Avec logiciel FAO hyperMILL®, Kärcher améliore l’efficacité du prototypage
Alfred Kärcher Vertriebs-GmbH |
Winnenden (Bade-Wurtemberg), Allemagne
Des produits innovants requièrent des développeurs créatifs et un prototypage qui concrétise les idées de manière rapide et efficace. Un système de CFAO universel et facile à utiliser fait partie de l’équipement nécessaire. Le logiciel hyperMILL® d’ OPEN MIND avec son module CAO intégré offre des stratégies complètes d’usinage 5 axes et des résultats de programmation qui assurent des processus fiables.
Déjà karchérisé aujourd’hui ? Vous savez certainement que « karchériser » signifie familièrement « nettoyer avec un nettoyeur haute pression ». Lorsqu’une entreprise réussit à transformer son nom en un verbe et que celui-ci fait même son entrée dans le dictionnaire, il n’est pas nécessaire de s’attarder sur le niveau d’importance des produits. Le fabricant d’appareils de nettoyage cite l’innovation comme facteur essentiel de croissance. 1 000 collaborateurs travaillent dans la recherche et le développement ; Kärcher détient actuellement 630 brevets actifs et environ 90 pour cent des produits ont moins de six ans.
Chaque nouveau produit voit d’abord le jour dans le service « prototypage » qui existe depuis 1988. Le responsable Achim Sanzenbacher décrit le service : « Nous sommes douze collaborateurs produisant chaque semaine entre 600 et 800 prototypes en acier, en laiton et en matières plastiques. » Le prototypiste explique que cela est possible uniquement car l’essentiel du travail se fait sur ordinateur, en particulier sur des systèmes de CFAO et d’autres systèmes de programmation. Des centres d’usinage 5 axes, des imprimantes 3D et des machines de tôlerie sont utilisés pour la fabrication.
Il est très important pour Kärcher que les prototypes soient conçus en interne. Cela permet en effet de raccourcir les délais avant la mise sur le marché et d’éviter que le savoir-faire ne soit dévoilé trop tôt. Le service « prototypage » jouit donc d’une attention particulière et de soutien lorsqu’il est question d’investissements qui permettent d’accélérer la réalisation d’un premier échantillon fonctionnel. Utilisée depuis le début des années 1990 par les constructeurs de prototypes, la technologie de CFAO en est l’illustration..
« Cela nous a permis de tester hyperMILL® en condition réelle. Après le test, j’étais sûr que ce système de CFAO était la solution idéale pour nous : une programmation simple, un usinage rapide et un résultat de fraisage convaincant. »
Michael Wussack, l’un des quatre spécialistes FAO et fraisage de l’équipe prototypage
Une solution de CFAO innovante
Pour l’usinage, Achim Sanzenbacher et son équipe utilisent depuis novembre 2018 le système hyperMILL® de chez OPEN MIND, qui présente des points forts dans les stratégies d’usinage 5 axes. Mais c’est sur un autre point, lui aussi essentiel, qu’est venu la décision pour le nouvel investissement. « Nous avions des problèmes de service avec notre précédent fournisseur de FAO. À la fin, nous ne recevions plus de mises à jour pour les logiciels et les post-processeurs », mentionne Achim Sanzenbacher et précise : « Nous ne pouvions pas nous permettre de travailler avec des systèmes obsolètes. Nos pièces sont de plus en plus complexes, ce qui signifie que nous voulons tirer profit de chaque développement ainsi que du soutien permanent de notre fournisseur de FAO pour les applications. »
Lors du choix du nouveau système de CFAO, l’équipe d’usinage composée de quatre personnes a prêté attention à l’attractivité de l’offre de service et bien sûr aux progrès technologiques. Elle a invité tout d’abord les quatre fournisseurs de CFAO retenus à une évaluation au cours de laquelle il s’agissait de programmer puis d‘usiner une pièce 5 axes sophistiquée avec une rainure en spirale, dans les conditions habituelles de fabrication des prototypes. En clair, les données de CAO étaient fournies le matin et la pièce devait être terminée le soir, usinée en un seul bridage.
Deux des fournisseurs de logiciel ne sont même pas venus participer au benchmark. « Ils n’ont pas dû avoir assez de temps pour se préparer », suppose Achim Sanzenbacher. Pour Steffen Völker, chef de projet technique et spécialiste en applications pour la conception de moules et de prototypes chez OPEN MIND, ça n’a pas été un problème. Il s’est mis à la tâche avec le système de FAO hyperMILL® et a rempli la mission avec brio. La pièce de référence a été usinée sur une machine Hermle C400 dans l’après-midi. Cette prestation a pleinement convaincu Michael Wussack, l’un des quatre spécialistes FAO et fraisage de l’équipe prototypage. « Cela nous a permis de tester hyperMILL® en condition réelle. Après le test, j’étais sûr que ce système de CFAO était la solution idéale pour nous : une programmation simple, un usinage rapide et un résultat de fraisage convaincant. »
Steffen Völker (à droite), spécialiste en applications chez OPEN MIND pour la construction de moules et de prototypes, accompagne Michael Wussack et ses collègues sur site si besoin.
