Poinçonneuse de bobines combinée à la découpe laser : systèmes de découpe combinés avec des machines indépendantes

Les entreprises qui souhaitaient résoudre un problème, comme la productivité ou l’efficience, semblaient parfois contraintes de mettre la flexibilité de côté. 

L’introduction du laser résout ce dilemme concernant les poinçonneuses à partir de bobine, en introduisant une grande flexibilité à un processus déjà très efficient et en augmentant la productivité du système par rapport à l’utilisation seule de la poinçonneuse à partir de bobine, et encore plus par rapport au poinçonnage à partir de feuille. 

Pour réaliser des volumes importants, les entreprises qui travaillent la tôle à partir de feuille se tournaient vers des lignes de découpage et de profilage pour augmenter la productivité, mais se plaignaient de perdre en flexibilité en raison du temps nécessaire pour changer les séries de galets. 

Parfois également, les entreprises qui produisaient des supports et des accessoires en tôle abandonnaient la feuille pour passer aux lignes de découpage à partir de bobine, très productives, mais nécessitant l’utilisation d’une matrice différente pour chaque produit. 

Ces temps d’arrêt pour le changement de produit réduisaient la productivité si les lots étaient petits. 

Antonio Zambelli est le patron de FEMI-CZ SpA, une magnifique entreprise de Rovigo, et il fait partie de nos clients depuis plus de vingt ans. Elle opère aujourd’hui en tant que coentreprise avec le groupe allemand Niedax. Active depuis 1973, l’entreprise a connu une forte croissance à partir des années 80 en utilisant des profileuses Dallan pour produire des profils pour systèmes de porte-câbles et des structures portantes de haute qualité. 

Dans ce type de production, il est nécessaire de produire également une quantité de petits accessoires en tôle. L’entreprise recevait très souvent des commandes de profils à perforations spéciales, étant leader dans le secteur des fournitures de systèmes de porte-câbles sur mesure, et devait répondre  aux demandes spécifiques des clients. 

Les lignes de production comprenaient des presses de poinçonnage à outils à suivre, mais la technologie des matrices utilisées n’offrait pas une grande flexibilité. 

L’entreprise a donc décidé d’investir dans un système de poinçonnage et de découpe laser simultané Coil To Combo. 

Là encore, le système comprenait une poinçonneuse paramétrique servo-électrique ainsi qu’un système de découpe laser à système de vision, séparé par un tampon. 

La solution, grâce au système de vision intégré à la découpe laser, permettait de compléter la découpe des panneaux pré-poinçonnés, et la poinçonneuse poursuivait son travail en amont. 

Le poinçonnage paramétrique à partir de bobine permet, comme nous l’avons vu, d’obtenir un poinçonnage beaucoup plus rapide, en diminuant les temps de découpe, de chargement et de déchargement des pièces. 

Le laser apporte la même flexibilité qu’un système à partir de feuille, et en effectuant la découpe laser en temps masqué, la ligne est toujours beaucoup plus productive qu’un système traditionnel. 

Dans le cas de FEMI-CZ, nous avons apporté un autre élément de flexibilité. En effet, un certain nombre de produits ne nécessitaient pas de découpe laser, et le module final serait resté inutilisé. 

En revanche, nous avons ajouté un système de déchargement entre les poinçonneuses et le laser, de manière à pouvoir utiliser la poinçonneuse et le laser de manière indépendante, si on le souhaite. La poinçonneuse travaille la bande à partir de bobine, et les produits poinçonnés et découpés sur mesure sont empilés directement après la poinçonneuse. 

Simultanément, la machine de découpe laser peut être utilisée en étant chargée avec des feuilles de tôle indépendantes sur le convoyeur à rouleaux d’entrée. 

En effet, notre système de découpe laser à système de vision est encore aujourd’hui le seul à pouvoir être utilisé aussi bien à partir de bande que de feuille ! 

