La demande augmente pour les grands

Les pièces et les systèmes surdimensionnés obligent les fabricants à devenir de plus en plus gros.

Alors que les fabricants voient un besoin accru de pièces et de systèmes surdimensionnés, la demande augmente pour les centres d'usinage à grande enveloppe, notamment dans les secteurs de l'énergie, de l'aviation et du pétrole/gaz.

L'attrait pour les équipementiers d'externaliser ces composants XL provient de plusieurs facteurs : moins d'investissements en capital, économies sur la formation des employés et réduction des rebuts, a déclaré Jeff Vaughan, fondateur/propriétaire de KVK Precision Specialties à Shenandoah, en Virginie.

"C'est un marché de niche", a noté Vaughan. "Les fabricants préfèrent sous-traiter à un magasin spécialisé comme le nôtre. Cela leur simplifie les choses."

La crise énergétique et la recherche associée de sources d'énergie alternatives dans les secteurs onshore et offshore ont stimulé la demande, a ajouté David Mondek, directeur marketing de Heller Machine Tools LP à Troy, Michigan. En conséquence, a-t-il affirmé, Heller est devenu un "partenaire indispensable pour l'industrie de l'énergie, la construction mécanique générale, l'aviation, le pétrole et le gaz."

KVK, fondé par Vaughan en tant qu'atelier d'usinage dans son garage lorsqu'il était adolescent, s'est étendu à l'usinage de grandes enveloppes il y a 25 ans. Les gros composants représentent désormais 60% de la charge de travail de l'entreprise, a déclaré Vaughan, y compris les gros refroidisseurs pour les unités CVC et les bases de machines pour les machines-outils industrielles et les systèmes d'entraînement.

Pour accueillir les pièces et équipements à grande échelle, KVK utilise 270 000 pieds carrés [25 084 m²] d'espace de fabrication répartis sur cinq bâtiments. Alors que la surface au sol varie de 30 000 à 150 000 pieds carrés [2 787 à 13 935 m²], la hauteur libre est tout aussi importante.

"Nous avons des plafonds très hauts et de très grandes capacités de grue", a expliqué Vaughan.

Il y a environ deux ans, KVK a élargi sa capacité pour augmenter la taille des composants que l'entreprise peut fabriquer, de cubes de huit pieds à des composants de 12 pieds de large, 12 pieds de haut et 40 pieds de long [3,66 x 3,66 x 12,19 m], selon Vaughan.

"Nous avons ajouté la capacité de répondre à la demande et de nous positionner là où nous pouvons effectuer les travaux les plus importants car la concurrence est moindre", a déclaré Vaughan, notant que l'entreprise est au milieu d'un cycle de croissance et reçoit des demandes pour une telle capacité.

"Les industries importantes et à croissance rapide ont besoin de pièces et de composants complexes de grandes dimensions", a déclaré Heller's Mondek.

Le plus grand centre d'usinage horizontal de Heller, le vénérable H 16000, disponible depuis longtemps, mesure 41 pieds de long, 27,5 pieds de large et 17,4 pieds de haut [12,5 x 8,38 x 5,3 m]. Les centres d'usinage de l'entreprise conviennent à l'usinage économique et de haute précision de composants pesant jusqu'à 10 tonnes et d'une hauteur de 1,8 m, selon Mondek.

"Les centres d'usinage doivent non seulement répondre aux exigences actuelles, mais doivent également être efficaces et productifs tout au long de leur durée de vie", a déclaré Mondek.

"Heller a développé des compétences en ingénierie d'application, car la pratique constante de l'usinage complet nécessite souvent l'utilisation de processus de fabrication qui ne sont que conditionnellement typiques pour un centre d'usinage (concurrent). Les machines-outils Heller sont très robustes et précises, et lorsque vous ajoutez nos connaissances en ingénierie avec la machine-outil, nous construisons et créons pour nos clients des solutions que beaucoup d'autres ne peuvent égaler."

Un exemple est la tête de surfaçage Heller, qui permet à de nombreux processus, y compris le tournage intérieur/extérieur de contour, le surfaçage et le rainurage, d'être exécutés de manière fiable et économique sur des centres d'usinage uniques, selon Mondek. En plus d'améliorer la fiabilité, a-t-il dit, cette approche réduit les temps primaires et auxiliaires.

Pour s'intégrer dans l'Industrie 4.0, les machines et les systèmes doivent produire de manière fiable dans le travail quotidien à des coûts unitaires compétitifs, selon Mondek. "Pour garantir cela, une exigence clé aujourd'hui et à l'avenir reste la disponibilité et la productivité maximales des machines 24h/24", a-t-il déclaré.

"L'automatisation et la numérisation sont des sujets qui contribuent de manière significative à répondre aux exigences de fabrication actuelles.