Une assistance garantie entre partenaires
Ce jour-là, une autre conviction s’est imposée, comme le souligne Achim Sanzenbacher : « Nous étions tous d’accord sur le fait qu’avec OPEN MIND nous avions trouvé un partenaire de confiance qui nous offre le service que nous recherchons. »
Aleš Vurušič, responsable Grands Comptes chez OPEN MIND, et Steffen Völker entretiennent de manière générale des relations étroites avec leurs clients. Pour le spécialiste en applications, cela signifie avoir une approche client proactive. Au début, Steffen Völker contactait Kärcher toutes les semaines pour s’enquérir d’éventuels problèmes dus à la programmation ou aux composants et, si possible, les résoudre immédiatement. Au vu des faibles retours, il confirme la grande expertise des utilisateurs de FAO dans le service de prototypage de chez Kärcher. « Grâce à leur expérience en matière de FAO, les programmeurs n’ont quasiment pas eu besoin d’être assistés dans leur travail quotidien. »
De gauche à droite : Achim Sanzenbacher et Michael Wussack, les constructeurs de prototypes de chez Kärcher, se réjouissent d’être soutenus par Steffen Völker et Aleš Vurušič de chez OPEN MIND.
Michael Wussack et ses collègues du service d’usinage possèdent tous une licence hyperMILL® de niveau « expert » comprenant l’ensemble des 13 cycles cinq axes du pack « surfaces et cavités » ainsi que les modules « ébauche » et « finition » du pack performant hyperMILL® MAXX Machining. Le Key User explique : « Nous avons très rapidement trouvé nos marques avec hyperMILL®, car l’interface est pratique et clairement structurée. Surtout, le principe d’utilisation est le même à chaque cycle. » Une situation qu’Aleš Vurušič explique par le fait que la société OPEN MIND développe elle-même l’ensemble du logiciel.
Dans son pack « surfaces et cavités », hyperMILL® offre 13 cycles différents en cinq axes. Le programmeur peut ainsi choisir la stratégie adaptée à chaque pièce fraisée, quel que soit son niveau d’exigence.
Une FAO et une CAO homogènes
Cela est également valable pour hyperCAD®-S, le système « CAO d’hyperMILL® » spécialement développé par OPEN MIND pour les programmeurs FAO afin d’accélérer les procédures lors de la programmation CN. « Il est entièrement intégré à hyperMILL® », se réjouit Michael Wussack. « Je peux ainsi passer de la FAO à la CAO et inversement sans avoir à passer par une interface. Cela permet d’économiser beaucoup de temps et d’énergie. »
Dans le prototypage il est fréquent que les composants aient besoin d’être adaptés pour le processus d‘usinage, car ils sont souvent conçus pour une production en série pour le moulage par injection ou sous pression. Lors de l’usinage, la pièce requiert une surface d’appui ou de serrage, il est alors nécessaire d’ajuster le rayon ou de boucher un trou. Avec ses fonctions de dessin, de surface et de solide rapides et faciles à utiliser, hyperCAD®-S est précisément fait pour cela.
Un grand système modulaire avec des stratégies 5 axes
En ce qui concerne les exigences d‘usinage, le prototypage est fondamentalement différent de la production en série. Pour les pièces uniques, il n’est pas important de gagner quelques dixièmes de seconde sur le temps de coupe. Un programme CN pratique et fiable, disponible le plus rapidement possible et permettant idéalement de fabriquer un composant en un seul bridage, fait gagner plus de temps. Dans ce contexte, l’usinage 5 axes constitue une technologie idéale pour le prototypage. Il permet d’usiner entièrement presque tous les composants sur cinq côtés. Cela entraîne également des durées d’usinage plus longues que Michael Wussack et ses collègues exploitent pour programmer les pièces consécutives.