Voici un témoignage d’Antonio Zambelli, administrateur délégué de FEMI-CZ: 

“ Notre collaboration avec Dallan, tant avec la famille qu’avec l’entreprise, est née il y a plus de vingt ans et je suis convaincu qu’elle se poursuivra et nous apportera d’autres belles satisfactions. Le temps investi dans le lancement de la nouvelle ligne CXN combinée nous procure à ce jour d’excellents résultats en termes de flexibilité et d’économie, sous divers aspects. FEMI-CZ fabrique non seulement des  produits standards, mais également des produits sur mesure. Jour après jour, la production doit être “inventée” et organisée, dans le respect des délais et des coûts. La réponse parfaite à nos exigences, tant au niveau de la production standard que de la production sur mesure, a été cette machine combinée Dallan, conçue pour offrir “deux machines en une” et augmenter les possibilités d’utilisation, optimisant ainsi l’investissement. ” 

Antonio Zambelli 

Cliquez sur ce lien pour voir la machine combinée dotée de modules indépendants: 

ÉTUDE DE CAS – production de pièces spéciales pour rayonnages à l’aide de poinçonneuses et de laser à partir de bobine 

Voici le témoignage de Günter Knecht, directeur de production chez BITO Lagertechnik, très éclairant sur le concept de flexibilité appliqué au système Coil to Combo. 

“Bito Lagertechnik Bittmann GmbH est leader européen dans le secteur des systèmes d’entreposage. Dans ses établissements de Meisenheim et de Lauterecken, Bito applique un programme de production très innovant, orienté vers la clientèle et visant à une qualité plus élevée, sur une surface de 140.000 m2. 

Nous travaillons environ 70 000 tonnes de tôles d’acier par an. 

Les innovations apportées à la production sont toujours motivées par les demandes du marché, comme la demande de poinçonnage et de découpe au laser à partir de bobine. 

Dans ce cas, notre volonté était d’améliorer notre capacité à produire des petits lots, des pièces spéciales, des prototypes, des échantillons, de répondre à une forte demande de flexibilité, et de produire des pièces spéciales selon les demandes spécifiques des clients.

Face à la nécessité de proposer de nouveaux produits ou d’offrir des produits adaptés aux demandes des clients, nous devions améliorer la flexibilité de notre production. Lorsque l’on conçoit des systèmes de rayonnage, la coordination avec les autres départements est essentielle. L’automation, le raccordement aux câblages et aux systèmes de transport ou de lubrification ainsi que l’intégration de divers systèmes de stockage nécessitent une optimisation et des adaptations continues des éléments relatifs au projet. Nous devions pouvoir aligner notre production à ces demandes, en permanence. 

Mais nous souhaitions combiner cette haute flexibilité à une forte productivité. 

Une question importante revenait sans cesse durant la planification de l’investissement : production à partir de feuille ou de bobine ? 

Dans les technologies pour entreposage, les composants présentent fréquemment une longueur supérieure à 3 000 mm. La production de pièces spéciales représente donc un défi lorsqu’on travaille à partir de feuille. 

D’expérience, nous savons que le travail à partir de bobine permet de produire des pièces standards ou des pièces sur mesure en très grandes quantités. Il valait la peine de rechercher et d’investir dans des systèmes de production innovants à partir de bobine.

Les lots de production devenant plus petits, face aux demandes spéciales des clients, il était également nécessaire de produire les pièces spéciales de manière économique. Pour y parvenir, nous devions pouvoir produire ces petites quantités de manière économique et flexible, ce qui constitue le défi quotidien des responsables de production. 

D’autres questions se posent lors d’une planification de pièces spéciales et de production de petites quantités : 

• Produire à partir de bobine ou de feuille ? 
• Utiliser des matrices spéciales coûteuses, ou se tourner vers une production complexe de pièces uniques ? 
• Comment évaluer la productivité, le coût unitaire, l’économie du cycle de production ? 

Les dimensions des composants étant souvent supérieurs à 3 000 mm, la production à partir de bobine est certainement la plus avantageuse. La gestion de tôles à partir de feuille de dimension supérieure à 3000 mm s’avère beaucoup plus difficile et coûteuse. 

De plus, la production de ces feuilles entraîne des délais de livraison très longs et non adaptés à la planification industrielle. Lorsque l’on travaille à partir de feuille, l’utilisation du matériau n’est généralement pas optimale. Mais lorsque l’on travaille à partir de bobine, l’utilisation du matériau est toujours optimale, car la largeur de la bobine est déjà découpée. 

