDisk et Mazak a un laser à diode directe. Connus pour leur livraison de faisceau simplifiée et leurs exigences de maintenance bien inférieures à celles de la variété CO2, les lasers à semi-conducteurs offrent une plus grande disponibilité et sont moins coûteux à entretenir. Mais cela ne signifie pas que les lasers CO2 sont en voie de disparition.

"La demande du marché pour les lasers à fibre augmente, mais les lasers à CO2 ont toujours une place dans la fabrication, mais pas celle qu'ils avaient dans le passé", a déclaré DiVincenzo. Il ne s'agit pas seulement de remplacer un résonateur. La fréquence de la lumière laser à fibre est telle que la conception de la machine est assez différente de celle des résonateurs à CO2. Les lasers à fibre nécessitent une zone de coupe complètement fermée, ce qui peut compliquer le chargement et le déchargement du matériau. Les avantages de performance généralement reconnus de la technologie des fibres ne s'appliquent tout simplement pas lors de la coupe de très grandes pièces.

"La logistique de la manutention est meilleure pour les lasers CO2", a-t-il déclaré.

La fabrication a toujours prospéré sur les données, qu'il s'agisse de mesurer la disponibilité d'une machine, de chronométrer le temps de cycle d'une pièce spécifique, de prendre des mesures pour identifier les composants non conformes ou de collecter des informations à partir de l'un des milliers d'autres points de données que les fabricants utilisent pour mesurer et améliorer les opérations.

Au cours des dernières années, la collecte de données a augmenté de plusieurs ordres de grandeur en capacité et en quantité. La convergence de nombreuses technologies - capteurs sur des machines qui génèrent des données numériques, étiquettes RFID sur des pièces ou des bacs de pièces qui génèrent des données de suivi, codes QR faciles à scanner contenant toutes sortes d'informations, systèmes Wi-Fi qui déplacent les données d'un endroit à l'autre et logiciel qui organise le tout - permet aux fabricants de mettre en place des systèmes inédits il y a quelques années à peine.

Collecter des données à partir de points clés d'un processus de fabrication, les numériser et les transformer en un flux d'informations utiles, mises à jour en continu et disponibles à tout moment, fait plus qu'éliminer le papier ou fournir un instantané en temps réel de l'activité de fabrication. Les données peuvent être intégrées au système de planification des ressources d'entreprise (ERP) de l'entreprise pour modifier le calendrier de production, signaler les niveaux de stock de matières premières épuisés pour déclencher une action d'achat et informer les clients sur l'état des commandes afin qu'ils puissent informer leurs clients et mettre à jour leurs calendriers. Ces informations ont beaucoup d'importance tout au long de la chaîne de valeur : un fabricant peut s'engager volontairement dans la mise en œuvre de la technologie Industrie 4.0 pour son propre bénéfice, ou ce fabricant peut emprunter cette voie pour satisfaire les besoins de ses clients.

Cette tendance se joue dans l'industrie de la construction. De nos jours, les architectes font plus que faire des plans. Ils utilisent un logiciel de modélisation des informations du bâtiment (BIM), qui est une version extrêmement sophistiquée de la CAO qui comporte certains éléments de l'ERP. Il fournit tellement de détails avec tellement de précision que les entrepreneurs peuvent se présenter sur le chantier avec des fournitures telles que des conduits, des tuyaux et des conduits coupés aux bonnes longueurs, ou même fabriqués en assemblages, de sorte que chaque composant arrive prêt pour l'installation. Ils font beaucoup plus de travail dans leurs ateliers et beaucoup moins sur le chantier et, au fur et à mesure que la construction progresse, chaque entrepreneur fournit des mises à jour.

"Chaque installateur peut mettre à jour le modèle, ce qui déclenche la prochaine commande de matériel, qui déclenche la prochaine commande de production, et ainsi de suite", a déclaré Carroll Stokes, directeur des ventes pour T-Drill Industries Inc.