"Les équipements de base tels que la commande CNC, le changeur d'outils et le convoyeur à copeaux permettent déjà aux machines et aux systèmes de fonctionner de manière autonome", a poursuivi Mondek. « La question brûlante est : pendant combien de temps ? Les machines Heller sont conçues pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 avec une disponibilité maximale. Les machines Heller, par exemple dans la construction automobile, fonctionnent 24 heures sur 24 pendant des années, fabriquant une quantité spécifiée de pièces par jour que le client doit maintenir le rythme de la production."

Le processus est dicté par le nombre de pièces accessibles dans la machine.

"Accessible signifie alimenter les machines avec autant de pièces qu'elles peuvent produire dans le cycle ou le temps de travail spécifié", a poursuivi Mondek. "Par exemple, le client a besoin de 500 pièces coupées par jour, nous utiliserions l'automatisation et alimenterions 500 pièces à la machine chaque jour."

Les concepts d'automatisation vont du simple changeur de palettes au magasin linéaire de palettes ou au magasin rotatif de palettes en passant par le robot flexible Pick and Place jusqu'à la combinaison avec un système de crémaillère pour outils.

"Les outils peuvent être alimentés par des magasins à chaîne pouvant contenir jusqu'à 240 outils ou un magasin de type rack pour un maximum de 425 outils", a ajouté Mondek.

Pour l'usinage lourd dans le segment des grosses pièces, Heller a également développé des outils pour les magasins à crémaillère qui permettent de charger dans la machine des outils d'une longueur allant jusqu'à 1 000 mm et pesant 50 kg, a-t-il déclaré.

"En conjonction avec les nouvelles unités XPC et un changeur d'outils récemment développé, jusqu'à 80 kg peuvent être gérés", a déclaré Mondek. "Ces variantes permettent également l'utilisation d'extensions de broche, ce qui permet d'atteindre des longueurs de dépassement allant jusqu'à 1 500 mm dans la zone de travail. Avec les unités XPC, les outils HSK 100 avec emplacement plat 160 peuvent également être utilisés pour l'usinage lourd. "

En ce qui concerne l'industrie 4.0, l'objectif de Heller est d'augmenter l'efficacité globale de l'équipement en termes de disponibilité, de productivité et de qualité, a déclaré Mondek.

"Nous considérons que Heller4Industry inclut une utilisation plus facile de la machine, une intégration optimale dans les réseaux, des fonctionnalités étendues et des options de service."

Quant à KVK, l'entreprise dispose d'un système de fabrication flexible Trumpf qui traite automatiquement la tôle et réduit considérablement la main-d'œuvre, a déclaré Vaughan. KVK a acheté un autre système FMS en 2014 pour 4,5 millions de dollars qui configure et programme les travaux, en particulier les travaux répétitifs, a-t-il ajouté.

Mais la fabrication de grandes pièces en petites quantités signifie que l'automatisation n'est pas toujours possible.

"Les gros objets sont difficiles pour l'automatisation en raison de leur taille physique", a souligné Vaughan. "Mais ce qui motive vraiment l'automatisation, c'est le volume. Le volume doit être là pour faire l'investissement en capital. Sinon, ça ne paie pas."

Les défis restants sont une main-d'œuvre fiable et des machines fiables et compétitives.

La récession de 2008 et la pénurie de main-d'œuvre actuelle ont fait chuter KVK tant au niveau des ventes que de la main-d'œuvre, selon Vaughan. La meilleure année de l'entreprise a été 2007, a-t-il dit, lorsqu'elle comptait 128 employés et 24 millions de dollars de ventes.

Aujourd'hui, KVK compte 58 employés et réalise en moyenne 9 millions de dollars de ventes annuelles. La majeure partie de l'activité provient de 15 clients "forts", dont certains sont locaux et régionaux, a déclaré Vaughan, et cherchent à réduire les frais d'expédition sur les gros composants.

"Ces clients sont tout ce que je peux soutenir avec la main-d'œuvre dont nous disposons", a déclaré Vaughan. « Je pourrais embaucher 20 machinistes si je pouvais les trouver. Heureusement, ou malheureusement, nous n'avons pas d'équipe commerciale ou marketing dans notre entreprise. avait une force de vente. Les gros sous-traitent davantage. Les acheteurs se déplacent d'un endroit à un autre au sein d'une grande entreprise. Une fois qu'ils ont trouvé un bon fournisseur, ils veulent vous garder. C'est ainsi que nous pouvons grandir verticalement avec eux. construit une bonne relation pour faire des affaires."

La rétention des travailleurs est également un problème.

"J'ai commencé dans un atelier d'usinage quand j'étais enfant, à 11 ans", a déclaré Vaughan. "Le plus grand défi aujourd'hui est une aide qualifiée", a-t-il poursuivi. "Nous avons notre propre programme d'apprentissage. Mais nous les formons et les retenons à un certain niveau pour qu'ils sachent ce qui se passe, et puis je ne peux pas me permettre d'offrir le salaire et d'autres avantages comme les sociétés pharmaceutiques et les brasseries à proximité. Au fil des ans , l'industrie dans son ensemble n'a pas suivi les programmes d'apprentissage et a permis à la main-d'œuvre de partir. »

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