D’autre part, nous recevons de plus de plus de demandes de production de prototypes à des fins d’essais. De plus, avant le lancement de grands projets, nous devons réaliser des pré-séries pour les tests de charge statique. Il est souvent préférable de réaliser des pré-séries et des échantillons bien avant la planification de l’investissement dans des matrices spéciales, qui seraient difficilement modifiables. 

Pour toutes ces raisons, nous avons décidé d’opter pour une production flexible à partir de bobine. 

Avant d’investir dans le système combiné poinçonneuse-laser à partir de bobine Dallan, ces pièces étaient fabriquées de différentes manières. Il fallait avant tout planifier et se concerter pour la préparation du travail et la planification interne afin de vérifier les ressources et les outils nécessaires. 

La première option était de fabriquer les composants à l’aide de matrices provisoires, sur des lignes de travail temporaires ou auxiliaires, selon un processus très complexe à plusieurs phases. Les pièces étaient par exemple fabriquées à l’aide d’outils déjà existants lorsque cela était possible, puis nous ajoutions le poinçonnage et les chanfreinages spéciaux par le biais d’autres ajustements et manipulations. 

Ceci entraînait des problèmes importants avec la production standard : 

• Grande dépense d’énergie au niveau de l’organisation interne 
• Coût élevés des composants 
• Délais de livraison interminables en raison de l’attente de livraison des matrices d’essai 
• Coûts des outils non contenus 
• Grand gaspillage d’énergie pour changer et adapter les composants en permanence 
• Délais de livraison et changement de production trop longs 

La seconde option était de fabriquer ces pièces spéciales sur une poinçonneuse à partir de feuille. Il s’agit d’une solution convenable pour les pièces uniques ou les petites quantités. Mais elle présente des inconvénients, comme le défaut de qualité des bords de la feuille ou la nécessité d’ébavurer les pièces. Une grande quantité de matière première était utilisée pour obtenir le même nombre de pièces, les déchets étaient importants et le temps de production était relativement long. 

Le problème majeur rencontré par BITO était dans ce cas la limitation de la longueur des composants. En effet, nos poinçonneuses sont en mesure de gérer des feuilles d’une dimension maximale de 1 500×3 000 mm. Cette technologie de production n’était donc pas adaptée aux pièces de dimension supérieure à 3000 mm. 

• Voici donc les problèmes de production sur poinçonneuses et grignoteuses à partir de feuille : 
• Dimensions des composants limitées à une longueur maximale de 3 000 mm 
• Coûts des matériaux plus élevés en raison d’un taux de rebus supérieur 
• Complexité de la gestion logistique de toutes les feuilles et des paquets de feuilles 
• Nécessité d’ébavurer les pièces 
• Coût unitaire du produit très élevé 

La troisième option était l’achat des produits à l’extérieur. L’approvisionnement en matériaux et les délais de livraison représentaient souvent un grand défi dans ce dernier cas. Les composants pouvaient également être produits en externe avec des machines plus grandes, des lasers à surface plane ou des poinçonneuses. Mais dans tous les cas, il était nécessaire d’utiliser des feuilles de grandes dimensions adaptées à la longueur de la pièce. De plus, il était nécessaire de contrôler en permanence la conformité de la qualité des pièces. Nous devions donc ajouter les coûts de contrôle de la qualité internes et externes.

Les coûts des pièces étaient souvent des multiples des coûts de nos composants standards. De plus, les coûts de processus internes étaient élevés lorsque nous devions adapter et modifier les dessins des pièces. Les livraisons ultérieures de pièces manquant dans les processus de production posaient un autre problème important. 

Voici les problèmes liés à la production externe : 