hyperMILL® se distingue particulièrement dans le fraisage 5 axes. Différentes stratégies de positionnement sont en principe disponibles, ce qui permet de pouvoir choisir une solution adaptée à chaque géométrie et chaque cinématique de machine. « La programmation est simple », comme le souligne Michael Wussack, « car elle se base en principe sur le fraisage 3 axes ou le fraisage avec un outil positionné. Outre les fameuses stratégies 3 axes telles que la finition par niveau Z ou l’usinage de matière résiduelle, il y a juste une fenêtre en plus pour compléter l’orientation en 5 axes. »
Automatismes et cycles ultra-performants pour plus d’efficacité
OPEN MIND facilite la programmation 5 axes grâce à de nombreux automatismes. « L’indexation dite automatique en est un bon exemple », explique Aleš Vurušič. « Elle permet de programmer et d‘usiner en une seule opération des zones dont l’usinage requiert plusieurs positions d’outil. » Cette fonction recherche automatiquement une position d’outil fixe et sans collision pour les différentes zones d’usinage. Les zones ne pouvant être usinées en positionné le sont en 5 axes continus. L’usinage automatique de matière résiduelle 5 axes est également utile. Pendant la finition il reconnaît les zones de matière résiduelle dont l’usinage est incomplet et effectue automatiquement l’usinage nécessaire selon la définition de l’outil de référence et de la zone à usiner. « Cela nous permet d’économiser énormément de temps », confirme Michael Wussack.
L’opération d’ébauche est une phase d’usinage importante pour la réalisation de prototypes. En fin de compte, la plupart des composants sont usinés dans la masse. Chez Kärcher, le module d’ébauche haute performance du pack hyperMILL® MAXX Machining rend de précieux services en la matière. Kärcher a également investi dans le module de finition hyperMILL® MAXX Machining, même s’il n’a pratiquement pas été utilisé jusqu’à présent. Achim Sanzenbacher en est sûr : « Ce sera payant, clairement pour l’usinage des moteurs électriques de nos nettoyeurs haute pression à eau chaude. Nous devons réaliser la finition de nombreuses ailettes de refroidissement dont l’épaisseur doit être très précise pour les mesures de température. Je m’attends à une réduction de moitié des durées d’usinage grâce à l’utilisation d’une fraise tonneau et la stratégie de finition tangentielle correspondante. »
Mieux vaut prévenir que guérir
Achim Sanzenbacher voit à l’avenir une autre automatisation du domaine du fraisage : « Même dans notre service de prototypage, il s’agit d’optimiser le temps et d’exploiter les machines la nuit et le week-end avec peu de personnel. » Le premier pas est déjà fait avec une Hermle C22 dotée de changeur de palettes à six postes.
Un contrôle et une prévention fiables des collisions sont très importants pour le responsable du prototypage car l’automatisation nécessite une sécurité de processus maximale. hyperMILL® fournit pour cela des solutions efficaces, comme des solutions de simulation incluant l’ensemble de l’environnement machine. hyperMILL® est même capable de calculer tout seul une position d’outil sans collision pour l’usinage simultané 5 axes. L’utilisateur n’a alors plus qu’à déterminer les axes de rotation qu’il convient d’utiliser en fonction de la cinématique de la machine pour prévenir les collisions.
Gain de temps lors de la programmation et de l’usinage
Achim Sanzenbacher est satisfait : « Dans la solution de FAO hyperMILL® de chez OPEN MIND, tout est parfait pour notre prototypage. Le système de stratégie est très polyvalent, l’interface utilisateur est homogène tout au long des cycles et clairement structurée. Les programmes générés sont fiables. De plus, nous sommes devenus plus rapides. » Il ne peut certes pas s’appuyer sur des chiffres concernant les pièces, « mais la cadence a sensiblement augmenté. Pour moi, hyperMILL® est pour l’instant très largement en tête dans le prototypage. »
Galerie
Les constructeurs de prototypes utilisent le système de CFAO hyperMILL® de chez OPEN MIND afin de générer des programmes de fraisage fiables.
L’usinage 5 axes fait partie des technologies essentielles dans la fabrication de prototypes. Un seul posage avant un usinage complet des cinq côtés : les usineurs de prototypes exploitent la durée d’usinage plus longue pour programmer la pièce suivante..
Chez Kärcher, 600 à 800 prototypes sont fabriqués chaque semaine. L’usinage 5 axes est une technologie privilégiée.
L’élément de jonction du pistolet Easy!Force pour le nettoyeur haute pression professionnel HDS est un composant pouvant servir d’exemple. Il est usiné en cinq axes dans le service de prototypage. Sa forme sophistiquée comprend entre autres les connexions pour le tuyau et la lance.
L’élément de jonction du pistolet Easy!Force pour le nettoyeur haute pression professionnel HDS est un composant pouvant servir d’exemple. Il est usiné en cinq axes dans le service de prototypage. Sa forme sophistiquée comprend entre autres les connexions pour le tuyau et la lance.