Il y a quelques années, une demande d'un entrepreneur en mécanique a mis en lumière les possibilités du T-Drill. L'entrepreneur voulait une machine entièrement automatisée capable de couper des dizaines de composants de tuyaux uniques (pièces droites et raccords de dérivation), d'imprimer et d'appliquer une étiquette (ou deux étiquettes, une à chaque extrémité, pour les pièces longues) et de les trier avec une table de dérivation.

Au départ, le personnel de T-Drill était mystifié. Pourquoi un atelier de plomberie aurait-il besoin d'une machine qui semble convenir à un fabricant ? Plus tard, lorsque le personnel a compris toute la portée du BIM, il a compris comment une machine automatisée pouvait prendre en charge une telle entreprise. L'accès au modèle aide tout le monde, du propriétaire du bâtiment au plus petit entrepreneur, à comprendre l'état des différentes étapes du projet, quelle que soit l'ampleur du projet.

Le matériel est également en constante évolution. Introduire le tuyau dans la machine, le positionner pour la coupe, effectuer la coupe, faire avancer et rétracter les outils de serrage - ces actions sont précises, entièrement contrôlables et peu coûteuses lorsque les actionneurs sont des servomoteurs, a déclaré Stokes.

"Nous avons eu 27 servos sur une seule machine", a-t-il déclaré. "Au début des années 1990, le coût d'un servo était d'environ 5 000 $ par axe. Aujourd'hui, c'est 1 500 à 2 000 $ par axe." Les deux principaux attributs d'asservissement, la vitesse et la précision, se rejoignent dans la sortie. "Nous pouvons fabriquer 3 000 pièces, avec précision, en une heure", a-t-il déclaré.

Les actionneurs pneumatiques sont également rapides et précis, a-t-il déclaré, mais les servos permettent de contrôler l'ensemble du profil de mouvement, optimisant les courses d'alimentation et de coupe. Cela ne veut pas dire que les capacités de coupe et de colmatage de la machine sont plus critiques que la connectivité. Les deux vont de pair.

"À ma connaissance, le BIM est nécessaire pour soumissionner sur n'importe quel bâtiment municipal, et c'est une exigence depuis six à huit ans", a déclaré Stokes. Il n'est pas difficile de relier les points. Pour les entreprises impliquées dans la construction, l'interface avec le BIM devient de plus en plus critique ; par conséquent, pour leurs fournisseurs, investir dans des équipements dotés d'une connectivité numérique devient de plus en plus critique.

"Ce n'est pas seulement pour la construction", a ajouté Stokes. "Il est également utilisé dans la construction navale, qui a des considérations similaires - une structure et des systèmes hydrauliques, pneumatiques, électriques, d'eau, d'extinction d'incendie et d'égouts."

TRUMPF a construit une usine de fabrication entièrement connectée à Hoffman Estates, Illinois, pour présenter ces technologies. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une opération orientée tube, du moins pas encore, cela illustre la capacité de numériser tout ce qui est essentiel à un processus de fabrication.

Lorsqu'il est appelé par un bon de travail, un véhicule guidé automatiquement récupère le matériau en feuille nécessaire et le met en scène, initiant un processus dans lequel le matériau passe d'une machine à l'autre pour la découpe, le poinçonnage et le pliage. Pour la plupart, l'entretien des machines et la manutention des matériaux sont automatisés. La transparence est une grande partie de la technologie utilisée à la Smart Factory. Toute personne ayant accès au système peut utiliser une connexion Internet depuis n'importe où dans le monde pour vérifier l'état d'une commande.

Ce n'est pas qu'une vitrine. L'entreprise fabrique des pièces de bonne foi, traitant des tonnes d'acier chaque jour. Ce n'est pas une question de "peut-être" ou "peut-être" ou "peut-être" L'industrie 4.0 peut être utilisée dans la fabrication de métaux. Ce système est opérationnel depuis le 12 septembre 2017.