• Longueur limitée – également pour la production externe 
• Longueur des composants supérieurs à 3 000 mm uniquement sur des machines spéciales et avec des panneaux de dimensions spéciales 
• Coûts élevés 
• Les délais excessifs d’approvisionnement en feuilles spéciales, dotées de caractéristiques conformes aux spécifications (limites d’élasticité etc). En règle générale, l’approvisionnement en bobines spéciales est plus simple et plus rapide comparé aux feuilles. 
• La coordination des processus de suivi de la production est souvent critique en termes de temps. Par exemple, le temps d’ébavurage des bords internes ou du transport des pièces découpées au laser externe pour les finitions nécessite un travail d’organisation intensif. 
• La coordination des tolérances avec la partie de production effectuée à l’extérieur est complexe. 
• Les livraisons ultérieures de pièces manquantes et de pièces non conformes aux tolérances sont difficiles. 
• Voici donc les objectifs que nous avons définis concernant ce nouvel investissement : 
• Optimisation des coûts par rapport à la production actuelle et de la flexibilité pour fabriquer des pièces spéciales 
• Grande flexibilité pour la production de commandes de pièces spéciales, en minimisant l’investissement dans les outils 
• Augmenter notre productivité pour les pièces spéciales et les lots réduits 
• Réduire le temps de réaction pour réaliser les pièces spéciales 
• Réduire les délais de livraison pour les pièces spéciales 
• Utilisation de matériau à partir de bobine, option déjà utilisée par l’entreprise pour les productions en série 
• Sécurité 
• Optimisation du processus de production 
• Amélioration des processus ultérieurs, possibilité d’adapter les pièces de manière flexible
• Production d’échantillons directement sur site 
• Production d’échantillons avant de réaliser les matrices spéciales, et possibilité de tester pour optimiser les formes des matrices spéciales 
• Optimisation de la logistique globale du processus de fabrication de produits spéciaux et de lots restreints 
• De plus, nous souhaitions réduire le time to market des pièces fabriquées sur commande et le délai de réalisation de projets critiques, comme la production de prototypes, d’échantillons, de produits pour tests de charge et essais statiques. 

Par ailleurs : 

Les coûts liés aux outils étant faibles, voire inexistants, il était possible de produire de nouveaux produits de manière rapide et économique. 

Les projets portaient fréquemment sur des pièces individuelles. 

Au niveau de la recherche et du développement, il arrive souvent que nous ne disposions pas de données précises sur la quantité à produire, d’où la nécessité d’effectuer en permanence et ultérieurement des optimisations continues. Avec la technologie traditionnelle, ceci aurait augmenté considérablement les coûts des prototypes. 

Lorsque nous devons produire de grandes quantités et des composants standards, nous partons toujours de bobine avec des machines et des outils spéciaux. Généralement avec des presses et des matrices spéciales ainsi que des processus de profilage en amont. Nous sommes outillés pour ce type de production, et ce type de procédure ne change pas, même après l’introduction du système DALLAN. 

La solution de Dallan nous permettait de produire des quantités moyennes et petites de composants spéciaux, de composants uniques, y compris de longueurs supérieures à 3 000 mm. Nous pouvions répondre aux demandes spécifiques du client de manière très flexible et réaliser des prototypes et des pièces uniques et accessoires également pour de grands projets. Avec la machine laser et poinçonnage Dallan, nous disposons de la flexibilité offerte par la combinaison de la technologie du poinçonnage et du laser. De plus, nous travaillons à partir de bobine et nous sommes en mesure de produire des composants longs sur commande sans gaspillage de matériau. 

Nous disposons généralement des bobines nécessaires à la réalisation de composants spéciaux pour la production de pièces standards dans notre stock, ou nous pouvons nous en procurer très rapidement. Ainsi, nous contrôlons en permanence la qualité des matériaux. Les poinçonnages standards et le chanfreinage peuvent être réalisés dans la partie poinçonneuse à l’aide d’outils standards du commerce, qui sont économiques et faciles à obtenir. 

Cette flexibilité est due en grande partie à la poinçonneuse, qui comprend trois arcs porte-outils, soit 25 outils au total. Ces arcs accueillent les outils de type standard à tourelle haute. Nous pouvons nous en procurer chez différents fournisseurs (par exemple la société PASS) et ils sont disponibles en très peu de temps. Les stations utilisables présentent un diamètre de 12 à 150 mm, et quatre des outils sont rotatifs. 

Parmi les outils de plus grande taille, nous pouvons intégrer des outils standards aux formes spéciales et des poinçons multiples offrant une puissance de découpe allant jusqu’à 200kN. Ces porte-outils sont mobiles dans l’axe transversal à contrôle numérique. Ainsi, les outils se positionnent automatiquement et rapidement dans le champ d’action de la machine. 

La seconde partie de la machine, le module laser, permet d’effectuer des travaux spéciaux sur la pièce. Cette combinaison poinçonneuse et laser offre une flexibilité très élevée et une excellente productivité. 

L’un des grands avantages est la rapidité du pré-usinage effectué avant l’entrée en production. Du dessin à la réalisation de la première pièce, ou de la demande à la livraison des premières séries, le délai n’est que de quelques heures. 

Nous en avons eu un parfait exemple durant l’installation de la machine. Dans l’un de nos chantiers, des pièces avaient été livrées endommagées, ce qui nous a valu une réclamation. D’habitude, les pièces de rechange étaient fabriquées par un fournisseur externe, puis retravaillées et pliées par Bito. Le délai de livraison était estimé à environ 15 jours à compter de la commande, en comptant le temps de trouver le matériau, le délai de fabrication externe, la découpe, l’expédition à Bito, les travaux de pliage réalisés à Bito et l’envoi des pièces sur le chantier. 

Nous avons pu vérifier immédiatement en quoi la flexibilité de notre nouveau système Dallan pouvait nous aider. Une heure seulement après la conception du dessin en DXF à l’aide du logiciel de programmation, grâce à l’installation de la nouvelle bobine sur la machine, la première pièce produite était déjà prête pour le contrôle qualité. Le feu vert étant donné, nous avons démarré la production, et les pièces ont été expédiées le jour même sur le chantier. 

Le système de conditionnement intégré après la poinçonneuse et après le module laser répond également dans ce cas aux exigences en termes de flexibilité et de productivité. 

Voici les avantages présentés par le travail à partir de bobine avec la nouvelle installation Dallan. 

• Flexibilité
• Optimisation du matériel 
• Excellente productivité 
• Production en parallèle de la poinçonneuse et du laser 
• Délais très brefs de changement de production 
• Travail en continu à partir de bobine (contrairement au travail stop-and-go de la feuille) 
• Chargement et déchargement automatique 

Pour la production de petites quantités, nous continuons à utiliser les poinçonneuses standards à partir de feuille. Mais dans ces conditions, les quantités réalisées sur ces machines se réduiront, et les productions de ces pièces seront de plus en plus souvent réalisées sur l’installation de Dallan. Avec une bonne programmation, il est possible de produire des séries très réduites, voire une pièce unique ! 

Durant les premiers mois du développement du projet et d’utilisation de l’installation, nous avons pu expérimenter ses avantages sur le terrain. 

Durant le projet, nous avons bénéficié d’un soutien important pour la configuration des machines. Nos demandes ont été évaluées et gérées dans une collaboration parfaite. 

• Excellent travail d’équipe entre nous et Dallan et bonne gestion du projet
• Excellente préparation des essais chez Dallan 
• Excellente gestion et organisation durant tout le projet 
• Parfait montage de l’installation chez BITO. L’équipe chargée du montage et de l’installation de Dallan nous a impressionnés par son professionnalisme 
• Excellente formation 

Nous continuerons volontiers à collaborer avec eux ! 

Nos expériences avec l’installation à ce jour : 

• Nos collaborateurs ont commencé à utiliser l’installation et à comprendre son fonctionnement très rapidement 
• Nous avons obtenu le niveau de flexibilité que nous désirions 
• Les objectifs concernant la réduction des coûts et la production de pièces spéciales et de petites séries ont été atteints 
• Tous les processus internes de ces productions ont été considérablement améliorés. Grâce aux caractéristiques de la nouvelle installation, les étapes des processus de production sont clairement définies 
• Nous pouvons éliminer totalement l’achat de pièces spéciales à l’extérieur. Nous couvrons nos besoins grâce aux technologies internes 
• Nous avons réduit le coût par pièce selon nos prévisions 
• Dans les mois à venir, nous souhaitons améliorer notre capacité d’utilisation de l’installation, notamment : 
• Optimiser l’utilisation du gaz grâce à l’amélioration des paramètres de découpe 
• Apport de petites modifications au logiciel de la part de Dallan et de Sigmanest 
• Approfondissement de la formation des techniciens Bito ” 

Günter Knecht 

Pour en savoir plus sur nos systèmes, cliquez sur le bouton ci-dessous :

Andrea Dallan
CEO – Dallan Spa